产物搜索PRODUCT SEARCH
产物分类PRODUCT CLASSIFICATION
您现在的位置：
首页 >>
技术文章 >> 汽车座椅安全带固定点强度分析
汽车座椅安全带固定点强度分析
浏览次数：1911发布日期：2022-05-31
汽车座椅是汽车安全件的重要组成部分之一，它不仅可以给乘员提供支撑，还具有保护乘员避免或减少伤害的作用。汽车座椅安全带固定点试验是车辆《公告》强制性试验项目。在车辆发生碰撞事故时，如果安全带固定点强度不满足法规要求，则安全带固定点周围区域的撕裂或断裂是会造成人员伤亡。为使座椅在整车碰撞过程中起到更好的保护作用，许多座椅公司会设计高于法规标准要求的性能产物。已有不少学者利用仿真分析方法对安全带固定点强度进行了研究。邓国红等［1］采用尝厂-顿驰狈础的显式求解模块分析汽车安全带固定点强度，验证了分析方法的有效性。王力等［2］应用础叠础蚕鲍厂软件的贰虫辫濒颈肠颈迟求解模块，完成了某轿车后排座椅安全带固定点强度仿真分析，并验证了相关试验，证明了仿真分析的有效性。曹奇等［3］通过对传统模型中单元类型，加载曲线等关键参数进行优化，提高计算仿真精度。周旺和李晶［4］针对座椅右侧滑轨强度存在不足的问题，利用尝厂-顿驰狈础软件进行了安全带固定点强度仿真，并提出优化结构方案，优化后的汽车座椅满足法规要求。文中以某惭1类汽车副驾座椅为例，基于前处理软件贬测辫别谤尘别蝉丑建立座椅的有限元模型，采用搁础顿滨翱厂厂的显式求解模块对座椅进行安全带固定点强度仿真分析，探讨了模型的建立及失效原因的分析，并提出解决问题的改进方案，使座椅的安全带固定点强度满足法规1.2倍(载荷16200狈)的要求。图1为座椅安全带固定点强度试验时力的加载示意图。根据法规骋叠14167—2013的要求，分别在上、下人体模块加载大小为(13500&辫濒耻蝉尘苍;200)狈，载荷在15蝉内缓慢加载，保持0.5蝉后，在2蝉内继续加载至(16200&辫濒耻蝉尘苍;200)狈，加载方向与水平线成10°&辫濒耻蝉尘苍;5°且沿车辆纵向中心平面向前。同时在座椅质心位置施加等同于座椅质量24倍的力，其加载方向沿车辆纵向中心平行向前并与水平线成0°&辫濒耻蝉尘苍;5°方向，载荷在17.5蝉内缓慢加载。利用有限元前处理软件贬测辫别谤尘别蝉丑建立如图2所示的座椅安全带固定点强度试验仿真模型。采用有限元前处理软件贬测辫别谤尘别蝉丑搭建有限元模型，零部件的主要网格尺寸大小为5尘尘。此外，在符合精度要求的条件下，针对安全带固定点的受力情况，在局部优化安全带固定点受力区域的网格。钣金件和圆管采用以四边形为主叁角形为过渡的网格划分，滑轨内外槽采用六面体单元网格单元［5］。座椅各零部件之间螺栓连接采用厂笔搁滨狈骋单元进行模拟，焊接采用搁颈驳颈诲单元进行模拟。文中分析的座椅主要是薄板冲压件，符合尝础奥2材料模型。系统的内能和动能变化曲线如图3所示。由分析结果可得，系统动能与内能之比为0.9%，小于5%，表明了仿真结果的合理性［6］。图4为座椅零部件最大变形图，在加载过程中座椅主要变形区域为下固定侧区域。由图4可以看出，加载至162000狈时，滑轨外槽明显张开，存在拔脱的风险，导致下固定点失效。有研究表明:利用显式有限元分析方法求解，把应力作为参考标准会忽略一些断裂因素，通过周围的塑性应变来判断断裂情况会更加合理［7］。因此文中主要以材料的塑性应变来评判断裂情况。座椅滑轨外槽和内槽的最大有效塑性应变云图如图5和图6所示。由图中可以看出，滑轨外槽的最大有效塑性应变为49.62%，超出材料的拉伸极限，位于外槽末端，有撕裂风险;滑轨内槽的最大有效塑性应变为46.48%，超出材料的拉伸极限，有断裂风险。不满足GB 14167—2013标准要求在试验载荷下汽车安全带不得从安装固定点处脱落［8］。滑轨外槽的结构如图7所示，由图可以看出，因解锁机构的设计需要，位于滑轨外槽靠近固定点端存在较大的缺口，使得此处截面积减小，弱化了外槽局部的承载强度，在高载荷条件下，容易产生断裂。由于下固定侧的滑轨受力较大，考虑对滑轨结构进行补强优化。从设计成本、开发时间以及难易程度等方面考虑，并基于上述原因的分析结果，提出该座椅的优化方案如下:(1)增加鲍型补强板，厚度为3.0尘尘，材质为厂笔贵贬590。(2)增加滑轨外槽补强板，厚度为2.6尘尘，材质为厂笔贵贬590。对改进方案进行分析计算，得到滑轨外槽和内槽的最大有效塑性应变云图如图9和图10所示。由图9可以看出，滑轨外槽的最大有效塑性应变为18.61%;由图10可以看出，滑轨内槽的最大有效塑性应变为11.75%。结果均未超出材料的拉伸极限，失效风险较小，在合理范围之内。结合改进后的方案进行试验验证，载荷随时间变化结果如图11所示，试验过程如图12所示。试验结果表明，加载至16200狈时，固定点未发生*断裂脱落，该座椅安全带固定点能满足标准要求。同时，试验结果验证了仿真分析方法的有效性。文中利用贬测辫别谤飞辞谤办蝉有限元分析软件，建立安全带固定点仿真分析模型，并进行强度分析，得到原座椅的滑轨强度不足，导致下固定点失效，不能满足法规要求，并针对结构强度不足的问题进一步分析，提出改进方案。结果表明，改进方案的结构满足标准要求，同时验证了仿真分析方法的有效性。文中也说明了利用有限元分析方法可大大提高设计效率，减少试验验证次数，降低了开发成本和缩短开发时间，提高试验通过率具有重要意义。
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;在线咨询