近20年來,汽車安全領域的數字化模型仿真技術發展迅速,已成為汽車安全開發中的常用方法。本書除了介紹汽車安全基本研究內容外,著重闡述面向汽車安全設計的仿真模型驗證和確認方法,以及考慮不確定性的汽車安全數字化模型優化理論及方法兩大部分內容。該兩部分內容也是本書的特色所在。
世界衛生組織發布的《2015全球道路安全現狀報告》顯示,每年全球有逾百萬人死于道路交通事故,另有數千萬人因交通安全事故遭受非致命性傷害。汽車安全是未來汽車輕量化、智能化、電動化成功實施的有力保障。汽車安全系統的設計離不開物理樣機的開發與試驗。特別對于汽車安全結構耐撞性設計來說,高風險、高費用的物理試驗使得工程師和研究人員不得不積極尋找其他途徑來提高汽車的安全品質。近20年,汽車安全領域的數字化模型仿真技術發展迅速,已成為汽車安全開發中的常用方法。本書除了介紹汽車安全基本研究內容外,著重闡述面向汽車安全設計的仿真模型驗證和確認方法,以及考慮不確定性的汽車安全數字化模型優化理論及方法兩大部分內容。這兩部分內容也是本書的特色所在。
本書內容結合實際工業應用,介紹了諸多分析實例以支撐所介紹的新理論、新方法。本書第1章回顧了汽車安全的歷史沿革,并從全球安全法規及標準出發,詳細介紹了主被動安全系統的原理、現狀及研究內容。第2章著重介紹面向汽車安全系統設計的仿真與試驗技術。第3章介紹面向汽車安全仿真的模型驗證和確認的基本理論和典型模型確認度量,其中包括已納入ISO標準的模型確認方法及相應案例。第4章針對以汽車安全系統為代表的復雜動態系統的數據特點,介紹了多元、不確定性以及層次化模型確認理論和方法。第5章基于貝葉斯決策論,介紹了考慮不確定性條件下近似模型的識別方法及汽車安全的設計優化。第6章詳細介紹了基于模型偏差修正的技術及優化策略,以提高復雜汽車安全響應預測準確度。第7章引人數據挖掘技術,介紹了基于分類與回歸樹的汽車安全優化設計方法,并通過典型安全設計案例進行說明。
在本書的編著過程中,作者盡最大努力將自己對汽車安全系統設計開發的理解和經驗融人書籍。作者感謝PriyaPrasad博士、BarbatSaeed博士、Ren-JyeYang博士對本書理論框架的指導,以及楊俊祺、楊鑫、胡宸、宋浩展、李君明、張玉峰等對資料整理、文字翻譯及校對方面做出的協助。本書作為參考書籍,主要面向高校相關專業的學生和從事汽車安全相關行業的工程師。由于時間倉促和作者的閱歷局限,疏漏和不妥之處在所難免,歡迎讀者提出批評和修改意見。
詹振飛
詹振飛博士現任重慶大學汽車工程學院重慶大學“百名青年人才引進計劃”(簡稱重大“百人計劃”)研究員、博士生導師,重慶自主品牌汽車協同創新中心安全可靠性設計創新團隊秘書。從事模型驗證理論方法、汽車安全多學科優化設計、穩健設計及可靠性分析理論及方法、不確定性復雜動態系統的數據分析等研究。
詹振飛博士于2011年獲得上海交通大學與美國密西根大學聯合培養機械工程博士學位,于2005年獲得上海交通大學機械工程及自動化和國際經濟與貿易本科雙學士學位。他曾任美國密西根大學博士后及美國福特汽車研究院被動安全部門研發工程師,負責福特汽車公司安全領域模型驗證策略與方法研究,并擔任國際標準組織(ISO)TC22/SC10/WG4福特工作組成員。
詹振飛博士目前擔任國際汽車工程師協會(SAEInternational)IDM106(IntegratedDesign&Manufacturing:Verification&Validation)分會主席,擔任《StructuralandMultidisciplinaryOptimization》、《EngineeringOptimization》、《SAEInternationalJournalofMaterialsandManufacturing》、《ASME2013InternationalDesignEngineeringTechnicalConferences(IDETC)》、《SAEWorldCongress》等國際期刊及會議論文評審,為SAEInternational會員及美國機械工程師協會(ASME)會員,發表學術論文40余篇,其中作為作者及通訊作者發表SCI、EI收錄論文20余篇。
目 錄
叢書總序
推薦序
推薦序二
前言
第1章緒 論
1.1汽車安全的發展
1.2汽車安全標準與法規概述
1.2.1 國內外主要汽車安全技術法律法規體系
1.2.2 國內外主要新車評估體系
1.3汽車被動安全研究
1.3.1 被動安全基礎理論
1.3.2 被動安全系統開發
1.4汽車主動安全研究
1.4.1 主動安全系統理論
1.4.2 主動安全系統開發
參考文獻
第2章面向汽車安全設計的仿真與試驗技術
2.1 法規驅動的汽車安全系統設計
2.2被動安全仿真與試驗
2.2.1 被動安全試驗簡介
2.2.2被動安全仿真建模方法
2.2.3 碰撞仿真模型
2.3主動安全仿真與試驗
2.3.1 主動安全試驗簡介
2.3.2 主動安全仿真建模方法
2.3.3 主動安全仿真模型
參考文獻
第3章面向汽車安全的模型驗證與確認
3.1模型驗證與確認概述
3.1.1 模型驗證與確認的基本概念
3.1.2模型確認度量
3.2面向動態系統的模型確認理論及方法
3.3國際標準組織(ISO)模型確認度量
3.3.1CORA度量
3.3.2 EEARTH動態時間響應分析方法
3.3.3 ISO整合度量
3.4 ISO時間序列響應的典型應用案例
3.4.1 兒童約束系統案例
3.4.2 臺車測試案例
參考文獻
第4章面向復雜動態系統的模型確認
4.1多元動態系統的模型確認
4.1.1PCA主元分析
4.1.2 MEARTH多元時間響應誤差評估方法
4.1.3 MEARTH確認實例
4.2不確定性多元動態系統的模型確認
4.2.1PPCA統計主元分析
4.2.2不確定性多元動態系統重復性誤差分析和計算
4.2.3 不確定性多元動態系統的模型確認量和閾值的選取
4.2.4 不確定性多元動態系統的模型確認流程與碰撞實例
4.3貝葉斯模型確認-- 。
4.3.1 貝葉斯網絡一
4.3.2 模型確認中的貝葉斯網絡 ‘:?
4.4模型外推理論及方法
4.4.1 模型外推理論簡介
4.4.2 基于貝葉斯推理的內插和外推方法
4.4.3 基于高斯過程建模的內插和外推方法
4.4.4 基于Copula內插外推方法
參考文獻
第5章基于數據不確定性的近似模型設計優化
5.1近似建模技術概述
5.2貝葉斯決策論 ~
5.3考慮數據不確定性的貝葉斯指標一
5.3.1 貝葉斯指標推導
5.3.2 貝葉斯指標物理意義及應用.?
5.4基于貝葉斯指標近似建模數值案例
5.4.1 數學案例驗證
5.4.2數據不確定性影響分析
5.4.3 數據樣本規模影響分析
5.5基于貝葉斯指標的汽車結構碰撞安全研究
5.5.1 汽車安全仿真分析
5.5.2 貝葉斯近似建模
5.5.3 數據不確定性影響分析
5.5.4數據樣本規模影響分析
5.6基于貝葉斯指標的汽車安全優化設計
5.6.1 貝葉斯指標自適應建模
5.6.2 應用案例
參考文獻
第6章面向汽車安全的模型偏差修正優化策略
6.1模型更新方法概述
6.2高斯隨機過程
6.3模型偏差修正方法
6.4基于模型偏差修正的數據不確定性量化
6.4.1 數據不確定性量化方法
6.4.2 數學案例驗證
6.5面向汽車安全設計優化的模型偏差修正更新策略
6.5.1 近似模型更新策略
6.5.2 汽車正面安全碰撞應用案例
6.5.3 汽車側面安全碰撞應用案例
參考文獻
第7章數據挖掘技術在汽車安全設計優化中的應用
7.1基于CART數據挖掘技術
7.1.1 數據挖掘方法概述
7.1.2 數學案例驗證
7.2基于CART數據挖掘技術的汽車安全優化設計域識別方法
7.2.1 優化設計域識別方法
7.2.2 數學案例驗證
7.3基于CART數據挖掘技術的汽車安全優化設計域識別算法
7.4基于CART數據挖掘技術的汽車安全優化設計應用案例
7.4.1 優化設計域識別分析
7.4.2確定性多目標優化設計案例
7.4.3 可靠性單目標優化設計案例
參考文獻