19544

۱۹۵۴۴

بهينه‌سازي پارامترهاي ارگونومي به‌منظور كاهش صدمه سرنشين با شبيه‌سازي مدل چندجسمي در تصادف از جلو

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه خودرو

۹۷-۹۸

۳۰/۳/۱۳۹۷

دكتر جواد مرزبان راد

خودرو

در اين پايان‌نامه به كمك شبيه‌سازي نرم‌افزاري، پارامترهاي ارگونومي سرنشين خودرو در تصادف از جلو موردبررسي و بهينه‌سازي قرار مي‌گيرد. براي اين كار مي‌بايست هم آسيب سرنشين در تصادف و هم ارگونومي موردتوجه قرار بگيرد. در ابتدا معيارهايي را براي ارگونومي و آسيب، به‌طور مجزا مشخص شد. سه معيار براي ارگونومي در نظر گرفته مي‌شود، معياري براي قابليت عضلاني بدن، معيار ديد پايين و معيار ديد بالاي راننده. همچنين سه معيار آسيب سر، معيار آسيب ويسكوز و معيار آسيب تركيبي سينه، براي آسيب به بدن در تصادف از جلو در نظر گرفته مي‌شود كه اين معيارها با استفاده از شبيه‌سازي مدل چندجسمي آدمك Hybrid III 50th در نرم‌افزار MADYMO به دست مي‌آيد. سپس پارامترهايي را براي اين معيارها در نظر گرفته شد. پارامترهاي زاويه صندلي، ارتفاع صندلي، جابه‌جايي صندلي بر ريل، زاويه ستون فرمان و طول ستون فرمان كه به‌طور مستقيم بر ارگونومي راننده تأثير مي‌گذارند. همچنين با توجه به اين‌كه با تغيير پارامترهاي ذكرشده، فاصله راننده تا فرمان و كيسه هوا تغيير مي‌كند، براي به دست آوردن نتيجه بهتر، دو پارامتر براي كيسه هوا اضافه شد. دو پارامتر اضافه شده، به‌صورت مستقيم بر ارگونومي سرنشين تأثيري ندارند ولي با تنظيم مناسب آن‌ها مي‌توان آسيب وارده در تصادف را كاهش داد. براي بهينه‌سازي و طراحي آزمايش از روش سطح پاسخ و در حالت طرح مركب مركزي به‌صورت مركز وجهي در نرم‌افزار Minitab، استفاده شد. با توجه به پيچيدگي معيارهاي خروجي و غيرخطي بودن توابع آسيب، بخصوص معيار آسيب سر و براي كاهش خطا و بهبود پيش‌بيني مدل، علاوه بر نقاط مربوط به طراحي آزمايش، نقاط بيشتري تعريف شد و نهايتاً براي تعداد 330 نقطه اجرا گرديد. مدل پيش‌بيني هريك از معيارها به دست آمد همچنين آناليز حساسيت براي تمام معيارهاي خروجي بررسي شد و كفايت مدل به‌دست‌آمده بررسي گرديد. استراتژي‌هاي مختلف براي بهينه‌سازي تعريف شد و جواب‌هاي به دست آمده مورد بررسي قرار گرفت. در آخر نيز اثر تغييرات خطي پارامترها بر معيارهاي خروجي بررسي شد.

1397/07/29

Ergonomic Parameters Optimization to Reduce Injury in Frontal Crash by Occupant Multi-Body Model Simulation

10/21/2018 12:00:00 AM

In this thesis, ergonomic parameters in frontal crash are studied using software simulation. To achieve this, both passenger injury and ergonomy should be considered. At first, ergonomy and injury parameters were extracted separately, including muscle ability criterion downdward visibility and upward visibility in Ergonomy, head injury Criterion (HIC), Viscous Criterion (VC) and Combined Thoracic Index (CTI) in passenger injury. These parameters are extracted using Hybrid III 50th multibody dynamic dummy model in MADYMO software. Then these parameters are studied using different variables such as seat angle, seat height, seat track, steering wheel column angle and steering wheel column length which can affect passenger Ergonomy directly. As these variables mentioned can change the distance between passenger, steering wheel and the airbag, two more airbag-related variables are also included. Although these two variables can not affect ergonomy directly, but can decrease injury if they are set to the right value. To design the experiment and optimization process, response surface method and face-centered central composite design, was used in minitab software. Due to the nonlinearity and complexity of injury functions, specially HIC, more run experiments were performed to decrease error rate to improve the model. A total of 330 experiment points were executed. a prediction model was extracted for each parameter, Analysis of variance were carried out for all of the outputs and the quality of each model were calculated. Different strategies for optimization were defined and the obtained solutions were examined. Finally, the effect of linear variations of parameters on output criteria was investigated.