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国家自然科学基金(51275164)

作品数:12 被引量:55H指数:6
相关作者:张维刚张扬唐婷杨济匡蒋小晴更多>>
相关机构:湖南大学南车株洲电力机车研究所有限公司更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家重点实验室开放基金长江学者和创新团队发展计划更多>>
相关领域:交通运输工程机械工程一般工业技术自动化与计算机技术更多>>

文献类型

  • 12篇中文期刊文章

领域

  • 11篇交通运输工程
  • 10篇机械工程
  • 1篇自动化与计算...
  • 1篇一般工业技术

主题

  • 6篇乘员
  • 4篇乘员约束
  • 4篇乘员约束系统
  • 3篇汽车
  • 3篇汽车乘员
  • 3篇汽车乘员约束...
  • 2篇代理
  • 2篇代理模型
  • 2篇优化设计
  • 2篇有限元
  • 2篇碰撞
  • 2篇下肢
  • 2篇耐撞性
  • 2篇骨折
  • 2篇薄壁
  • 1篇多目标优化
  • 1篇有限元方法
  • 1篇有限元模型
  • 1篇元方法
  • 1篇生物力学

机构

  • 11篇湖南大学
  • 1篇南车株洲电力...

作者

  • 11篇张维刚
  • 4篇唐婷
  • 4篇张扬
  • 3篇蒋小晴
  • 3篇杨济匡
  • 2篇王丙雨
  • 2篇谢伦杰
  • 2篇常伟波
  • 2篇崔杰
  • 2篇唐涛
  • 2篇陈鼎
  • 2篇张文强

传媒

  • 3篇汽车工程
  • 2篇现代制造工程
  • 2篇中国机械工程
  • 1篇机械工程学报
  • 1篇力学学报
  • 1篇武汉理工大学...
  • 1篇机械科学与技...
  • 1篇Chines...

年份

  • 1篇2017
  • 1篇2016
  • 5篇2015
  • 3篇2014
  • 2篇2013
12 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
侧面柱碰撞条件下轿车车门抗撞性优化设计被引量:10
2016年
为提高车门的抗柱撞性能,将基于SIMP理论的拓扑优化方法引入车门防撞梁设计,得到最佳的防撞梁材料分布;选择合适的截面构造防撞梁,得到一种Y形防撞梁结构;结合响应面法和NSGA?Ⅱ多目标优化算法对防撞梁进行多目标优化。相比于初始设计,优化后防撞梁在保证车门刚度满足法规要求的前提下,刚性柱的撞击侵入量减少22.5%,车门抗柱撞性能明显提高。
唐涛张维刚陈鼎张文强
关键词:拓扑优化多目标优化
基于HAM的汽车乘员约束系统多参数优化
2014年
针对汽车乘员约束系统高度非线性且难于求解最优值的特点,提出全局敏感性分析结合混合元模型的优化方法,通过蒙特卡罗模拟在整个设计空间内采样,以元模型代替仿真模型来完成设计参数的敏感性分析,并将分析获得的信息用于混合元模型优化(hybrid and adaptive metamodeling method,HAM),将二阶多项式响应面、Kriging模型、径向基函数三种元模型有机结合,自适应选择最佳的元模型进行寻优.搜索过程中元模型不断更新与重建,逐渐提高关键区域的精度,从而快速寻找到全局最优解.对某工程实例的优化结果表明该方法是有效的.
唐婷张维刚张扬马桃
关键词:乘员约束系统
锥形薄壁梁斜向耐撞性优化设计仿真研究被引量:1
2017年
由于薄壁结构具有低成本和高能量吸收效率的特点,被广泛地应用在汽车车身上。在碰撞载荷作用下,薄壁结构有3种变形形式,即渐进压溃、欧拉变形和混合变形模式,其中最利于吸能的变形形式是渐进压溃,一般在纯轴向载荷中出现。实际交通事故情况复杂,斜向撞击更为普遍,由此导致的欧拉变形时常发生。研究目的就是提高薄壁结构在轴向和斜向碰撞下的耐撞性。首先选取7种不同截面型式薄壁锥形梁,通过改变斜向冲击的夹角,计算得到不同结构型式的比吸能(SEA)。对7种截面型式的薄壁结构进行夹角为0°、15°和30°载荷工况的碰撞仿真,对比其性能表现,选取耐撞性最佳的结构。在此基础上,以SEA为优化目标,以碰撞峰值力F_(max)为约束,通过0°、15°和30°的工况的有限元仿真,利用代理模型的方法寻找该结构的最优参数,最终得到的优化结构斜向耐撞性得到大幅度提升。
张文强张维刚唐涛陈鼎
关键词:代理模型
基于敏感性分析和代理模型的汽车乘员约束系统优化被引量:1
2015年
为了获得汽车乘员约束系统理论最优解,针对优化中设计参数多且变化范围大使得设计工作量大且难的问题,采用敏感性分析的结果,提出了代理模型设计域更新的优化方法。通过优化的拉丁方在设计域中抽取少量样本点构造Kriging代理模型,计算得到初始的最优解,再通过敏感性分析的结果快速确定下一轮迭代设计域,从而在优化过程中不断构建代理模型,设计域不断更新,直到优化结果满足收敛条件。通过4次迭代使得乘员综合损伤值WIC相比初始设计值降低了13.83%,优化效果明显。
张扬张维刚马桃唐婷
关键词:代理模型乘员约束系统
基于全局敏感性分析和动态代理模型的复杂非线性系统优化设计方法被引量:10
2015年
针对复杂非线性系统多参数优化设计不仅计算工作量大,而且难以获得理论上最优解的问题,提出将全局敏感性分析和动态代理模型技术相结合的多参数多目标优化策略。通过基于方差的Sobol全局敏感性分析精简系统模型,确定敏感参数,并构造基于敏感参数的多目标代理模型,采用NSGA-II遗传优化算法得到当代最优解。优化过程中,代理模型和搜索空间不断更新,最优解附近的精度不断提高,直到满足优化迭代的收敛准则。将本方法应用于某汽车乘员约束系统的概念优化设计中,乘员的头部损伤指标(Head injury criterion,HIC)、胸部3 ms伤害指标C3ms和胸部压缩量D分别降低了11.3%、11.8%和9.4%,优化结果和最优解附近的精度都优于静态代理模型与NSGA-II遗传优化算法,取得明显的优化效果,证明了研究方法的有效性。
张扬张维刚马桃唐婷
关键词:复杂非线性系统
Multi-parameter Sensitivity Analysis and Application Research in the Robust Optimization Design for Complex Nonlinear System被引量:4
2015年
The current research of complex nonlinear system robust optimization mainly focuses on the features of design parameters, such as probability density functions, boundary conditions, etc. After parameters study, high-dimensional curve or robust control design is used to find an accurate robust solution. However, there may exist complex interaction between parameters and practical engineering system. With the increase of the number of parameters, it is getting hard to determine high-dimensional curves and robust control methods, thus it's difficult to get the robust design solutions. In this paper, a method of global sensitivity analysis based on divided variables in groups is proposed. By making relevant variables in one group and keeping each other independent among sets of variables, global sensitivity analysis is conducted in grouped variables and the importance of parameters is evaluated by calculating the contribution value of each parameter to the total variance of system response. By ranking the importance of input parameters, relatively important parameters are chosen to conduct robust design analysis of the system. By applying this method to the robust optimization design of a real complex nonlinear system-a vehicle occupant restraint system with multi-parameter, good solution is gained and the response variance of the objective function is reduced to 0.01, which indicates that the robustness of the occupant restraint system is improved in a great degree and the method is effective and valuable for the robust design of complex nonlinear system. This research proposes a new method which can be used to obtain solutions for complex nonlinear system robust design.
MA TaoZHANG WeigangZHANG YangTANG Ting
关键词:概率密度函数乘员保护系统乘员约束系统稳健设计
大客车前碰撞中驾驶员膝部气囊优化设计研究被引量:7
2015年
在大客车前碰撞中,由于前围产生较大侵入变形,极易造成驾驶员下肢损伤。为减少驾驶员下肢损伤风险,设计了一种驾驶员膝部安全气囊,并采用计算机仿真方法对气囊进行了优化分析研究。首先,利用Hypermesh建立12 m大客车的有限元模型,并对其进行正面碰撞模拟,验证了客车模型的可行性,且得到驾驶员座椅下方加速度曲线。然后,用MADYMO动力学软件建立了该大客车驾驶员约束系统的前碰撞模型,模型包含客车驾驶舱、驾驶员座椅、三点式安全带、转向系统、和膝部安全气囊。进而将有限元客车整车正面碰撞模拟获得的加速度曲线作为MADYMO碰撞模型的输入载荷条件,分析了安全带和膝部气囊的八个设计参数对驾驶员下肢损伤的影响。最后得到膝部气囊点火时刻、膝部气囊拉带长度、膝部气囊排气孔面积系数三个主效应影响因子,并基于多目标遗传算法对其进行优化分析,优化结果使驾驶员下肢损伤风险得到了很大程度的降低。
王含玉杨济匡蒋小晴张维刚
关键词:下肢损伤
前碰撞中髋关节姿态对乘员骨盆骨折影响的数值研究被引量:1
2015年
本文旨在建立一种在汽车前碰撞中乘员骨盆损伤评价的虚拟试验方法,以便为乘员安全设计提供相关的生物力学参数。基于LS-DYNA和某一50百分位美国男性下肢解剖学结构信息,建立了一个较为精细的乘员下肢有限元模型,并通过骨盆侧向冲击和膝-大腿-髋部的膝部轴向冲击模拟试验验证了模型的有效性。对该模型进行了虚拟试验,以研究不同屈曲角和外展角的髋关节姿态对骨盆在前碰撞的失效值的影响。结果表明:由于髋臼壁各受力点强度的不同,膝部轴向冲击下的骨盆损伤部位和失效值也随着髋关节姿态的改变而变化。随着髋关节屈曲角和外展角的增大,骨盆损伤部位由髂骨转移到髋臼;骨盆失效值随屈曲角的增加而增大;而随外展角的增加先增大后减小。研究结果为汽车前碰撞安全设计中的乘员骨盆损伤评价提供了参考依据。
蒋小晴杨济匡王丙雨张维刚
关键词:骨盆骨折有限元模型
基于kriging代理模型的碰撞安全性稳健性分析被引量:8
2013年
针对材料和制造工艺等不确定因素,并为提高汽车碰撞安全性稳健性分析的效率,采用基于kriging代理模型的稳健性分析方法,研究材料不确定性对某款轿车前纵梁碰撞安全性能的影响。结果表明,材料特性的不确定性对前纵梁峰值碰撞力影响较大;基于kriging模型的稳健性分析的精度和效率比采用有限元模型时要高。
崔杰张维刚谢伦杰常伟波
关键词:KRIGING模型
概念设计阶段薄壁直梁的耐撞性优化被引量:2
2013年
本文中利用梁单元简化模型对薄壁直梁进行概念设计阶段的耐撞性优化。首先通过赋予梁单元轴向溃缩特性,模拟薄壁梁的溃缩变形。接着对梁单元简化模型进行了碰撞仿真,将仿真结果与详细模型相对比,以分析简化模型的精度及可靠性。最后以此为基础对梁单元简化模型进行耐撞性优化。结果表明,该简化模型易于创建,且有很高的精度,可以用于薄壁梁构件概念设计阶段的耐撞性优化。
常伟波张维刚谢伦杰崔杰
关键词:薄壁直梁耐撞性概念设计简化模型
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