车辆的乘员约束系统包括座椅、安全带、安全气囊等装置,其构型是对安全带限力器限力水平、预紧器触发时刻、安全气囊触发时刻等参数配置的统称。研究表明,能够根据碰撞强度和乘员类型适当调节构型的可适应乘员约束系统可以有效提高对乘员的保护效果,被视为乘员保护技术的一个重要发展方向。本文着重探索可适应乘员约束系统的构型特点与设计方法,构建了试验设计与优化设计平台,对不同碰撞强度和乘员类型的碰撞工况进行了乘员约束系统的构型优化设计,得到了可适应多种碰撞工况和乘员类型的乘员约束系统最优构型谱。所探索的优化设计方法以及对构型谱的特征分析对进一步研究可适应乘员约束系统构型以及开发可适应乘员约束系统的实际装置具有指导意义和参考价值。本文首先搭建了乘员约束系统的台车试验的计算机仿真模型。使用碰撞波形缩放技术建立了具有不同初始速度的碰撞加速度波形,并使用假人模型缩放技术构建了不同身材的非标准假人模型以及损伤评价体系,以此形成十种碰撞工况。之后搭建了用于对乘员约束系统的构型进行试验设计与优化分析的软件平台。平台基于分层式结构,使用者可以摆脱对底层仿真模型的编辑,完全在任务层进行对设计空间的采样分析以及优化设计。平台中嵌入的参数化建模接口能够根据指定的构型自动建立乘员约束系统台车试验的仿真模型,其中包括有限元安全带与假人模型的自动贴合等操作。使得优化平台能够实现对乘员约束系统的自动批量仿真试验。利用所搭建的试验设计与优化分析平台,本文对乘员约束系统构型的设计空间进行了筛选分析。探索了使用演化类搜索算法求解乘员约束系统最优构型的方法。并对最优构型的鲁棒性的检测与保证做出了研究。最终形成了以单优化目标、多约束条件下的MOGA-II算法求解乘员约束系统最优构型的方案。以此得到了适应十种不同的碰撞工况的乘员约束系统的最优构型谱。本文对构型谱的特点进行了分析和总结,给出了对于进一步强化乘员约束系统的可适应性以及开发相应实际装置的参考结论。本文最后使用多目标优化技术对乘员约束系统的构型优化问题做出了进一步探索。着重研究了乘员约束系统的各单项评价指标在构型优化过程中的权衡问题。讨论了多目标优化与单目标优化在解决乘员约束系统的构型优化设计问题上的利弊,给出了基于多目标优化的试验结论指导单目标优化中约束条件配置的建议。