汽车工业是我国的支柱产业。我国的汽车工业正在持续快速的发展,车辆的保有量也会快速增加。汽车碰撞安全性的提高不仅可以有效减少汽车交通事故中的人员伤亡和生命财产损失,还将有助于交通运输环境的畅通以及社会和人们生活的和谐安定。提高汽车被动安全性,要从汽车结构设计和乘员保护系统两个方面入手,因此开展汽车乘员约束系统方面的研究,将为我国汽车企业的自主研发提供有益的经验和借鉴,增强汽车企业的竞争力,从社会的角度来说,有利于从整体上来提高我国汽车的碰撞安全性。仿真技术可用来分析、优化汽车的碰撞性能。随着数值碰撞仿真技术的不断发展,寻求更加适用于汽车碰撞安全性仿真优化设计的方法,具有十分重要的工程意义和学术价值。荷兰TNO开发的软件MADYMO是目前最常用的碰撞模拟软件之一,国外的许多汽车公司都采用MADYMO软件进行乘员约束系统性能的评价和优化。本文将MADYMO进行了消化、吸收,剖析了MADYMO软件的多刚体理论,掌握了利用MADYMO软件建立乘员约束系统模型,研究乘员约束系统保护性能的一般过程。根据某国产轿车的有限元模型,利用MADYMO软件建立了包括安全带、安全气囊、座椅、转向系和内饰件等的正面碰撞乘员约束系统仿真模型和侧面碰撞MADYMO子结构模型,并通过实车碰撞试验验证了模型的正确性。在此基础上,本文运用代理模型技术和优化方法对乘员约束系统进行了仿真优化研究,首先针对正面碰撞乘员约束系统模型,运用Kriging代理模型方法,分别结合可行方向法Commin和多目标遗传算法NSGA-II,对乘员约束系统的多目标优化问题进行研究,得到了较为理想的结果,并对两种优化方法在代理模型中的优化效率做出了比较;然后针对侧面碰撞MADYMO子结构模型,加入侧面碰撞安全气囊,运用响应表面代理模型方法和可行方向优化方法结合,对侧面碰撞安全气囊参数进行了优化。结果表明,将代理模型技术和优化算法结合运用于乘员约束系统的优化能够快速、经济、准确地解决乘员约束系统优化难题,这对乘员约束系统的优化设计具有重要的参考价值和借鉴意义。