摘要：本文主要就汽车座椅安全带固定点强度设计进行分析，分析座椅骨架的灵敏度，开展轻量化的设计工作，使得安全带固定点强度达到我国相关的法规要求标准。
关键词：安全带；固定点；强度分析；轻量化设计
引言：为了能更为深入的探究汽车座椅安全带固定点强度的设计要点，需要构建有限元模型，并开展汽车座椅骨架的轻量化分析工作。以往我国针对其内容进行研究时，会将安全带的固定点设置在汽车的车身上或者设定到座椅的靠背位置处，其对于固定点强度等的要求会比较严苛，需要通过实验来对检验的仿真性进行判断，不断的优化安全带设计流程，使得其强度达到相应，对其进行合理化的壁厚处理工作。
1座椅安全带模型的建立
1.1安全带固定点强度系统的原理模型
我国法规中明确的注明，上、下人体模块加载大小数值要处于1300N至1400N的载荷数值范围，其实际的加载方向要和水平线保持10°的状态，且其上下浮动数值不超过5°。要沿着车辆朝向中心平面靠前。该文章实际研究的中间位置座椅上需要将其固定点放置到座椅靠背的位置处，还应当使用大小和座椅重量二十倍数值的作用力，作用到座椅的质心位置。加载的方向应当和水平线保持0°，最大不超过5°，最小不低于-5°。其载荷处于100ms要以一种缓慢加载的状态，直到100%，让其维持在250ms。如果汽车产生了碰撞事件，那么汽车就很容易产生安全带固定点位置脱落等的问题，其周围的焊点也会产生断裂的现象，致使乘员遭受到伤害，在我国所设定的法规要求标准当中，明确的规定，汽车安全带不可出现脱落的现象。在该次实验当中，汽车座椅的骨架材料失效应变极限值为0.2，仿真实验当中，如果安全带固定点位置的材料最大应力数值低于0.2，那么就证明安全带并没有出现脱落的现象。在产生意外交通事件时，如果汽车座椅骨架靠背位置处的安全带固定点大于ＲC平面，那么乘员就很容易碰撞到前方的部件，使得乘员的头部遭受到损坏，也就是说，汽车中间座椅上的固定点不可以大于ＲC平面，ＲC平面要始终和白车身的横向维持水平的状态，Y方向要和ＲC平面保持90°的夹角，也就是说，要在有限元最终结果的上固定点Y方向的位移不超过350毫米。
1.2安全带的有限元模型建立
想要保障计算结果的精准性，其就需要对中排座椅全带固定点车身进行探究。该实验主要就白车身的中部位置开展一系列的仿真设计分析工作。在截取之后的白车身约束点与安全带固定点间的距离不可低于500毫米。该实验研究主要使用的是壳单元建立白车身有限元模型，将单元网格的尺寸数值调整为8毫米。另外，还需要以满足精度要求标准为基础，深入的探究安全带固定点位置处的实际受力状况，不断的优化局部的安全带固定点受力区域。该白车身的钣金件焊点全部是使用Beam单元模拟形式，并借助MAT100材料本构模型。在实验的过程中，力会由安全带逐步的过渡到安全带固定位置处，由此可以了解到安全带建模的精准度会直接决定仿真计算结果的可信程度，并和其有着较为紧密的连接关系。在安全带和人体碰触的位置使用2D壳单元，同时构建了面面接触。在实际的固定点强度实验当中，白车身始终是维持一种固定的状态，想要使得其模拟实验结果更加的精准，就必须要确保仿真实验结果的可信程度。
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2汽车座椅骨架的灵敏度分析
2.1灵敏度的基本概述
想要进一步的减小设计的周期时间，其就应当降低其实际计算耗用的时间，并减小项目实际的设计成本费用，及时的开展各类零件灵敏度的实验分析工作。降低各零件自身的壁厚数值，结合相对灵敏度反馈出各类部件的相应状况，从而设定好设计的变量。
2.2灵敏度计算结果
该实验主要是针对六分位座椅骨架模型进行探究，六分位座椅骨架当中的各类零件全部当做实验的变量存在。其中V1至V27，是其座椅位置上的二十七个零部件，Vi是座椅零件的壁厚数值。要合理的设置好实验参数，确保灵敏度计算结果的准确性。在保证固定点强度满足法规的条件下，通过将高灵敏板件加厚及对不灵敏板件和负灵敏板件做减厚处理，达到整体座椅骨架轻量化目的。由表1可知V27、V19、V13、V18、V16、V15、V8、V3的相对灵敏度为负，说明减少这些零件的壁厚对该结构强度的影响很小，可以适当减小这些零件的壁厚。同时考虑到中间座椅在实际情况中可能安装儿童座椅，因此会对座椅骨架要求较高，所以尽管零件V19、V18、V16、V15对应的灵敏度为负值，但对其并不需要减壁厚。由表1而知：V4、V5、V6对应的部件的相对灵敏度值过大，意味着这些部件的厚度对固定点强度的影响较大，在优化设计时可以考虑适当增加这些零件的壁厚。此外，通过计算得到相对灵敏度的平均值为0．693%，而V11、V12、V13的相对灵敏度远小于平均值，这些板件即为不灵敏板件，故在优化时也需要考虑减少这些零件的质量。
结语
本文借助有限元模型，来进一步的探究汽车座椅骨架自身的灵敏程度，分析各类座椅骨架元件给安全带固定点强度设计所造成的影响，针对零件所产生的实际性效用进行探究，选择和其相对应的材料板件沟渎数值，优化原本的汽车座椅骨架零件，使得其模型构建更加的合理，让其可以达到相应的法规要求标准。一般情况下，在达到安全带规范时，其座椅骨架的重量会降低约1.2千克。另外，其还需要通过实验去验证安全带固定点的强度数值，让有限元分析结果可以和实验结果保持高度的一致性。
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论文作者:刘朔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：安全带论文; 座椅论文; 骨架论文; 灵敏度论文; 强度论文; 车身论文; 零件论文; 《基层建设》2019年第25期论文;