座椅行李箱冲击仿真分析

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1、2009中国汽车安全技术国际研讨会座椅行李箱冲击仿真分析韩峰陈现岭张凯长城汽车股份有限公司技术研究院CAE部，保定，071000，cae@gwm．ca摘要：本文以ECER17为基础，对某车型的座椅进行了行李箱冲击仿真分析，阐述了有限元模型建立及仿真分析过程，验证了仿真在开发中的作用。关键词：汽车座椅，行李箱冲击，仿真分析SimulationofluggageimpacttestonautoscatsHanfeng，Chenxianling，ZhangkaiR&DCenterofGWM，BaoDingci

2、ty,07100，cae@gwm．cnAbstract：BasedonECER17，Wedidsomesimulationonluggageimpacttest．Inthispaper，Weexplaintheprocessofbuildingfiniteelementmodelandtheprocessofsimulationanalysis．Itisvalidatedthatthesimulationplaysanimportantroleinseatdesign．Keyword：seats，lug

3、gageimpact，simulation1．前言随着我国汽车工业的迅猛发展，消费者对于车辆的乘坐舒适性及安全性的要求越来越高，所以汽车座椅的设计、研究与开发已越来越引起业界的霞视。目前，关于汽车座椅行李箱冲击试验的仿真研究较少，因此本文针对汽车座椅的行李箱冲击试验进行了仿真分析，并对有限元模型建立、仿真分析过程、优化改进思路和试验验证进行了简单的介绍。2．座椅行李箱冲击试验要求2．1试验布置ECER17法规要求采用滑车试验台进行座椅行李箱冲击试验。行李箱尺寸为300mmX300mm×300mm，一切边

4、棱倒角均为20mm，质量为18kg。试验过程中台车减速度时间函数限定区域及行李箱的摆放位置如图l、2、3：如果由于行李舱的尺寸限制不能达到图3中所示200mm的位移，且后排座椅可以水平调节的话，则将这些座椅向前移动到乘员正常使用位置范围的最后边界，或者移动到可以获得上述200mm的位置处(取两者中较小者)。对于其它情况，行李块应尽可能远地放置于后排座椅之后。——367——2009中国汽车安全技术国际研讨会●∞∞SO一●S∞'∞I∞图1台车减速度时间函数限定区域图2行李箱质量及布置示意图图3行李箱质量及布

5、置示意图2．2试验结果要求要求：试验过程中及试验后，如果座椅以及锁止装置仍保持在原位置，则认为满足此要求。但是，在试验期间，允许座椅靠背及其紧固件变形，条件是试验靠背和／或头枕部分的前轮廓不能向前方超出一横向垂面，此平面经过：(a)所述座椅的R点前方150ram处的点(对头枕部分)。(b)所述座椅的R点前方lOOmm处的点(对座椅靠背部分)。—-368——2009中国汽车宣全技术日目研讨告3有限元仿真方法31有限元模型建立有限元仿真基于LS-DYNA显式有限元软件，利用HyperMesh前处理器进行有限

6、元模型建立，搭建白车身和座椅骨架模型。有限元模型如图4：雕4有mi模型由于座椅靠背锁内部机构复杂，且零件较小，所以对其进行简化处理，去掉了锁内部的机构，使用Bea=来输出锁钩受力情况。如图5：囝5靠背锁有限元模型按照法规要求给车体模型一个50k皿／h的自由移动初速度。用一块刚体单元模拟滑车．刚体约束住地板下纵粱，嫡6所示。按法规要求应当给滑车加载如图7中蓝色曲线所示减速度，但在此模型中提取一条由减速度曲线(如图7)积分得到的速度的曲线(如图8)加载到滑车单元。2009中国汽车安全技术国际研甘会图6滑车模

7、拟示意图圈7碱《度曲线j／一1；／；l，

8、J，’lj／I!／

9、圈8速度曲线32仿真结果分析座椅行李箱冲击变形如图9所示2009中国汽车安全拄束国镕研讨会圉9座椅冲击变形目圈lO后捧座椅变形严重区域由初始模型的仿真结果(如图10)可见，座椅变形严重，靠背骨架及头枕骨架均超过参考面，头枕骨架超出规定平面72．1咀靠背骨架超出规定平面749呱不能满足法规要求。由变形情况可见．座椅靠背骨架刚度较弱，6傩座椅右下连接板及中间铰接连接板变形严重．影响了座椅的安全性。参考仿真结果，在原座椅基础上新增加强板及加强管，井

10、对座椅骨架材料及与车身连接件进行修改。33改进后结果及试验验证后排座椅行李箱冲击变形如图11所示37l～姗十目^车安全技术国R研讨舍图1l岳触椅冲击变形圈由座椅行李箱冲击变形图可见，改进后头枕骨架及靠背骨架均未超过规定平面，头枕骨架距规定平面971呲靠背骨架距规定平面1005阿，满足法规要求。改进前后座椅变形情况对比如图12，在随后进行的认证试验中该车一次通过了认证试验，试验结果如图13所示聪圈12改进前后对№圈璀渊图”试验与仿真结i对比由