论文部分内容阅读
汽车座椅作为乘员约束系统中的重要一环,在行车过程中承受着复杂的载荷,而且当发生交通事故时,座椅也能够配合其他约束件利用本身的变形吸收乘员的撞击能量,减少乘员损伤,因此,座椅成为汽车安全性研究中的重要部件。本文主要对座椅的静强度、防挥鞭特性进行了研究,同时研究了座椅在正碰和侧碰中对乘员的保护作用。首先,本文在Hypermesh中构建了座椅的有限元模型,并参照GB15083-2006运用Ls-dyna的隐式求解功能对此款座椅的静强度特性进行了仿真研究。同时参照GB11550-1995,构建头型与头枕的前后向撞击模型,运用Ls-dyna的显式求解功能分析了此款座椅头枕的吸能性。其次,参照C-NCAP中挥鞭试验的技术要求,构造了防挥鞭仿真模型,研究了头枕位置、靠背刚度、调角器性能等参数对座椅防挥鞭性能的影响,并采用Isight和Excel软件对结果数据进行处理,构造了损伤参数的二阶响应面或柱状图,分析了损伤参数的变化趋势。通过优化的拉丁方采样、构造近似模型、遗传算法优化等步骤优化了该座椅的设计参数,并在Madymo软件中验证了优化的有效性。最后,采用PSM子结构法构建了侧碰时的约束系统模型,通过对比三种不同的靠背侧刚度,分析了此款座椅在侧碰中对乘员的保护作用。此外,构造了简单正碰约束系统模型,分析了坐垫倾角对乘员损伤的影响。本文从多个方面分析座椅的安全性,对于座椅安全性的研究具有一定的参考价值和实际意义,最终得到结论如下:(1)该座椅静强度满足GB15083-2006的要求,未出现零件失效的情况;头枕吸能性较好,满足GB11550-1995的要求,头型减速度超过80g的时间未超过3ms。(2)该座椅防挥鞭性能较差,通过优化设计参数,最终该座椅防挥鞭性能得到较大改善,在C-NCAP中得到满分。(3)侧碰中,适当增加靠背侧刚度,能够减小假人肋骨变形量和耻骨力;正碰中,适当增加坐垫倾角,能够减小假人头部和胸部加速度,有利于减小假人损伤。