《汽车座椅系统强度特性研究综述》1900字

汽车座椅系统强度特性研究综述汽车座椅安不安全主要是当汽车受到撞击时等交通意外情况时，座椅是否发生变形。具有足够强度去保护乘客不受到伤害。座椅的强度是设计师考虑的主要元素，在安全设计时。在车辆行驶过程中，座椅受到来自地面不同的冲击，载荷也是在不断变化。因此座椅要具有足够强度。座椅强度直接决定了在发生交通意外时，乘坐者受到伤害大小。车辆在使用年限内要能够保证座椅正常的使用情况。座椅的使用寿命要大于车辆寿命。不能在使用过程中出现受到载荷变化的不断冲击时，出现断裂等情况。对座椅进行设计时要考虑到座椅的静强度、冲击强度和疲劳强度【5】。每个评价指标都影响着车辆在行驶过程中的舒适性和安全性。1.1座椅的静强度因为汽车在使用过程中，环境非常复杂，无法预测。因此我们很难在实验室中模拟车辆在行驶过程中产生的冲击载荷对座椅的冲击。为了克服这个缺点直接在实验时使用比较大的冲击载荷，模拟座椅时时刻刻受到激烈载荷冲击。这种通过模拟座椅在极限工况下的使用情况来提高实验准确程度。通过在静止状态对座椅实行加载。衡量汽车座椅静强度承载能力标准规定必须达到全球座椅强度标准的静强度要求【6】。1.座椅总成的静强度标准美国作为一个起步较早的国家，在车辆领域有着很深的研究底蕴。他们在车辆被动安全研究方面，特别注意车辆座椅的设计。目前为止，已经出台了许多相关法规来提高车辆的安全性。其中比较典型的就是：FMVSS中相关车辆被动安全的要求达到20多项。其中关于车辆座椅安全的有2项。分别为FMVSS202头部约束标准和FMVSS207座椅系统标准。对于座椅静强度的总成，FMVSS207中规定在座椅总成质心处水平向前和向后对座椅施加20倍座椅总质量的载荷时，座椅需能承受住20倍座椅总质量载荷要求【7】。对于座椅总成，GB15083-1994中规定:通过座椅质心(如图2.8),分别沿水平向前和向后各施加相当于座椅总成重量20倍的力时，整体座椅结构与汽车不分离，这就意味着车辆在受到强烈撞击时，仍然为乘坐者提供一个空间，不会挤压乘坐者，提高乘坐者生还概率。图2.8座椅总成静强度法规规定加载示意图2．座椅靠背静强度标准法规中另外规定了座椅靠背在受到372Nm的载荷冲击的时候，座椅能维持原来状态。另外相关法规中还有更加严格的要求，要求承受更大载荷。载荷数据提高到530Nm的载荷。在承受这些载荷后座椅骨架、固定点、调节角度手柄、齿轮啮合不失效。在我国标准GB15083-1994中规定:当座椅总成承受一个相对于座椅R点为373Nm力矩的力时(如图2.9所示)，座椅的骨架不发生断裂，并且还牢牢与汽车相连在一起。对于可调式座椅，调节装置在试验中应能保持原调节的位置，在试验后允许失去调节的能力【8】。图2.9座椅靠背静强度法规规定加载示意图3．座椅头枕静强度标准头枕作为座椅重要组成部件，对乘坐者头部保护也起到了十分重要的作用。因此各个国家对此做出了许多要求。具体详细要求是规定了在做静强度试验时头枕向后移动的距离。保证乘坐者在受到突然撞击时，头部不会进行大范围的向后移动，避免颈椎受伤。对于座椅头枕后移量，FMVSS202中规定:头枕在承受相对于座椅的参考点R点，大小为372N.m的力矩时，头枕向后移动长度应该小于102mm。我国GB11550-1995中规定：座椅的头枕应能承受890N的载荷，允许座椅或座椅靠背损坏【9】。1.2座椅的冲击强度设计人员在对车辆座椅进行设计时慢慢关注到座椅的冲击强度，这是在实验中不断进行探索和仿真分析共同来研究的。座椅的强度特性的研究主要是研究车辆在受到冲击载荷的情况下的性能特征。尽量降低乘客在受到车辆撞击时，座椅为乘坐者提供安全庇护。冲击强度主要来源于车辆受到追尾的情况下，座椅为乘坐者提供的保护。在长时间研究中大家对座椅设计准则产生了两大类。一个是提高座椅的刚性，另一个则是完全相反，提高车辆座椅的柔性。形成这种情况的原因是：设计人员在实验过程时采用的冲击强度不同。结论是针对不同冲击强度，座椅的刚性和柔性的侧重点不同。本次设计重点是研究如何能兼顾这两点，一块运用到座椅强度设计中去。1.3座椅的疲劳强度由于座椅两个主要部件是：骨架和坐垫。因此这两个部件的使用寿命决定了座椅整体寿命。两个部件疲劳疲劳强度也直接决定座椅疲劳强度。设计人员对坐垫的疲劳寿命进行研究时主要通过非线性有限元进行分析，大幅度形状改变等等方法。PatrickGlance于1986年提出了座椅软垫的简化模型，把座垫分成许多个高度和座垫等厚的柱体单元，柱体在承受压力时不产生横向变形，柱体之间靠剪应力相互作用。这个模型不仅可以用于座垫的强度分析，而且还可以应用于体压力分布计算【10】。为研究座椅提供了理论指导。骨架疲劳强度大小直接由骨架材料决定。通常研究人