驾驶员座椅安全带固定点强度分析报告

Internal Combustion Engine &Parts0引言安全带作为汽车被动安全的一项配置，当车辆发生事故时起着保护车内乘员的重要作用。

安全带附属的各零部件强度能够满足要求是其发挥保护作用最基本的前提条件。

为此有关部门专门制定了GB14167国家标准。

该标准属于汽车法规强检项目，主要用于检测安全带固定点的强度。

为了满足该标准的要求，整车厂需要在设计时考虑到安全带固定点及座椅的强度。

本文以某车型后排长条座椅的安全带固定点为分析对象，建立包括车身、座椅、安全带系统及用于加载的上下人体模块的有限元模型，通过仿真分析，指出了不合理的结构设计。

通过进一步改进座椅及车身结构，最终满足了法规要求。

1汽车安全带安装固定点系统1.1安全带固定点系统简介我国国标GB14167明确规定安全带的固定点既可设在车辆的构架上或座椅构架上，亦可设在车辆的其它部件上[1]，或者分设于以上各部件上。

对于M1类车辆，前排两个单人座椅及后排两侧座椅通常采用三点式安全带，安全带上固定点位于立柱（B 柱、C 柱）上部，一个下固定点位于门槛上部，另一个下固定点位于座椅内侧骨架上或车身上。

新修订的标准GB14167-2013规定，对于新定型产品，中间座椅位置必须采用3点式安全带。

其两个下固定点位于座椅骨架上或车身上，上固定点一般设置在座椅靠背上或车身顶棚上。

对于固定点位于座椅上时，尤其是上固定点位于座椅靠背上时，对固定点强度就提出了更高的要求。

本文分析的对象正是采用这种固定方式。

1.2汽车安全带固定点强度试验简介1.2.1上下人体模块对车辆的安全带固定点系统进行试验的装置，如图1所示。

静态试验下，载荷作用于该装置，用于检验安全带固定点系统的强度。

1.2.2试验方法将车辆固定在试验台上，所有固定车辆的装置应距被测固定点前方不小于500mm 或后方不小于300mm 处,且不得对其周围部分起加强作用，同时亦不得减弱构架正常的变形。

A B AQUS在汽车座椅安全带固定点强度分析中的应用王 力， 郑 颢，陈炳圣，杨 蔓广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 广州 510640摘要：本文建立了汽车白车身、座椅以及安全带系统有限元模型，应用ABAQUS软件的Explicit求解模块，进行汽车安全带固定的强度分析。

然后进行了安全带固定点的相关试验，试验表明仿真结果的准确性，验证了运用有限元显示积分方式分析汽车座椅安全带固定点强度的方法。

该方法可以适用于类似的准静态强度分析，用于分析一些规模较大的，隐式积分收敛比较困难的模型。

关键词：有限元、强度，安全带，固定点Implementation of ABAQUS in analysis of automotive seatbelt anchorage strengthWang Li，Zheng Hao，Chen Bing-sheng，Yang ManGuangzhou Automobile Group Co.,Ltd Engineering Institute, Guangzhou 510640,China Abstract: The finite element model of BIW（Body in white），seat and the belt anchorage system is established. Implementing the Explicit module of ABAQUS to analyze the strength of the seat belt anchorage system. Furthermore, the test of the seat belt anchorage is carried out to validate the explicit analysis method of seat belt anchorage strength. The explicit analytical method is suitable for quasi-static strength problems, especially for analyzing the models which is larger and difficult to simulate by using the implicit integration.Keywords: Finite Element, Strength, seat belt, belt anchorage0 引言汽车安全带固定点强度是车辆《公告》强制性要求的试验项目，汽车安全带固定点强度必须达到规定的要求。

汽车座椅安全带固定点强度分析作者：董玉东来源：《时代汽车》2017年第11期摘要：汽车出现碰撞事故或者是翻滚的情况下，安全带可以将乘车人员紧紧的约束在座椅之上，防止乘车人员身体飞出窗外或者与车内的物品产生二次碰撞，尽可能的降低乘车人员受到的伤害。

在对汽车碰撞事故进行统计的过程中，发现乘车人员受到伤害的很大一部分原因是因为乘车人员与座椅、仪表等其他车内的物品进行产生了二次碰撞或者安全带的牢固装置失效导致的，所以在汽车生产的过程中必须加强对座椅安全带固定点的重视。

关键词：座椅；安全带；强度汽车座椅在制造的过程中不仅需要为乘客提供相应的舒适性，还需要在汽车发生碰撞时对乘客的生命起到一定的安全保护作用，在对汽车座椅安全带固定点进行设计的时候，需要保证安全带固定点的强度能够满足相应的法律规定。

能够满足车辆《公告》实验的强制性检测指标，在汽车发生碰撞事故的时候，安全带固定点的周边区域产生撕裂或者断裂的情况，都会造成驾驶人员或者乘客出现生命伤亡的情况。

GB 14167-2013《汽车安全带固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》规定中要求，在规定的时间内承受实验要求的载荷情况下，安全带固定点的强度必须要保证安全带不会出现脱落的情况，但允许固定点或者周围区域有永久变形情况的出现，主要包括断裂或者是产生裂纹的情况，这样可以在汽车出现碰撞的过程中更好的保护乘员的生命安全。

很多座椅企业在汽车座椅生产的过程中都提出了高于目前座椅法规的产品性能要求。

1安全带固定点法规与试验简介在GB 14167-2013规定中对于M1类型的汽车座椅安全带进行设计的时候，对座椅安全带的配置、设置的形式、固定点强度的实验方式进行详细的分析。

（1）在汽车座椅安全带设计的过程中，可以使用三点式的方式进行设计，同时还需要加强对安全带固定点强度的测试，保证安全带能够正常的使用。

（2）可以按照图1的方式对安全带进行试验加载，沿着水平方向对车辆纵向中心的平面进行设计，并且保证其与水平面成向上的10°±5°的角度，在对汽车安全带固定点进行强度试验的过程中，需要施加（13500+200）N的载荷。

汽车座椅安全带固定点强度分析摘要：汽车座椅靠背有支撑乘员背部的作用，在舒适性评价中有很高的占比，由于靠背远离固定点，且靠背与固定点之间存在多个调节机构，如高调四连杆、靠背调角器、水平调节滑轨等，导致靠背受到震动易产生晃动，对于不同座椅，产生晃动的震动波形也不同。

针对靠背晃动问题综合考虑可行性、工艺性及成本等因素，选取高调四连杆作为研究对象，解决该问题，并提供一种该问题的解决思路。

关键词：汽车座椅；安全带；固定点；强度分析引言汽车座椅是汽车安全件的重要组成部分之一，它不仅可以给乘员提供支撑，还具有保护乘员避免或减少伤害的作用。

汽车座椅安全带固定点试验是车辆《公告》强制性试验项目。

在车辆发生碰撞事故时，如果安全带固定点强度不满足法规要求，则安全带固定点周围区域的撕裂或断裂是会造成人员伤亡。

为使座椅在整车碰撞过程中起到更好的保护作用，许多座椅企业会设计高于法规标准要求的性能产品。

一、汽车座椅概述乘坐汽车的舒适性分静态和动态两个场景。

静态舒适性主要取决于座椅的设计是否符合“人体工程学”。

简单来说，运用“人体工程学”提升座椅的舒适性可以总结为三个要点：座椅设计参考人体测量学数据；座椅具有可调节性，满足不同体型人群需求；座椅的位置与空间相协调。

此外，座椅不宜过软，过软的座椅不仅会对尾椎造成过大压力，导致损伤脊椎健康，还会压迫腿部，不利于血液循环。

以荣获J.D.Power2021大型MPV座椅质量第一的广汽传祺M8的座椅为例，安道拓基于人体工程学设计了高度贴合人体的座椅造型，使得人体与座椅之间的接触面积最大化，并采用多密度多硬度的泡沫给予乘坐者最有力的支撑。

同样在各系细分市场摘得座椅质量冠亚军的福特福克斯和小鹏G3i的座椅亦是如此。

安道拓不仅使得座椅兼具包裹性和支撑性，同时还配备电动腰托，使得不同身形的人群都能调节到最适合自己的支撑点。

蔚来赫赫有名的“女王副驾”同样来自安道拓。

“女王副驾”的座椅配备腿托和脚托，可以说是从上到下都提供舒适的包裹性。

R esearch研究DOI:10.3969/j.issn.1009-847X.2018.09.003汽车座椅正碰试验中假人安全带张力规律分析与研究►........................◄乘员的乘坐姿态、座椅的结构和调节位置、安全带的材料与佩戴方法、安全带的固 定点位置、安全带本身的性能参数等等。

所 以，要想更好改善乘员受到的伤害，在汽车 安全带约束系统的研发过程中，根据与车身结构相匹配，选择最优的设计方案至关重要。

2004年5月颁布的国家道路交通安全法付景海 郑玉玉 陈超杨舒涵 任继伟摘要：对某汽车座椅厂生产的前排座椅动态试验数据进行统计分析整理，研究在碰撞过程中安全带肩带力与腰带力的大小及规律。

得到以下结论：在某常见车辆事故碰撞速度下，安全带肩带峰值张力为肩带力4 500-5 500N之间，腰带力6 000 ~ 7 000N之间，且肩带力小于腰带力。

并通过一系列试验数据，总结其碰撞过程中两种类型安全带张力规律，可以为安全带约束系统的研发设计提供参考。

V 规中，已经强制要求驾驶员及前排乘客乘车 时必须佩戴安全带，这就以国家法规的形式 强调了佩戴安全带保护行车安全的必要性。

截至目前，安全带作为汽车被动安全性的一 种措施，已被40多个国家以法律强制的形式 使用'在汽车零部件厂商研究领域中，对于汽 车安全带上、下固定点的强度设计是衡量该 车型汽车的被动安全性能的重要指标之一。

在碰撞事故发生时，汽车安全带对于成员的 保护起着至关重要的作用。

按照我国GB14167—2006《汽车安全带安装固定点》标准要求，在承受固定点试验载荷的情况下，安全带固定点的强度必须保证安全带不 得从安装固定点处脱落，但允许安装固定点⑩骑目前，汽车安全带约束系统是最普及最有效的保护系统之一。

在车辆发生严重的碰 撞事故时，车身速度会急速下降，前排成员 的身体因为惯性仍以原速度向前移动，此时 安全带的作用在于强制约束住驾乘者的身体，同时能够吸收部分冲击能量，防止乘员受到二次伤害。

关于汽车安全带的固定点强度分析摘要：为了进行汽车安全带固定点强度分析，运用有限元分析软件Hypermesh建立白车身、座椅、安全带、人体模块有限元模型。

采用LS-DYNA的显式积分法进行求解，按照国家标准设置规定的载荷，分析结构通过标准的可能性。

验证了运用有限元显式积分分析汽车安全带固定点强度的方法。

关键词：汽车；安全带；固定点；强度引言GB14167－2013《汽车安全带固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》规定中要求，在规定的时间内承受试验要求的载荷情况下，安全带固定点的强度必须要保证安全带不会出现脱落的情况，但允许固定点或者周围区域产生永久变形或者裂纹，且规定安全带上固定点在受力方向的位移不得超过一定的范围。

本文基于此，以国内某车型为例，对安全带固定点的强度进行CAE分析，期望这些分析总结能为汽车车身正向开发提供参考依据。

1 安全带固定点实体模型安全带固定点强度分析的第一步是建立合理的几何模型，表面上理解似乎建立与此相应的整车结构模型要好一些，但不尽然．本研究中基于：①模型复杂、工作量大（计算机时、建模）、周期长；②边界、载荷考虑因素多反倒不利于分析等，采用局部结构几何模型对微型货车安全带固定点强度进行了优化设计分析，大大减轻了建模和计算的工作量。

在考虑与安全带固定点强度相关的驾驶室有关部件和结构之后，用CAD软件UG （Unigraphic）建立了分析腰带固定点强度的几何模型。

其中：驾驶室后围-横梁几何模型由后围、上横梁板、下横梁板以及上、下横梁之间的加强板4个部件所组成．这些部件之间都是以焊接的方式相连接的。

2 有限元模型的建立想要对安全带固定点强度进行分析，首先要创建合理的有限元模型。

由于考虑到整车结构太大，计算机的配置有限，在仿真的过程中应适当的减小分析模型。

白车身的有限元模型采用壳单元建立，与座椅模型、安全带系统组件、上下人体模块进行装配，白车身模型不带挡风玻璃和侧围玻璃。

基于RADIOSS的整体式座椅安全带固定点强度对标分析与应用RADIOSS Correlation Analysis and Application inSeatbelt Anchorage Part Strength Simulation黄绪鹏杨卫化王小明（澳汰尔工程软件（上海）有限公司上海200082）摘要：本文参照GB-14167-2006 《汽车安全带固定点》法规相关规程，运用Altair的RADIOSS显式求解技术对某型微车后排整体式座椅进行了安全带固定点强度对标分析，并将对标后的模型用于后排整体式座椅减重优化分析。

关键字：安全带固定点对标分析整体式座椅RADIOSSAbstract: According to GB14167-2006 requirements, the paper finished correlation analysis between seatbelt anchorage part strength simulation and test with software RADIOSS. Based on the correlation model, it made some proposals to design and optimize Body in White and seat. Key words: Seatbelt anchorage, Correlation analysis, Seat, RADIOSS1 引言安全带固定点强度是汽车被动安全的重要指标之一，根据GB-14167-2006《汽车安全带固定点》法规的要求，它是车辆公告试验的强制检查项目。

在设计初期，可以将CAE仿真技术应用于安全带固定点的性能分析，不仅能很大程度上节约物理试验成本，缩短产品设计周期，而且能为汽车设计部门提供准确可靠的优化设计方案。

本文将具体阐述如何运用Altair的RADIOSS显式求解技术对某型微车后排整体式座椅进行安全带固定点强度对标分析（根据试验情况优化仿真模型），获得更高计算精度的安全带固定点强度分析仿真模型。

目录1．前言 (1)2．范围 (1)3．规范引用文件 (1)4．术语和定义 (1)5．使用软件 (1)6．模型介绍 (2)6.1模型描述 (2)6.2车辆和座椅要求 (2)6.3人体模块 (2)7．边界条件 (3)7.1车辆固定 (3)7.2加载条件 (4)8．分析结果 (4)9．评价标准 (4)1．前言本文件规定了乘用车和商用车座椅安全带安装固定点强度分析的相关要求、分析方法及评价准则。

2．范围本规范适用于安装了前向和后向座椅成年乘员用安全带安装固定点的M和N 类车辆。

3．规范引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

《GB 14167-2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》4．术语和定义车型（vehicle type）：与固定点相连接的车辆或座椅构件的尺寸、外形和材料等方面无差异的一类机动车辆。

安全带有效固定点（effecitive belt anchorage）：将织带系于该点可获得与预期设计相同的安全带佩带状态。

地板（floor）：与车身侧围连接的车身底板，包括加强件和底板下面的纵、横梁。

座椅（seat）：可供一个成年人乘坐、带完整装饰的装置，可与车身框架一体，也可独立；可是单独的，也可是长条座椅的供一人乘坐的部分。

座椅固定装置（seat anchorage）:将座椅总成固定在车身构架上的系统，包括影响车身结构的部分。

位移装置（displacement system）：使座椅或其中一部分在无中间固定位置情况下移位或转动，便于乘员进入座椅后部乘坐的装置。

躯干限载装置（thorax load limiter function）：安全带、座椅等在碰撞时能限制施加在乘员躯干上约束力的大小的装置。

5．使用软件前处理：Hypermesh 、ANSA、Primer求解分析：LS-DYNA6．模型介绍6.1 模型描述座椅安全带安装固定点强度分析时需座椅总成数模、部分车身数据、座椅连接数据、假人模块、BOM 表等参数信息。

10.16638/ki.1671-7988.2017.10.075基于HyperWorks的三点式安全带固定点座椅强度分析薛姣，宰守香（河南机电职业学院，河南郑州451191 ）摘要：汽车被动安全的重要指标之一就是安全带固定点强度，而三点式安全带对于汽车座椅提出了更高的挑战。

文章利用HyperWorks优秀的前处理技术，建立汽车座椅、三点式安全带总成及人体模块的有限元仿真模型，利用LS-DYNA求解器进行安全带固定点强度分析。

从而判断汽车座椅的安全带固定点的变形情况和座椅部件的应力应变，判断座椅是否有风险。

关键字：汽车；安全带安装固定点；强度；HyperWorks中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)10-219-03Based on HyperWorks, the seat strength analysis of three-point seat beltsXue Jiao, Zai Shouxiang( Henan electromechanical vocational college, Henan Zhengzhou 451191 )Abstract: One of the important indicators of car passive safety is the strength of the seat belt, and the three-point seat belt poses a higher challenge for car seats. Before using HyperWorks excellent processing technology, the establishment of car seats, three-point seatbelt assembly and body module of finite element simulation model, using ls-dyna solver for seat belt protection strength analysis. To determine the condition of the seat belt and the stress strain of the seat parts to determine whether the seat is at risk.Keywords: car; seat belt fixed point; strength; HyperWorksCLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-219-031、概述GB 14167-2013《汽车安全带安装固定点》车辆公告试验的强制检查项目之一，也是汽车被动安全的重要指标。

汽车座椅安全带固定点强度设计摘要：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。

汽车座椅安全带锚固定点强度分析周旺;李晶【摘要】为研究汽车座椅是否满足安全带固定点强度要求,结合某车型利用ANSA 软件建立了座椅有限元模型.依据GB 14167-2013规定的试验方法,运用LS-DYNA软件进行座椅安全带固定点强度仿真分析.结果表明座椅右侧滑轨存在强度不足.根据实验结果提出优化的结构设计方案,并进行了仿真验证.验证结果表明:优化后的汽车座椅强度符合法规要求,为工程技术人员在产品设计阶段提供重要参考.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】4页(P36-39)【关键词】汽车座椅;安全带;结构强度;仿真【作者】周旺;李晶【作者单位】西安工程大学机电工程学院,陕西西安710600;西安工程大学机电工程学院,陕西西安710600【正文语种】中文【中图分类】U461.910 引言汽车座椅不仅是用来支撑乘员身体使其具有一定的舒适性，在汽车被动安全中也起到保护成员避免或减少伤害的作用[1]。

汽车座椅安全带固定点强度作为衡量汽车被动安全的一个重要指标，汽车座椅安全带固定点试验是车辆《公告》强制性要求的试验项目[2]。

GB 14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》[3]中明确了安全带固定点试验的方法和评判标准。

在产品开发前期，可以通过计算机建立座椅有限元分析模型，按照真实试验条件摆放和加载进行求解计算，得到仿真试验模拟动画、位移、塑性变形等参数。

肖永富等[4]比较了显式分析与隐式分析的特点，得出显式分析更加适用于座椅安全带固定点强度试验仿真的结论。

赵波等人[5]对汽车座椅上的调角器进行了设计，同时使用软件HyperWorks进行仿真分析，提升了座椅的安全性。

Y M TANG等[6-7]将CAE分析软件仿真模拟与真实试验进行对标，其结论表明：CAE分析软件仿真模拟与真实试验结果高度吻合，说明计算机仿真对试验具有一定的参考意义。

收稿日期：２０１９－１１－１７作者简介：杨晓萌（１９９５ ），男，硕士，主要从事汽车轻量化研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：２２４０９７７０６０＠ｑｑ ｃｏｍ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０２０ ０４ ００５基于ＡＢＡＱＵＳ的安全带安装固定点强度试验仿真与分析杨晓萌１，文大伟２（１ 武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉４３００７０；２ 中原工学院机电学院，河南郑州４５０００７）摘要：滑轨作为汽车座椅的功能件之一，不仅起着调节座椅前后方向距离的作用，安全带安装固定点也通过螺栓连接被固定在上滑轨部位，滑轨的品质对乘客的安全至关重要㊂通过ＡＢＡＱＵＳ软件的显式动力学算法，按照ＱＣ／Ｔ８０５ ２００８‘乘用车座椅用滑轨技术条件“，对某型号座椅滑轨进行安全带安装固定点强度仿真和分析，得出不同座椅滑轨材料强度的试验数据，找出合适材料以满足技术条件要求㊂关键词：座椅滑轨；ＡＢＡＱＵＳ显式动力算法；安全带安装固定点；强度中图分类号：Ｕ４６３ ８３＋６ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳａｆｅｔｙＢｅｌｔＦｉｘｅｄＰｏｉｎｔＳｔｒｅｎｇｔｈＴｅｓｔＢａｓｅｄｏｎＡＢＡＱＵＳＹＡＮＧＸｉａｏｍｅｎｇ１，ＷＥＮＤａｗｅｉ２（１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｏｎｇｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｃａｒｓｅａｔ，ｔｈｅｓｌｉｄｅｒａｉｌｎｏｔｏｎｌｙｐｌａｙｓａｒｏｌｅｉｎａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｆｒｏｎｔａｎｄｒｅａｒｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｅａｔ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｓｅａｔｂｅｌｔｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｆｉｘｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓｆｉｘｅｄｏｎｔｈｅｕｐｐｅｒｓｌｉｄｅｒａｉｌｔｈｒｏｕｇｈｂｏｌｔｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｌｉｄｅｒａｉｌｉｓｃｒｕｃｉａｌｔｏｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｐａｓｓｅｎｇｅｒｓ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｌｉｃｉｔｄｙｎａｍｉｃｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＱＣ／Ｔ８０５ ２００８ＰａｓｓｅｎｇｅｒＣａｒ－ＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｌｉｄｅｆｏｒＳｅａｔ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｅａｔｂｅｌｔｆｉｘｅｄｐｏｉｎｔｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｓｅａｔｓｌｉｄｉｎｇｒａｉｌ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｔｓｌｉｄｉｎｇｒａｉｌｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｌｉｄｅｒａｉｌ；ＡＢＡＱＵＳｅｘｐｌｉｃｉｔｄｙｎａｍｉｃｓ；Ｓｌｉｄｅｂｅｌｔｆｉｘｅｄｐｏｉｎｔ；Ｓｔｒｅｎｇｔｈ０㊀引言汽车工业作为经济全球化的重要产业之一，它极大地提升了机械㊁电子㊁材料等多产业的共同发展，是评价一个国家工业发展水平的重要标志㊂汽车座椅是连接乘客和汽车的关键部件，对保护乘客起到关键作用㊂滑轨作为调节座椅前后距离的功能件，在汽车受到碰撞等突发性事件中，其品质的优劣对乘客的安全尤为重要㊂本文作者针对某型号汽车座椅滑轨，按照ＱＣ／Ｔ８０６ ２００８‘乘用车座椅用滑轨技术条件“要求，通过ＡＢＡＱＵＳ显示动力学仿真算法对滑轨座椅安全带安装固定点强度进行有限元仿真，通过与试验结果对比，验证了有限元仿真的准确性，最后通过更换滑轨材料满足了标准要求㊂１㊀滑轨座椅安全带安装固定点强度技术条件根据ＱＣ／Ｔ８０６ ２００８要求，单支滑轨按图１所示方法进行试验，滑轨处于最后位置（有特殊要求除外）并锁止，测量固定点原始坐标㊂施加力沿滑轨水平向上５０ʎ方向，并检测固定点的位移量，试验后其结果应满足：单支滑轨施加拉力至１５０００Ｎ时，固定点的位移量不大于６０ｍｍ，零件连接无脱落或拉裂现象［１］㊂图１㊀单只滑轨安全带固定点测试２㊀单只滑轨有限元建模方法研究２ １㊀显式分析理论ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ应用中心差分方法对运动方程进行显式时间积分，应用一个增量步的动力学条件计算下一个增量步的动力学条件㊂在增量步开始时，程序求解动力学平衡方程，表示为Ｍ㊃㊆ｕ＝Ｐ－Ｉ式中：Ｍ为节点质量矩阵；㊆ｕ为节点加速度；Ｐ为施加的载荷向量；Ｉ为单元内部力向量㊂在当前增量步开始时（ｔ时刻），计算加速度为㊆ｕ（ｔ）＝（Ｍ）－１㊃（Ｐ－Ｉ）（ｔ）由于显式算法总是采用一个对角的（集中）质量矩阵，因为其逆矩阵计算简单，所以求解加速度并不复杂，不必同时求解联立方程㊂任何节点的加速度完全取决于节点质量和作用在节点上的合力，使得节点计算的成本非常低㊂对加速度在时间上进行积分，采用中心差分方法，在计算速度的变化时假定加速度为常数㊂应用这个速度的变化值加上前一个增量步中点的速度来确定当前增量步中点的速度ｕ㊃（ｔ＋Δｔ／２）＝ｕ㊃（ｔ－Δｔ／２）＋（Δｔ（ｔ＋Δｔ）＋Δｔ（ｔ））２㊃㊆ｕ（ｔ）速度对时间的积分并加上在增量步开始时的位移以确定增量步结束时的位移：ｕ（ｔ＋Δｔ）＝ｕ（ｔ）＋Δｔ（ｔ＋Δｔ）㊃ｕ㊃（ｔ＋Δｔ／２）这样，在增量步开始时提供了满足动力学平衡条件的加速度㊂得到了加速度，在时间上 显式地 前推速度和位移㊂所谓 显式 是指在增量步结束时的状态仅依赖于该增量步开始时的位移㊁速度和加速度㊂这种方法对加速度为常值的积分类型计算较为准确㊂为了使该方法产生精确的结果，时间增量必须相当小，这样在增量步中加速度可视为常数㊂由于时间增量步必须很小，一个典型的分析需要成千上万个增量步㊂但因为不必同时求解联立方程组，所以每一个增量步的计算成本很低㊂大部分的计算成本消耗在单元的计算上，以此确定作用在节点上的单元内力㊂单元的计算包括确定单元应变和应用材料本构关系（单元刚度）确定单元内力［２］㊂２ ２㊀构建模型座椅滑轨由上滑轨㊁下滑轨㊁安全带固定点安装板㊁保持架和滚珠㊁起滑轨锁止作用的牙刷板㊁固定滑轨的支撑脚和起连接作用的铆钉等组成㊂该型号座椅上㊁下滑轨采用１ ８ｍｍ厚的ＳＡＰＨ４４０钢板，安装板采用３ｍｍ厚的ＳＡＰＨ４４０钢板，起锁止作用的牙刷板为１ ８ｍｍ厚的ＨＣ４２０ＬＡ钢板，两种材料的力学性能如表１所示㊂表１㊀滑轨材料参数材料名称密度／（ｋｇ㊃ｍ－３）弹性模量／ＭＰａ泊松比屈服强度／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａＳＡＰＨ４４０７．９２１０００００．２８３２９４５０ＨＣ４２０ＬＡ７．９２１０００００．２８４２０５３０㊀㊀网格划分是有限元分析的重要步骤，网格大小对分析结果有很大影响㊂此试验碰撞时接触面积大，变形区域广，为保证计算效率和仿真结果的准确性，对上㊁下滑轨和牙刷板网格大小取１ｍｍ，并忽略影响网格质量的一些细小特征，安装板在保证安全带安装固定点位置准确的前提下将多个零部件合并，安装板网格大小取２ｍｍ㊂其他零件由于强度高㊁形变量小，对分析结果的影响可忽略不计，所以可以将它们视为刚体㊂在ＡＢＡＱＵＳ分析中由于不计算刚体单元的内力，所以网格大小只对零件形状有影响，不影响模型分析速度㊂此仿真过程中座椅滑轨仅发生塑性变形，接触应力未达到抗拉强度，网格不会发生破坏，所以在定义相互作用时采用Ｇｅｎｅｒａｌｃｏｎｔａｃｔ就可以获得比较准确的计算结果，对于上滑轨与下滑轨碰撞的接触部分采用更为准确的面－面接触的罚接触法，各零部件之间摩擦因数取０ １，采用实体铆钉连接㊂在安全带安装孔处分别用２个ＲＰ点耦合左右两个孔表面，对２个ＲＰ点施加水平向上５０ʎ方向１５０００Ｎ大小的力，力幅值曲线采用先增大后减小的趋势［３］，在两个脚支架安装孔上施加完全固定约束㊂分析运用显式动力学算法，分析步时长取０ ００５ｓ㊂有限元模型如图２所示㊂图２㊀滑轨有限元模型２ ３㊀结果分析座椅滑轨变形过程如图３所示㊂图３㊀滑轨安全带安装固定点强度仿真变形过程应力示意㊀㊀在碰撞过程中，在滑轨导槽拐角处的接触应力最大㊂上滑轨导槽外壁在与下滑轨接触过程中先发生折弯变形，变形造成导槽外壁向下弯折接近９０ʎ，然后下滑轨导槽内壁向上弯折，翻折角度接近９０ʎ，下滑轨导槽内壁被翻出，同时上滑轨导槽内壁亦逐渐发生弯折变形，最终上滑轨从下滑轨中脱离㊂安全带安装固定点处的位移－时间曲线和载荷加载曲线如图４所示，在ｔ＝０ ００４ｓ时，安全带安装固定点位移量已超过６０ｍｍ，已经不满足技术条件要求㊂其后随着时间的增加，由于上滑轨从下滑轨中脱离，安装固定点位移量有继续增长的趋势㊂图４㊀材质为ＳＡＰＨ４４０钢时安全带安装固定点位移时间曲线滑轨材料是厚度为１ ８ｍｍ的ＳＡＰＨ４４０钢，试验结果与仿真结果对比如图５所示㊂试验所用滑轨与仿真用滑轨结构略有差异 上滑轨牙刷板锁止处采用全挖设计，导致该处力学强度较低，碰撞后上滑轨后端整段被折起，而上滑轨前半部分影响较小，造成与仿真结果有所不同㊂但上㊁下滑轨导槽部分碰撞后的变形情况与仿真结果一致，验证了仿真结果的可靠性㊂由以上结果可知，由于滑轨的材料强度不足，导致滑轨变形严重，使得仿真和试验结果不能满足技术条件要求㊂针对此问题，常用的解决方案有：方案一，改进滑轨结构；方案二，使用更高强度的钢板材料㊂针对方案一，滑轨属于冲压件，且变形多发生在折弯处，不适宜通过增加加强筋来提高弯折处的结构强度㊂增加滑轨的钢板厚度可增强折弯处的吸能能力，目前滑轨用钢板厚度通常为１ ５ ２ ０ｍｍ，文中所研究滑轨钢板厚度为１ ８ｍｍ，若改为２ ０ｍｍ，由仿真结果得知滑轨的力学性能提升并不明显，并且导致滑轨质量增加了１４ ２％，不符合当今汽车轻量化的趋势㊂针对方案二，ＳＡＰＨ４４０钢抗拉强度在４５０ＭＰａ左右，在滑轨用钢中属于强度较低的一种，目前滑轨用钢抗拉强度有的甚至达到了９００ＭＰａ以上㊂因此，针对该型号滑轨，更换强度更高的钢材是最有效的选择㊂目前国内市场滑轨用钢多为ＤＰ双相钢系列和ＨＣ低合金高强度钢系列㊂下文通过更换ＨＣ５００ＬＡ㊁ＨＣ６６０ＬＡ和ＤＰ７８０三种钢对滑轨强度再进行仿真分析㊂高强钢的材料参数如表２所示㊂图５㊀试验结果与仿真结果对比表２㊀高强钢材料性能参数材料名称密度／（ｋｇ㊃ｍ－３）弹性模量／ＭＰａ泊松比屈服强度／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａＨＣ５００ＬＡ７．９２１０００００．２８４８１５４５ＨＣ６５０ＬＡ７．９２１０００００．２８６９５１０１７ＤＰ７８０７．９２１０００００．２８５３６８７０２ ４㊀优化结果分析ＡＢＡＱＵＳ的显式动力算法仿真结果如图６所示，安全带安装固定点位移曲线如图７所示㊂由应力云图可知，虽然３种材料在分析步时间内均未出现上滑轨从下滑轨中脱离的现象，但３种材料的滑轨形变量有所不同㊂ＨＣ５００ＬＡ屈服强度为４８１ＭＰａ，在分析结束后上滑轨导槽外壁在下滑轨的阻碍下弯折了近１８０ʎ，下滑轨导槽内壁也被翻出，上滑轨近乎从下滑轨中脱离，在上滑轨导槽处应力仍然集中，从安全带安装固定点位移时间曲线看，在加载力趋于零的分析时间终了阶段，位移曲线虽趋于平缓，但仍有上升趋势，说明滑轨仍有继续变形的趋势，不建议使用㊂更换为ＤＰ７８０钢的上滑轨导槽外壁和下滑轨的导槽内壁弯折角度在４５ʎ左右，位移曲线在ｔ＝０ ００４ｓ后趋于平稳，在分析步时间结束阶段有上升趋势是由于滑轨发生塑性变形的影响，在时间结束时位移量为３５ｍｍ，满足技术条件要求㊂ＨＣ６６０ＬＡ滑轨仅发生轻微形变，滑轨在ｔ＝０ ００２５ｓ载荷卸去后形变逐渐趋于稳定，应力分布均匀，安全带安装固定点位移量为２２ｍｍ㊂综上分析，虽然以上３种材料的滑轨均能满足技术条件要求，但ＤＰ７８０和ＨＣ６６０ＬＡ的形变量较小，更为安全㊂图６㊀不同材料计算结果比较图７㊀不同材料安全带安装固定点位移时间曲线３㊀结论以某型号汽车座椅滑轨为例，通过ＡＢＡＱＵＡ显式动力学算法，按照ＱＣ／Ｔ２０８ ２００８技术条件对单个座椅滑轨安全带安装固定点强度进行有限元仿真㊂通过将仿真结果与试验结果对比，发现滑轨导槽变形情况与试验结果高度相似，验证了有限元仿真的可靠性㊂针对仿真结果，提出更换滑轨材料的改进方案，通过更换ＨＣ５００ＬＡ㊁ＤＰ７８０与ＨＣ６６０ＬＡ等材料观察应力云图和安全带固定点位移时间曲线发现ＤＰ７８０和ＨＣ６６０ＬＡ材料满足技术条件要求㊂ＡＢＡＱＵＳ显式动力学算法的模拟结果与试验结果高度相似，可以作为零件设计性能评判的指导依据，与周期长㊁成本高的试验过程相结合，可大大缩短研发周期，成为工程师结构设计的有力工具㊂参考文献：［１］全国汽车标准化技术委员会．乘用车座椅用滑轨技术条件：ＱＣ／Ｔ８０５ ２００８［Ｓ］．北京：中国计划出版社，２００８．［２］王鹰宇．Ａｂａｑｕｓ分析用户手册：分析卷．［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１７．［３］朱江，汪宇．汽车座椅滑轨安全性能试验分析［Ｊ］．汽车零部件，２０１７（６）：７７－７９．ＺＨＵＪ，ＷＡＮＧＹ．Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｅａｔｓｌｉｄｅｒａｉｌｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓ，２０１７（６）：７７－７９．束紧电动汽车充换电设施 安全绳北京市城市管理委员会近日正式印发‘北京市电动汽车社会公用充换电设施安全生产管理办法（试行）“（以下简称‘办法“）㊂ 这是全国首个省级地方政府的行业主管部门专门针对公共充换电设施的安全生产管理办法㊂ 中国电动汽车充电基础设施促进联盟技术和认证部主任刘锴接受科技日报记者采访时说㊂国家统计局数据显示，２０１８年国内新能源汽车销量为１２５ ６万辆，同比增长６１ ７％㊂其中，２０１８年纯电动车的销量近９８万辆㊂按照节能与新能源汽车产业发展规划（２０１２ ２０２０年），２０２０年我国新能源汽车的生产能力将达到２００万辆，产销量累计超过５００万辆㊂在国家大力发展新型基础设施建设背景下，作为新基建之一的新能源汽车充电桩建设将迎来一个快速增长期㊂在新能源汽车发展中，充电桩建设被认为是必不可少的一环，也是最关键的因素㊂作为纯电动乘用车和公共充电设施保有量均长期位居全国前列的省市，北京更加注重充电基础设施建设由量向质的发展是情理之中㊂ 刘锴告诉记者，该办法的出台无异于束紧电动汽车充换电设施的 安全绳 ㊂（来源：‘科技日报“）。

汽车座椅安全带固定点强度研究此文章是发布者的版权，请别人不要拿文章去凭职称，如果拿着发布者的版权评职称，会告侵权发表者，直到没工作为止摘要：本文对安全带固定点加强方面的要求以及具体试验结果进行了分析，以期为汽车安全座椅固定点强度设计提供有建设性的参考。

关键词：汽车座椅；安全带固定点强度；要求；试验在制造的过程中，汽车座椅不不但要让乘客享受到舒适性，还要能保护乘客的生命安全，因而在设计汽车座椅安全带的固定点时，安全带固定点的强度要和相关的法律规定相符合。

一、关于安全带固定点强度方面的相关要求1关于安全带固定点方面的法规是GB 14167-2013，其中详细规定了M1类车座椅安全带的形式和配置以及试验方法等。

( 1) 对车内座椅来说，三点式安全带是都要使用的，而且要同时试验同一组座椅的全部安全带固定点。

( 2) 我们由图1可以看出，其中的上下人体模块，顺着平行车辆纵向中心平面和水平线保持向上( 10 ±5) °的方向，要向座椅安全带固定点施加( 13 500 ±200) N 的载荷。

( 3) 如果有一个或多个安全带固定点位于座椅上，就要附加相当于座椅总成重量20 倍水平的前向载荷在座椅质心的高度。

图 1 安全带试验加载示意图2关于三点式安全带和两点式安全带的试验比较如图2 以及表1所示，按照相关法规，对于不同类型的车辆来说，在进行试验时也会有不同的载荷施加于安全带和座椅上。

图 2 施加载荷示意图表1 载荷分布我们由表1可以看出，对于两点式安全带以及三点式安全带来说，它们具有不同的腰部施加载荷，这就表示由两点式安全带变为三点式安全带后，其固定点的强度要求也会出现变化。

二、分析M1类车的安全带固定点强度1 布置M1类车的安全带对于M1类车来说，无论是两厢车还是三厢车，又或者是SUV 车型，其布局一般都是前后两排5个人的座位，如图3所示，前排是2人，分别为驾驶员和副驾驶员，后排是3人乘坐。

AUTO PARTS | 汽车零部件1　引言在现代汽车工程中，座椅安全带固定点的强度测试是确保汽车乘车者安全的重要环节。

为了更精确地模拟事故场景中座椅安全带固定点的受力情况，液压比例加载系统应运而生。

这一系统通过液压力加载安全带固定点，为座椅安全性能的评估提供了可控、灵活的实验手段。

在这个背景下，本研究致力于深入探讨液压比例加载系统的设计与建模，以提高座椅安全性能测试的准确性和效率。

2　汽车安全性能的研究背景2.1　汽车安全性能的发展随着社会的不断发展和人们对出行安全的关注日益增加，汽车安全性能的研究和发展成为当今汽车工业的一个重要方向[1]。

汽车安全性能的发展经历了多个阶段，从最初简单的安全设备到如今涵盖先进电子技术和材料科学的复杂系统。

随着交通工具的普及和道路网络的不断扩展，对于汽车安全性能的要求也日益提高。

过去的汽车安全性能主要集中在基础的防护设备，如安全带和气囊等，这些设备的引入显著提高了乘车者在事故中的生存几率。

然而，随着科技的进步，汽车安全性能的研究逐渐向智能化和先进技术方向拓展。

包括先进驾驶辅助系统（ADAS）、自动紧急制动系统（AEB）等在内的新一代安全技术不仅能够主动预防事故，还能够提高汽车在各种驾驶场景中的稳定性和安全性。

张骋南京海关纺织工业产品检测中心　江苏省无锡市　214000摘 要：本研究聚焦于汽车座椅安全带固定点强度测试液压比例加载系统的设计和建模。

在系统设计中，我们采用了电液比例控制技术，通过合理选型和计算液压元件，构建了液压比例加载系统的数学模型。

在数学模型的组成中，着重考虑了放大器、电液比例溢流阀、动力元件与负载等各个组件的传递函数。

通过解析法和系统辨识法相结合，我们建立了全面而准确的数学模型，为深入理解系统行为、系统设计的优化和性能提升提供了理论基础。

本研究对于提高汽车座椅安全性能测试的效率和准确性，以及推动液压比例加载系统的创新发展具有重要意义。

未来的研究将继续深入探讨数学模型的应用和系统的优化，以推动汽车安全工程领域的不断进步。