微型客車后排座椅骨架輕量化及安全性研究.pdf

1、隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車的安全性已經(jīng)成為當(dāng)今非常重要的研究領(lǐng)域。汽車座椅作為減輕乘員損傷的主要安全部件之一，對(duì)乘員的安全起到了很好的防護(hù)作用。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車輕量化要求的呼聲越來(lái)越大，針對(duì)汽車座椅，在保證碰撞安全性能的前提下對(duì)座椅進(jìn)行輕量化是很有必要的。所以，對(duì)于微型客車后排座椅的輕量化和安全性研究對(duì)提高汽車在緊急制動(dòng)或者碰撞事故中的被動(dòng)安全性能有重大意義。
　　本文首先建立了某微型客車后排三人座椅三維模型。依據(jù)法規(guī)GB14167

2、-2013《汽車安全帶安裝固定點(diǎn)、ISOFIX固定點(diǎn)系統(tǒng)及上拉帶固定點(diǎn)》、GBl5083—2006《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強(qiáng)度要求和試驗(yàn)方法》以及C-NCAP的試驗(yàn)要求，利用有限元分析軟件HyperWorks和LS-DYNA建立該座椅有限元模型。為了使座椅有限元模型能夠真實(shí)模擬實(shí)際情況，使用材料拉伸試驗(yàn)機(jī)和合棉硬度試驗(yàn)機(jī)對(duì)每一種金屬材料和海綿材料進(jìn)行材料性能試驗(yàn)，對(duì)得到的材料工程應(yīng)力應(yīng)變曲線經(jīng)過(guò)數(shù)值轉(zhuǎn)化得到材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線，

3、并用于仿真試驗(yàn)的建模?；诜ㄒ?guī)GB14167-2013對(duì)座椅仿真試驗(yàn)和實(shí)物試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，驗(yàn)證了后排三人座椅有限元模型的有效性。
　　基于GB14167-2013試驗(yàn)要求，研究了不同鋼絲繩角度對(duì)試驗(yàn)座椅的影響，研究表明鋼絲繩角度越大，對(duì)座椅的破壞性越大，對(duì)座椅強(qiáng)度要求越苛刻。為選擇適合汽車座椅的輕量化材料，對(duì)比分析用于制造行業(yè)的各種輕質(zhì)材料的性能和成本，如高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、鈦合金以及復(fù)合材料等等。選取航空鋁7075-T651

4、作為座椅靠背輕量化的材料，其中原始靠背骨架質(zhì)量為9.06kg，鋁合金座椅靠背質(zhì)量為3.243kg，減重5.817kg，理論減重64.2％。
　　本文除了進(jìn)行法規(guī)GB15083—2006中要求的無(wú)假人載貨行李箱沖擊試驗(yàn)之外，還進(jìn)行了現(xiàn)實(shí)生活中存在的兩種比法規(guī)條件更加苛刻的情況進(jìn)行試驗(yàn)，即有假人不載貨的沖擊試驗(yàn)和有假人載貨的行李箱沖擊試驗(yàn)?；诜ㄒ?guī)對(duì)加載加速度要求，選取了三條加速度峰值分別為20g、24g和28g的加速度加載曲線。基于

5、
　　上述組合的9種情況，分別對(duì)原座椅和鋁合金座椅進(jìn)行這9種情況的仿真試驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比。研究表明：原座椅和鋁合金座椅都能通過(guò)法規(guī)GB15083—2006要求下的20g、24g和28g試驗(yàn)；在法規(guī)要求之外的有假人不載貨的沖擊試驗(yàn)以及有假人載貨的行李箱沖擊試驗(yàn)要求下的20g、24g和28g試驗(yàn)中，鋁合金靠背骨架有斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，需要后續(xù)的進(jìn)一步研究和改進(jìn)?？傊?，對(duì)原座椅輕量化之后，理論減重64.2%，并且鋁合金座椅能夠通過(guò)法規(guī)GB15083