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          汽車正撞時后排座椅安全性的CAE分析與改進設(shè)計
          
						
          
				作者：
				時間：2016-12-19
				來源：網(wǎng)絡(luò)
				
				
				
				
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          本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/331485.htm2.3 帶假人正撞負載試驗CAE分析

          該車后排座椅中間位置的安全帶固定點設(shè)置在后排座椅上，發(fā)生正面碰撞時如果該位置有乘員佩帶安全帶，座椅可能會因為額外承受乘員的動載荷而出現(xiàn)更大的變形，導(dǎo)致乘員傷害。為提高座椅系統(tǒng)安全性能，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求：在后排中間位置放置一個HybridⅢ50百分位假人并系上安全帶，加載模擬汽車50km/h實車正面碰撞波形(圖7)進行正撞負載試驗，考核座椅結(jié)構(gòu)強度和假人動態(tài)響應(yīng)。

          圖7 實車正面碰撞波形
          為了充分利用兩種算法的優(yōu)勢，本文中采用大變形有限元和多剛體耦合方法對帶假人的座椅負載安全性進行CAE分析。假人、安全帶采用多剛體軟件MADYMO建模(HybridⅢ50百分位假人和3點式安全帶)，安全織帶采用的是三節(jié)點殼單元與1維彈簧單元結(jié)合的混合模型，腰帶及肩帶中段為帶寬50mm、厚1.1mm的有限元段帶，兩端分別用1維安全帶單元將背帶連接到座椅上，各段具有相同的織帶特性。在滑環(huán)處建立了安全帶滑環(huán)單元，摩擦因數(shù)設(shè)為0.3，模擬肩腰帶在帶扣滑環(huán)中上下滑動的效果。耦合計算過程如圖8所示。
          采用LS-DYNA計算座椅各個部件的變形情況；采用MADYMO分析座椅、安全帶對人體的保護作用以及假人傷害響應(yīng)。耦合計算模型如圖9所示。

          圖9 帶假人正撞負載試驗耦合模型
          座椅靠背變形和假人運動見圖10。安全帶固定在60%靠背上，60%靠背同時受到試驗樣塊的沖擊和安全帶拉力的合力，60%靠背骨架剛度較弱，變形位移超過參考面，未滿足該企業(yè)要求。

          圖10 座椅靠背沖擊變形圖
          圖11示出60%靠背嚴(yán)重變形區(qū)域；圖12為中支架變形前后的對比圖。由圖11和圖12可見，座椅60%靠背上的中支撐板、中支架和下梁變形嚴(yán)重。中支架為片狀結(jié)構(gòu)，承載能力較弱。60%靠背不僅產(chǎn)生較大的局部彎曲變形，而且由于下粱扭轉(zhuǎn)還使靠背出現(xiàn)了整體前翻，最大位移超過了參考面。
          3 改進設(shè)計仿真計算及試驗驗證

          分析發(fā)現(xiàn)，原座椅結(jié)構(gòu)的中支撐板在受到?jīng)_擊時出現(xiàn)較大彎曲變形，導(dǎo)致試驗樣塊的沖擊力和安全帶拉力集中在靠背中間位置，無法傳遞到靠背下部的安裝固定點。仿真結(jié)果表明，靠背底板吸能1082J，中支撐板吸能82J，下梁吸能709J，其中剛度較弱的靠背底板集中承受了試驗樣塊和假人的大部分動載荷。因此，正確設(shè)計力的傳遞路徑，合理分配部件吸能，可有效提高座椅靠背的結(jié)構(gòu)抗沖擊件。				             
				
            
                
			
							
          
                
			            
                            
              
            
          
		
          
		
          
		
          
		
          
		
          
			
            
				
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          關(guān)鍵詞：
            			            汽車正撞安全性CA
                        
            
          
            
			
          
		
          	
		

	

          
	
	
          
		
          
			
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