某型汽车座椅安全带固定点的强度分析及座椅骨架轻量化

作     者：阳辉林 

作者单位：中南林业科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周健;张立强

授予年度：2015年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：汽车座椅 安全带固定点 强度分析 轻量化 安全性测试 

摘      要：本文以长安汽车公司开发的某款商用车为研究对象,主要研究其中排座椅安全带固定点的强度及座椅骨架的轻量化。由于中间座椅安全带的固定点设置在座椅骨架模型上,根据国标GB14167-2013要求,该安全带上固定点的位移在有限元模型强度仿真中不得超过规定的RC平面。根据座椅安全带固定点的强度试验要求,本文建立了座椅安全带固定点的强度的有限元模型,并进行强度仿真分析;并对通过固定点强度试验的座椅骨架有限元模型进行了轻量化设计,通过优化减轻了座椅骨架的重量,座椅骨架上的应力分布更均匀。同时对优化后座椅骨架上的安全带固定点进行了强度试验,从而检验了座椅骨架安全性能。本课题主要进行了以下四个方面的工作：1.设置中排座椅安全带固定点的位置。主要是设置中间座椅安全带的上固定点位置,根据国标GB14167-2013对固定点位置布置的要求,将中间座椅安全带的上固定点设置在座椅骨架背部。2.运用Hyper works软件,建立车身、座椅骨架、人体模块及安全带的有限元模型。为了提高效率和准确性,对车身和座椅骨架模型进行了简化,设置接触和连接关系,设置材料和控制卡片,设置载荷的加载,并对人体模块模型和安全带模型进行参数设置。有限元模型经过LS-DYNA软件计算后进行安全带上固定点强度分析,分析表明各安全带固定点均满足国家标准的要求。3.通过灵敏度计算和分析,对座椅骨架模型进行了轻量化。通过设计座椅骨架模型的壁厚为变量、位移为约束条件、座椅骨架零部件的最小质量为目标函数,对有限元模型进行灵敏度计算,结合零部件的灵敏度和实际受力情况,对八个零部件进行了减重,座椅骨架模型总共减轻了1.22kg。4.座椅安全性测试试验。根据国标GB14167-2013对座椅安全带固定点强度试验的要求设置实验条件,按照仿真模型设计的位置安装安全带,调节加载方向。试验结果表明所设计的中排座椅安全带固定点的强度满足要求。