汽车前排座椅正面碰撞的仿真分析及优化

赵 民，周嘉伟，王 宇，邵 萌

（1.沈阳建筑大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110168；2.上海鸿仿汽车技术有限公司，上海201506）

1 引言

近年来，汽车工业的发展日新月异，汽车的安全性能逐渐受到人们的重视。汽车座椅作为乘员与汽车直接接触的重要部件，在汽车碰撞时，通过座椅可变性区域有效吸收碰撞产生的动能，从而减少碰撞中乘员的伤害。因此，座椅碰撞时对乘员的保护性能日渐成为各大汽车企业研究的焦点。

随着我国2018 版C-NCAP 管理规则的实施，消费者们越来越重视汽车在碰撞试验中的评分。目前，在正面碰撞试验中，假人的胸部伤害是失分的主要因素，同时也制约了汽车安全性能的提高。对于单独座椅系统，假人胸部的失分通常与安全带、假人坐姿、座椅骨架的刚度等因素有关。目前国内外的相关研究中，文献[1]提出以增大坐垫与靠背倾角的方式来改变假人坐姿，减少乘员在碰撞过程中的伤害；文献[2]分析了安全带的机械特性，并借助带扣单向锁止装置，限制正面碰撞中由于假人滑动对胸部带来的伤害；文献[3]通过分析坐垫骨架刚度的均匀性，提出坐垫骨架前、后刚度差别过大，将导致乘员胸部伤害加重。

上述研究多只对座椅参数的单项影响因素进行分析，并未考虑各因素间的相互影响，且假人模型多为刚体，计算精度没有有限单元假人模型高。因此，采用有限元仿真技术，对前排座椅正面碰撞中假人模型的胸部伤害情况进行分析，通过HyperView 后处理软件对碰撞中座椅骨架形变及受力较大的零件进行分析，并对问题零件进行优化设计，从而得到减少假人伤害的座椅骨架最优设计方案。……