技术与检测Һ㊀
张㊀敏
摘㊀要：安全带作为汽车座椅的重要组成部分，能有效减少车辆碰撞等交通事故中人体惯性造成的伤害㊂如果安全带固定点的强度不能满足规定要求，交通事故中安全带脱落㊁安全带扣撕裂的现象会造成人员伤亡㊂
关键词：汽车座椅；安全固点；安全带
一㊁引言
在２０１２年１０月１０日国务院第２１９次常务会议通过了‘缺陷汽车产品召回管理条例“，２０１３年１月１日起施行㊂将
部门规章上升为行政法规，进一步加强和完善了我国缺陷汽车产品召回管理，保证了汽车产品的使用安全㊂条例规定，批量汽车产品的缺陷是汽车产品召回的法律原因㊂所谓缺陷，是指同一批次㊁同一型号㊁同一类别的汽车产品，由于设计㊁制造㊁标识等原因，普遍存在不符合国家标准和行业标准，保护人身㊁财
产安全的情况，或者其他危及人身㊁财产安全的危险㊂汽车生产企业对其汽车产品的质量负有责任，因此汽车生产企业和零部件生产企业在产品设计和制造过程中应严格控制产品质量，以满足国家法律法规的要求㊂二㊁汽车座椅静强度仿真分析
（一）座椅总成静强度仿真分析
１．座椅总成在承受载荷后左右对称点处应力分布基本相同，应力较大的部位主要集中在调角器与靠背连接部位及调角器与座盆侧板连接部位，最大应力出现在调角器与靠背连接部位，最大值为２２０ＭＰａ；由于靠背所采用的是Ｓｔ１２钢板，仿真分析的最大应力值没有超过材料２７５ＭＰａ的屈服极限，其余部位的应力均处于２００ＭＰａ以下㊂
２．座椅在承受通过质心水平向前的２０倍重力的载荷
时，最大位移处在靠背连接头枕的横管处，最大位移量为４ｍｍ㊂
３．该座椅总成在静态工况下情况较好，没有出现部件破坏或座椅与车体分离的情况，符合国家标准的要求，最大应力处属于局部应力集中，对座椅安全性影响不大㊂（二）座椅靠背静强度仿真分析
１．当座椅靠背承受上述载荷时，较大的应力主要集中在角度调节器与座椅靠背的连接部位㊁座椅靠背的侧架以及角度调节器与座盆侧板的连接部位㊂最大应力出现在角度调节器与座椅靠背的连接部位，最
大值为２１４．２ＭＰａ㊂由于座椅靠背由ＳＴ１２钢板制成，其屈服极限为２７５ＭＰａ，最大应力不超过材料的屈服极限㊂
２．在连接靠背和头枕的横管处，座椅的最大位移为１１．１ｍＭ㊂当施加５３０Ｎｍ的扭矩载荷时，该车座椅靠背的性能能够满足法规的要求，并且有很大的裕度㊂（三）座椅头枕静强度仿真分析
第１个载荷步为对座椅靠背施加向后翻的５３０Ｎｍ的力矩，座椅上框中部与Ｒ点的垂直距离为５０７．５ｍｍ，因此对上框施加１０４４Ｎ的力㊂
第２个载荷步为对头枕平行于躯干基准线向下６５ｍｍ处施加３７３Ｎｍ的力矩，加载点距Ｒ点处距离为７５７ｍｍ，因此对头枕施加４９２．５Ｎ的力，分步测二者的位移量㊂第３个载荷步的加载点与第２个相同，并将载荷增加至８９０Ｎ，检查头枕㊁座椅及骨架等有无破损或脱落㊂（１）当对座椅靠背施加向后翻的５３０Ｎｍ力矩时，座椅头枕的位移量为１０．３３ｍｍ；在头枕上所规定的位置施加３７３Ｎｍ的力矩后，头枕同一点的位移量为４１．４６ｍｍ，则头枕的后移量为３１．１３ｍｍ；均小于法规规定的１０２ｍｍ，故该汽车座椅头枕后移量满足要求㊂
（２）应力较大部位主要集中在调角器与座盆侧板，应力
的最大值出现在调角器与座盆侧板连接部位，大小为３６１．４ＭＰａ㊂
在此工况下，最大应力超过侧板所用ＳＴ１２材料屈服极限的２７５ＭＰａ，但不超过材料强度极限的４１０ＭＰａ㊂座椅骨架结构各部位的最大应力未达到应力极限，即在此工况下座椅不发生断裂，满足‘座椅头枕静强度规定“的要求，但当改变材料使座椅总成产生最大应力时，保证了材料的塑性变形，有利于提高座椅的安全性㊂
三㊁座椅头枕强度和位移试验
（一）试验设备
座椅头枕试验装置的要求如下：（１）前后㊁左右㊁上下三个工作位置的位移采用电动调节；（２）三个工作位置可实现同步加载；（３）头枕和靠背的加载采用伺服电机和电动缸；（４）靠背自重和加载控制精度可自动补偿；（５）头枕位移㊁载荷㊁靠背角度和扭矩的可靠测试；（６）数据报表的存储㊁查询㊁调用和打印㊂
（二）试验方法
座椅头枕的静强度和位移试验应在专用试验台上进行㊂试验前，应进行座椅头枕的准备工作，包括：（１）确定头枕的基准点；（２）确定头枕的高度；（３）确定头枕的宽度㊂当试验中使用的假人头部作用于头枕时，头枕与座椅之间的固定方式应确保不存在可能导致靠背和座椅固定处受伤的刚性突出物㊂
四㊁结语
针对某乘用车座椅结构强度问题，依据ＧＢ１４１６７－２０１３法规和ＧＢ１５０８３－２００６法规进行了座椅安全带固定点强度和头枕强度的仿真分析与试验，结果表明，阀座的整体应力分布比较均匀，最大应力位置属于局部应力集中，最大变形位置不超过材料的断裂伸长率，阀座的位移不超过规范规定的１０２ｍｍ，因此安全可靠座椅不会受到影响㊂实验结果与仿真结果的误差率仅为６．４８％，验证了仿真模型的准确性和可靠性㊂仿真结果具有较高的参考价值㊂
缺陷汽车产品召回管理条例参考文献：
［１］谢友志．汽车安全座椅改进设计［Ｊ］．湖北汽车工业学院
学报，２０１９，２３（２）：７８－８０．
［２］王宏雁，张丹．汽车座椅有限元建模与计算［Ｊ］．同济大学
学报：自然科学版，２０１９，３２（７）：９４７－９５１．
［３］姚为民．汽车座椅结构安全性与空气悬挂式座椅减振性
能研究［Ｄ］．长春：吉林大学车辆工程学院，２０１８．［４］王胜玉．自由曲面重构关键技术的研究［Ｄ］．兰州：兰州理
工大学机电工程学院，２０１９．
作者简介：
张敏，长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心㊂
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