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汽车座椅头枕强制性试验影响因素分析发布时间：2021-07-08T07:33:38.938Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：王月刘于[导读] 座椅是汽车上与乘员接触最为紧密的零部件之一，能够为乘员提供舒适的驾乘感受，更为重要的是保证车辆行驶过程中或遭遇事故时车内乘员的安全，最大限度减少乘员所受到的伤害"。
诺博汽车系统有限公司河北省保定市 071000摘要：汽车座椅是乘员约束系统的至关重要的组成部分，起到保障乘员安全性和舒适性方面的重要作用。
伴随着汽车技术的迅速发展以及人们对汽车性能需求的不断提升，从而对汽车座椅的要求也在不断增加。
座椅及头枕主要作用是为乘员提供舒适的乘坐环境、支撑乘员重心。
与此同时，在车辆发生事故时候，可以防止乘员受到伤害或者把伤害降到最低。
所以，汽车座椅以及头枕性能的质量好坏可以直接影响到车内乘员在发生碰撞事故过程中的人的安全。
所以，汽车座椅及头枕性能- -直是国家重点要求的强制性检验项目，当下国际社会都建立了相应的标准法律法规去保障其稳定性和安全性。
关键词：汽车座椅头枕；强制性试验；影响因素引言：座椅是汽车上与乘员接触最为紧密的零部件之一，能够为乘员提供舒适的驾乘感受，更为重要的是保证车辆行驶过程中或遭遇事故时车内乘员的安全，最大限度减少乘员所受到的伤害"。
特别是座椅头枕，除了提供乘员头枕支撑，减缓乘员乘坐疲劳外，在车辆发生碰撞时，可以有效减轻乘员颈椎受到的损伤，对于保护乘员头部和颈部的安全起着至关重要的作用。
因此，座椅头枕作为重要的安全部件，国家认监委规定对座椅头枕实行强制性检验。
目前针对座椅头枕的国家标准主要有GB1 5083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》、CB11550-2009《汽车座椅头枕强度要求和试验方法》。
这两个标准中，除了对头枕的外观和尺寸的要求外，主要的两项试验为头枕静态强度试验和头枕能量吸收性试验，目的在于考察头枕在受到人体头部冲击时，对乘员头部保护效果以及对座椅结构，调节和锁止功能的影响，是评价头枕安全性能的最基本要求[”。
应用Hypermesh软件进行汽车座椅强度及碰撞仿真分析随着汽车工业现代化技术的发展，汽车广泛的进入人们生活中，而汽车座椅做为与人体直接接触的部件，其舒适性和安全性的重要程度是不言而喻的。
本文应用Hypermesh软件对汽车座椅静强度及碰撞及逆行有限元仿真分析，以供参考。
标签：汽车座椅；强度；碰撞；有限元仿真分析引言近年来，随着汽车保有量的增加，汽车道路交通事故呈逐年上升趋势。
在这些事故中，座椅作为减少损伤的安全部件对乘员起到了决定性的保护作用，使其成为汽车安全性研究中的重要部件。
采用有限元仿真技术，对座椅靠背进行静强度以及碰撞冲击强度分析，可减少开发过程中设计、试验、分析和评价循环的成本，缩短研究时间。
GB15083-2006标准中要求：当座椅处于制造厂所规定的正常使用位置时，构成行李舱的座椅靠背或头枕应具有足够的强度以保护乘员不因行李的前移而受到伤害。
试验的过程中及试验后，如果座椅及其锁止装置仍保持在原位置，则认为满足此要求。
一、汽车座椅有限元模型的建立（一）、搭建模型：用Hypermesh中的提取中面功能，抽取中面建立有限元模型，搭建被测汽车座椅骨架模型和地板模型，在不影响正常分析结果的前提下适当简化了运算模型，见图1。
图1 座椅强度分析的有限元模型其中座椅骨架采用壳单元进行网格划分，采用单元长度基准为10mm、最小单元长度不小于5mm、最大单元长度不大于13mm的规则来划分网格。
各钣金件之间的焊点和螺栓用刚性连接模拟。
建立的有限元模型共有节点个28640，壳单元23477个，体单元7718个，刚性连接694个。
利用ANSA软件LS-DYNA 模块对图1所示模型进行边界条件的加载及其属性（材料参数和厚度）定义，其中座椅骨架所用材料及厚度、直径见表1。
模型的加载过程按照标准GB15083-2006中的要求进行，发生碰撞前，行李箱模块以50km/h的初速度做减速运动，减速度为20g。
表1 座椅骨架材料（二）、边界条件的确定在进行座椅强度分析时，根据座椅与车身地板的连接形式和安装位置，在座椅骨架中锁柄连接处以及靠背与车身地面的铰接处施加约束。
轿车驾驶员座椅骨架强度的有限元仿真分析孙丹丹姚为民（吉林大学汽车工程学院）摘要：在座椅骨架的强度分析中应用运算机仿真方式能够有效地降低开发本钱、缩短开发周期。
本文要紧针对某轿车驾驶员座椅骨架的强度和头枕的后移量进行了仿真分析，在研究的进程中利用公司的有限元前、后处置软件和有限元分析软件进行建模、仿真分析和结果处置，并通过实验对仿真分析的结果进行了校验。
关键词：轿车座椅骨架有限元分析1.结构的几何模型该轿车驾驶员座椅骨架的几何模型是对其座椅骨架的零部件进行分析、测量、简化后，在提供的几何建模模块中构建完成的。
第一考虑简化座椅骨架中对强度阻碍很小的部份，这部份结构的特点是形状较为复杂，构建几何模型时可能会有必然的困难，但在整个座椅系统中又是不可缺少的，如盆形底座中的孔结构,在整个座垫骨架总成中要紧起到减轻结构重量的作用，对座椅骨架的强度大体没有阻碍，因此，在进行强度分析时能够临时不考虑；还有一些零部件的设计只是知足结构上的需要，对强度的阻碍也很小，咱们以为这部份结构能够进行适当的简化，如靠背侧梁上的一些翻边和圆孔，要紧辅助靠背的横、竖钢丝和弹簧与侧梁的连接，对结构强度的阻碍也很小，因此该部份结构在作强度分析时也能够作适当的简化；另外，靠背骨架总成中的横、竖钢丝和弹簧元件对座椅的强度阻碍不大，能够将该部份结构在建模时忽略。
第二，座椅骨架中一些小的过渡圆角结构，若是在构建几何模型时将其考虑到模型中，那么在成立有限元模型时就可能产生一些质量较差的单元，因此能够在构建几何模型时不考虑这部份结构，而是在成立有限元模型时进行补充，如此处置一方面能够减轻几何建模的工作量，同时也能够减少在划分有限单元时由于孔洞结构带来的质量较差的单元，这对提高计算精度也很成心义。
2.结构的有限元模型中的有限元模块，为用户提供了丰硕的单元库，对不同的结构如杆、梁、板、实体进行有限元概念十分方便。
本文研究的座椅骨架主若是由诸多薄板件和长管结构件焊接而成的，在利用进程中常常会受到弯曲力和剪切力的作用，因此在进行有限元模型概念时要紧采纳SHELL板单元和BEAM梁单元。
序号
内容 结果
1 机构强度：在限制换出的所有档位上，通过操纵杆上的测量点P，沿选档和换档方向上分别施加400N的拉力，均保持5s
后在释放拉力；重复此过程两次；样件无影响功能的损坏和
变形，观察运动部件动作是否灵活、有无卡滞、无异响现象。
2
静态强度：
将手动变速操纵机构水平固定在支座上；
拉线负载（50±3）N；
分别在X方向和Y方向用300N的力冲击；
试验次数：一次（前后左右四个方向分别做一次）
换档零件不出现永久变形、破坏或功能障碍 3
重载强度: a) 将手动变速操纵机构水平固定在支座上，将换档杆
刚性固定在空挡位置；
b) 在X方向施加300N的力，在Y方向施加200N的力冲
击；
c) 试验次数：一次（前后左右四个方向分别做一次）；
换档零件不出现永久变形、破坏或功能障碍。
运用CAE技术进行机械结构的强度分析随着现代工程技术的不断发展，计算机辅助工程（CAE）技术在机械结构的设计与分析中扮演着重要的角色。
特别是在机械结构的强度分析方面，CAE技术能够提供更加精确和可靠的分析结果，帮助工程师优化设计、提高安全性和降低成本。
本文将介绍运用CAE技术进行机械结构强度分析的基本原理和常见方法。
一、CAE技术概述CAE技术是通过计算机模拟工程系统的行为和性能的一种工程分析方法。
它采用了数值计算方法，通过对结构的数学建模和计算求解，得到结构的力学响应、变形和应力等相关信息。
CAE技术的主要应用领域包括结构分析、热分析、流体分析和振动分析等。
在机械结构的强度分析中，CAE技术通过建立结构的有限元模型，通过求解有限元方程，分析结构在外部载荷作用下的响应和性能。
通过这种方法，工程师能够获得结构的应力分布、变形量以及其他相关参数，从而判断结构在工作条件下的强度和可靠性。
二、CAE技术在机械结构强度分析中的应用1. 有限元建模在进行机械结构的强度分析前，首先需要建立合适的有限元模型。
有限元模型是结构和载荷的数学化表示，它是进行强度分析的基础。
在建立有限元模型时，需要考虑结构的几何形状、材料特性以及约束和载荷条件等因素。
通过将结构划分为若干离散的单元，然后根据其几何形状和边界条件等，将结构划分为三角形单元、四边形单元或其他形状的单元。
有限元建模的精度和适用性对强度分析结果的准确性有着重要的影响。
2. 边界条件和载荷定义在进行机械结构强度分析时，需要定义合适的边界条件和载荷。
边界条件包括结构的约束条件，如支撑点或固定点；载荷包括结构所受到的静载荷、动载荷以及热载荷等。
合理的边界条件和载荷定义对于准确的强度分析结果至关重要。
在定义载荷时，还需要考虑载荷的大小、方向和作用持续时间等因素。
3. 线性静力学分析线性静力学分析是机械结构强度分析的基础。
在进行线性静力学分析时，假设结构的应力-应变关系满足线性弹性，载荷是静载荷，并且结构的变形较小。
CAE分析教程精华版首先，选择一个合适的CAE软件来进行分析。
市面上有很多不同的CAE软件，比如ANSYS、Nastran等。
选择软件时要考虑到自己的需求和经验水平。
然后，准备要进行分析的CAD模型。
将需要分析的零件或装配体导入CAE软件中，并进行几何清理和网格划分。
这是一个非常关键的步骤，网格质量会直接影响分析结果的准确性。
接下来，定义模型的材料属性和边界条件。
根据实际情况输入材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度等。
然后根据分析需要定义边界条件，如约束和加载。
进行分析前，需要选择适当的分析方法。
CAE软件通常提供静态、动态、热力学等分析类型。
根据分析的目标选择合适的分析方法，并设置好相应的参数。
完成设置后，可以进行计算。
CAE软件会根据所选择的分析方法和参数，对模型进行计算，并生成分析结果。
等待计算完成需要一定的时间，具体时间取决于模型的大小和复杂度。
计算完成后，对分析结果进行后处理。
将分析结果可视化，如应力云图、位移图等，以便更直观地了解模型的性能。
同时，还可以提取各种参数用于评估模型的性能。
最后，对分析结果进行评估和优化。
根据分析结果，评估模型的性能是否符合要求。
如果不符合要求，可以通过调整设计或者材料来进行优化。
综上所述，CAE分析是一种非常有用的工程工具，可以帮助工程师进行产品设计和优化。
通过选择合适的软件、准备模型、定义边界条件、选择适当的分析方法、进行计算和后处理，工程师可以得到准确的分析结果，并根据结果进行相应的优化。
座椅头枕强度要求和试验方法一、头枕强度头枕强度是指头枕在承受一定负荷时，不发生损坏或变形的能力。
头枕强度要求包括静态强度和动态强度两个方面。
静态强度静态强度是指头枕在静止状态下承受一定负荷而不发生损坏或变形的能力。
静态强度测试方法如下：（1）将头枕固定在测试设备上；（2）在头枕表面施加一定的负荷，持续一段时间；（3）观察头枕是否有损坏或变形现象。
动态强度动态强度是指头枕在动态状态下承受一定冲击负荷的能力。
动态强度测试方法如下：（1）将头枕安装在实际座椅上；（2）利用冲击试验机对头枕进行冲击试验；（3）观察头枕是否有损坏或变形现象。
二、头枕刚度头枕刚度是指头枕在受到一定负荷时，发生的变形量与负荷之间的关系。
头枕刚度要求包括静态刚度和动态刚度两个方面。
静态刚度静态刚度是指头枕在静止状态下受到一定负荷时发生的变形量与负荷之间的关系。
静态刚度测试方法如下：（1）将头枕固定在测试设备上；（2）在头枕表面施加一定的负荷，记录变形量；（3）计算变形量与负荷之间的关系。
动态刚度动态刚度是指头枕在动态状态下受到一定冲击负荷时发生的变形量与负荷之间的关系。
动态刚度测试方法如下：（1）将头枕安装在实际座椅上；（2）利用冲击试验机对头枕进行冲击试验，记录变形量；（3）计算变形量与冲击负荷之间的关系。
三、头枕稳定性头枕稳定性是指头枕在使用过程中保持固定位置的能力。
头枕稳定性要求包括静止状态下的稳定性和动态状态下的稳定性两个方面。
静止稳定性静止稳定性是指头枕在静止状态下保持固定位置的能力。
静止稳定性测试方法如下：（1）将头枕放置在测试设备上；（2）观察头枕是否能够在重力作用下保持固定位置。
2. 动态稳定性动态稳定性是指头枕在动态状态下保持固定位置的能力。
动态稳定性测试方法如下：（1）将头枕安装在实际座椅上；（2）利用振动试验机对座椅进行振动试验；（3）观察头枕是否能够在振动过程中保持固定位置。
四、头枕耐久性头枕耐久性是指头枕在使用过程中保持原有性能的能力。
CAE分析流程范文1.确定任务目标：首先需要明确CAE分析的目标是什么，是为了验证设计是否满足要求，还是为了改进和优化设计等。
2.获取CAD模型：在进行CAE分析之前，需要获取产品或结构的CAD 模型。
这个模型应该包含几何形状、边界条件和材料属性等基本信息。
3.建立有限元模型：使用CAE软件通过CAD模型建立有限元模型。
这个过程包括网格划分、选择适当的单元类型和节点等。
在建立模型时，需要考虑模型精度和计算效率的平衡。
4.分析设置：根据任务目标和要求，设置分析的类型和参数。
常见的分析类型包括静力学分析、动力学分析、热力学分析等。
还需要确定适当的边界条件、加载方式和材料模型等。
5.模型求解：使用数值解法求解建立的有限元模型，得到计算结果。
这个过程中，需要考虑求解器的选择和计算资源的配置。
6.结果评估：根据任务目标，对计算结果进行评估和分析。
这包括强度、刚度、振动、热分布等方面的评估。
需要与设计要求进行对比，判断设计是否合理或需要优化。
7.结果后处理和可视化：对计算结果进行后处理和可视化。
可以利用CAE软件进行结果的处理和分析，生成报告和图表等。
8.结果验证和校核：进行结果的验证和校核，与实验数据进行对比，判断计算结果的准确性和可靠性。
9.优化设计：如果计算结果不符合要求，需要进行优化设计。
可以通过参数优化、拓扑优化等方法实现。
然后重新进行分析和评估。
10.结果应用：将优化的设计方案应用于实际生产中。
可以将优化方案与原始设计进行比较，评估改进效果和性能提升程度。
总结起来，CAE分析流程包括确定任务目标、获取CAD模型、建立有限元模型、分析设置、模型求解、结果评估、结果后处理和可视化、结果验证和校核、优化设计、结果应用等步骤。
通过这样一系列的分析和优化过程，可以有效地提高产品和结构的设计质量和性能。
E-NCAP新规：独家深度解析乘员头颈保护【图1】E-NCAP认为挥鞭伤是可预防伤害E-NCAP 2月新规综合首测，雪铁龙C3毕加索只得了0.3分，在去年底单项测验中更是爆出中国车友熟悉的大发特锐、标致308CC抱得鸭蛋零分，其他车型的首考也好不到那去，八成需改进的试验结果让车企大跌眼睛。
先让我们回过神儿来，由che168为你讲述这个事关我们每个有车人士安全评价新规程的前世今生和有价资讯。
本文涉及到安全碰撞评价结果的车型高达255个。
目录索引：一、颈保持续探索，欧洲新规推出二、颈部保护大考，挂科比例惊人三、主流技术全析，前瞻技术辨析延伸阅读：后部碰撞事故，颈部为何易伤延伸阅读：保护头颈攻略【图2】E-NCAP碰撞测试中得分较低的几个车型分数构成一、颈保持续探索，欧洲新规推出为有效降低乘车出行的颈椎受伤危险，避免不必要的身心损伤和经济损失，世界各大厂商积极开发各类具有颈椎防护功能的座椅和头枕。
各项研究表明，这类装置虽然不能完全避免颈部挥鞭伤的发生，但是总体上还是行之有效的。
具体研究结果可见下表：早在1995年，美国公路安全保险协会（IIHS）就曾做过这方面探索测评，结果很不理想，几乎全军覆没，当时的头颈保护系统只能对中等身材乘员提供有限的保护，而对高个子乘员的保护望尘莫及，也正是这份差强人意的报告，促使各国厂商加紧开发具有适用更广泛身材特征的颈部保护系统。
2007年IIHS的75款畅销车型实测成绩有所改观，已经有22款取得较好的评价，但其余的53款还不能达到相关要求。
Rear Impact (Whiplash)，即E-NCAP的后部碰撞颈部挥鞭效应测试，也在实践的摸索中渐成规范。
E-NCAP在这方面的探索，主要是由其成员单位之一的英国保险业非营利团体Thatcham研究所推动的，该所从1999年着手研究，2002年建立起静态头枕评测规程。
Thatcham设定在16km/h的速度（后撞实际上相当于同向行驶的速度差）条件下，模拟车辆后撞即时的头、颈部瞬间运动状态，从而评估不同车型的座椅和头枕配置对头颈部的防护效果。
