汽车座椅强度仿真分析及优化

10.16638/ki.1671-7988.2020.02.033基于仿真分析的汽车座椅鞭打性能研究和优化陆超（无锡开放大学，江苏无锡214011）摘要：针对某款轻型客车的手动八向主驾座椅的座椅鞭打试验结果进行改进，通过各个零件的材质替换和结构改进，成功提升了伤害考核指标中的评分，文章着重对仿真分析结果进行分析比较，对不合理的结构进行优化设计，取得明显的改善效果，为整车的被动安全性能提供了足够的支撑。

关键词：鞭打试验；汽车座椅；损伤分析中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)02-102-04Research and optimization of whiplash performance of car seat basedon Simulation AnalysisLu Chao( Open University of Wuxi, Jiangsu Wuxi 214011 )Abstract: Aiming at the improvement of the seat whip test results of the manual eight way driver seat of a light bus, through the material replacement and structural improvement of various parts, the scores in the injury assessment indexes have been successfully improved. This paper focuses on the analysis and comparison of the simulation analysis results, optimizes the unreasonable structure design, and achieves obvious improvement effect, which is the passive safety performance of the whole vehicle Provide adequate support.Keywords: Whipping test; Car seat; Damage analysisCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)02-102-04前言随着经济的发展，汽车逐渐融入人们的日常生活中，交通追尾事故也时有发生，被碰撞车辆的车内乘员在碰撞加速度与头部惯性力的共同作用下，颈部会产生一个像被鞭子抽的动作。

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。

基于LS-DYNA的儿童座椅ISOFIX分析研究随着汽车行业的发展，越来越多的家庭选择自驾游玩，儿童乘车安全问题开始引起人们的关注。

儿童座椅是保障儿童乘车安全的重要设备，其中ISOFIX儿童座椅因其结构简单、安装方便等优点，逐渐得到市场认可。

本文基于LS-DYNA软件，对ISOFIX儿童座椅进行了分析研究，为儿童车座椅的改进提供技术支持。

ISOFIX儿童座椅的设计主要考虑了三个方面：座椅与汽车座椅的连接、座椅本身的稳定性、以及对儿童身体的保护。

其中，连接是关键，其主要为四点联结模式，分别位于儿童座椅的底部和顶部。

为确保ISOFIX儿童座椅的连接强度和稳定性，本文进行了动力学仿真分析。

首先，将ISOFIX儿童座椅和汽车座椅建立起物理模型。

通过引入初始几何、边界条件、材料参数等条件，建立数字化模型。

然后，应用LS-DYNA软件进行动力学仿真计算。

仿真过程中应考虑多种因素，如时域、空间域等。

通过计算建立在正常行驶情况下的ISOFIX儿童座椅连接强度及动态稳定性。

在仿真分析中，根据儿童座椅的尺寸和结构特性，建立不同的仿真载荷场景。

这些载荷场景包括静负载和动负载，如急刹车、侧向翻滚等情况。

仿真分析的结果表明，ISOFIX儿童座椅的连接强度和稳定性都很好。

即使在最为严峻的情况下，连接件也不会发生破坏或滑动，能够保障儿童的乘车安全。

此外，仿真分析还揭示了ISOFIX儿童座椅的进一步优化空间。

例如，在设计时可以考虑增加座舱侧面的支撑，以保护儿童头颈部分。

还可以在座椅内部增加减震材料，以更好地缓解碰撞产生的冲击力。

这些优化措施，将有效提高ISOFIX儿童座椅的安全性和舒适性，更好地满足市场需求。

综上所述，ISOFIX儿童座椅的设计和优化离不开动力学仿真分析。

基于LS-DYNA软件的仿真分析，有助于我们全面了解儿童座椅的连接强度、稳定性和儿童身体保护能力，并为座椅的设计和改进提供技术支持。

未来，随着汽车行业技术的发展，ISOFIX儿童座椅仍会得到进一步的优化和改进，以提高儿童乘车安全性和舒适性。

14510.16638/ki.1671-7988.2020.01.043乘用车座椅ISOFIX 儿童固定点强度分析霍成鹏1，贝拥2，朱峰1，黄海峰2（1.华晨汽车工程研究院，辽宁 沈阳 110141；2.沈阳金杯安道拓汽车部件有限公司，辽宁 沈阳 110179） 摘 要：文章针对汽车三人座椅的ISOFIX 的设计，满足国家强制法规要求，通过FEA 对不同工况的ISOFIX 固定点的强度分析，分析计算结果，得出ISOFIX 设计满足设计要求，X 点位移量均小于125mm ，该设计具有良好的被动安全性。

关键词：ISOFIX ；座椅强度；优化设计中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)01-145-03Simulation Analysis of ISOFIX Anchorage Strength of Passenger CarHuo Chengpeng 1, Bei Yong 2, Zhu Feng 1, Huang Haifeng 2（1.Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141; 2.Shenyang Jinbei Adient Automotive Components Co., Ltd., Liaoning Shenyang 110179）Abstract: The paper to vehicle seat ISOFIX design. Must correspond the mandatory rule of natonal law. Based on FEA to defferent ISOFIX condition anchorage strength analysis. Analysis calculation result is the ISOFIX design meet the design requirements, displacement of X-point is less than 125 mm. The design has better passive safety. Keywords: ISOFIX; Seat Strength; Optimal DesignCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)01-145-03前言近年来，对座椅法规的要求越来越严格，据统计，2012 年全国道路交通事故219521 起，254075 人受伤，65225 人死亡，其中包括1.85 多万名14 岁以下儿童死亡，死亡率为美国的2.6 倍，欧洲的2.5 倍[1]。

汽车座椅的强度仿真分析与研究叶芳; 徐中明; 翟喜成【期刊名称】《《机电工程》》【年(卷),期】2019(036)011【总页数】6页(P1188-1193)【关键词】汽车座椅; 有限元方法; 静强度; 疲劳强度; 仿真【作者】叶芳; 徐中明; 翟喜成【作者单位】重庆工商职业学院智能制造与汽车学院重庆400052; 重庆大学机械工程学院重庆400030; 重庆市育才职业教育中心重庆401520【正文语种】中文【中图分类】TH114; U4830 引言汽车在路面上行驶，承受着复杂的载荷并产生车体的随机振动。

传递到座椅上的随机振动是座椅骨架疲劳破坏的主要原因；另一方面，汽车座椅在起步、紧急制动、碰撞等工况下承受着很大的冲击载荷，尤其是发生碰撞时，作用在座椅上冲击力非常大，很可能造成座椅骨架损毁，并对驾乘人员造成伤害。

因此，汽车座椅必须有足够的强度。

在进行座椅强度设计时，必须对其进行强度计算。

目前，汽车座椅产品的设计多以模仿为主，存在结构不合理等缺点，从而导致座椅可靠性和乘坐舒适性较差等问题。

采用有限元仿真技术，对座椅进行静强度、疲劳强度分析，可以减少开发过程中设计、试验、分析、研究时间[1-2]。

本文将根据有限元理论，采用虚拟仿真技术，应用Hypermesh、Ls-dany、MSC.Nastran、Abaqus、MAC.Fatigue等多种CAE分析软件，对某轿车座椅的静强度、疲劳强度进行分析。

1 汽车座椅有限元模型建立以某款两厢轿车所配备的主驾驶座椅为研究对象，其骨架主要由靠背、座盆支架、座盆、头枕、调角器、滑轨等焊接而成。

座椅总成的重量为20.89 kg，其中，座垫软垫重量为1.48 kg，靠背软垫重量为1.78 kg，座椅骨架重量为16.38 kg，头枕重量为0.78 kg。

首先本研究采用三坐标激光测量仪器获得物体表面的三维坐标和色彩信息，得到一个离散点的集合(点云)，经扫描共获得859 658个点。

汽车座椅电机的低频NVH性能分析与优化武新新1 孟娜2发布时间：2023-06-23T10:04:06.880Z 来源：《中国科技信息》2023年7期作者：武新新1 孟娜2 [导读] 本文研究了汽车座椅电机的低频NVH（噪声、振动和刺激）性能分析与优化方法。

在低频NVH问题分析的基础上，结合结构优化、控制策略优化、材料选择与设计优化以及整体系统优化方法，旨在改善座椅电机的低频NVH性能，提高乘坐舒适性。

通过实验测试和仿真分析，验证了所提出的方法的有效性。

研究结果表明，优化座椅电机的结构、控制策略和材料选择，以及考虑整体系统的相互作用，可以显著降低座椅电机的振动和噪声水平，提升乘坐体验。

1身份证号：12022519880729XXXX2身份证号：12022519891010XXXX 摘要：本文研究了汽车座椅电机的低频NVH（噪声、振动和刺激）性能分析与优化方法。

在低频NVH问题分析的基础上，结合结构优化、控制策略优化、材料选择与设计优化以及整体系统优化方法，旨在改善座椅电机的低频NVH性能，提高乘坐舒适性。

通过实验测试和仿真分析，验证了所提出的方法的有效性。

研究结果表明，优化座椅电机的结构、控制策略和材料选择，以及考虑整体系统的相互作用，可以显著降低座椅电机的振动和噪声水平，提升乘坐体验。

关键词：汽车座椅；电机；低频NVH；性能分析；优化座椅电机作为汽车座椅的重要组成部分，其低频NVH性能对乘坐舒适性和驾驶体验具有重要影响。

然而，由于结构、控制和材料等因素的限制，座椅电机在运行过程中常常面临振动和噪声问题。

因此，研究座椅电机的低频NVH性能分析与优化方法具有重要的理论和实际意义。

本文旨在通过综合运用结构优化、控制策略优化、材料选择与设计优化以及整体系统优化方法，提出一种综合性的座椅电机低频NVH性能优化方案。

1低频NVH性能分析方法1.1噪声、振动和刺激的测量与评估在汽车座椅电机的低频NVH性能分析中，准确测量和评估噪声、振动和刺激是至关重要的。

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。

汽车碰撞模拟仿真对车辆碰撞后座椅安全性评估与优化随着现代社会的发展，人们对汽车安全性的需求越来越高。

车辆碰撞事故时，乘坐者的安全是至关重要的。

座椅作为车辆内部的一个重要组成部分，承担着保护乘坐者的任务。

因此，对座椅的安全性评估与优化显得尤为重要。

本文将探讨汽车碰撞模拟仿真在座椅安全性评估与优化中的应用。

一、座椅在碰撞事故中的重要性座椅作为乘坐者与车辆之间的连接点，直接影响着乘坐者在碰撞事故中的安全性。

它不仅要能够提供舒适性，还需要具备足够的强度和刚度，以承受碰撞时产生的巨大冲击力，并将乘坐者有效地固定在座椅上，从而减少身体受伤的可能性。

二、汽车碰撞模拟仿真在座椅安全性评估中的应用汽车碰撞模拟仿真技术是一种基于计算机模拟的方法，通过数学建模和仿真计算，模拟真实碰撞事故中的各种力学响应和变形情况。

它可以快速准确地评估座椅在碰撞事故中的表现，并为优化设计提供指导。

1. 座椅建模在汽车碰撞模拟仿真中，首先需要对座椅进行准确的建模。

通过利用计算机辅助设计软件，将座椅的几何形状、材料属性等信息输入进去，生成座椅的三维模型。

2. 材料模型座椅的材料模型是汽车碰撞模拟的重要组成部分。

不同的座椅材料具有不同的物理性质，如弹性模量、屈服强度等。

通过合理选择和建立材料模型，可以准确地模拟座椅在碰撞过程中的力学响应。

3. 碰撞模式根据实际情况，可以选择不同的碰撞模式来模拟碰撞事故，如正面碰撞、侧面碰撞等。

通过设置合适的碰撞参数，可以模拟出不同碰撞情况下座椅的动态响应。

4. 力学响应评估在碰撞模拟中，可以对座椅在碰撞过程中的力学响应进行详细评估。

例如，座椅的变形程度、受力分布、应力应变情况等。

通过分析这些数据，可以判断座椅在碰撞事故中的安全性能，并对座椅设计进行优化。

三、座椅安全性优化策略基于汽车碰撞模拟仿真的评估结果，可以得出一些座椅安全性优化的策略。

以下是一些常见的优化策略：1. 材料升级根据模拟结果，评估当前座椅材料的性能是否满足需求。

冲压排样设计工艺主要由冲孔、切边、成型、翻边、分割等多道工序组成，为确保零件的精度能够符合检具的要求，需对汽车座椅配件进行前期工艺设计规划,运用CAE分析来模拟零件的动态走料趋势，可以提前发现零件是否存在起皱、变薄、开裂等缺陷现象发生.合理的进行前期工艺设计规划与CAE分析即可提高零件的质量又可以减少后期制作时因工艺缺陷造成的成本浪费。

1 CAE技术概述随着人们对CAE技术研究的不断深入，该项技术变得更加成熟，其已经成为了支持工业和制造行业的一项信息化主导技术，其在提高产品设计质量、制造质量，降低产品开发成本，缩短产品设计与开发制造周期等多个方面都发挥着关键作用，成为了产品创新期间的一项支撑技术。

CAE技术出现已经有数十年之久，但是，从现阶段的情况来看，针对CAE软件提供商，以及CAE技术用户企业来说，仍然面临着一些问题需要解决，最常见的问题就是的软件应用复杂，实践经验不足等，这都会对CAE技术的应用造成一定不良影响。

从目前情况来看CAE技术主要包括了内容有以下几个方面：(1)有限元法的核心对象是零件级，主要包括强度和刚度情况的分析，以及热场和分线性的计算等多项内容。

(2)仿真技术主要包括的内容有流场、虚拟样机以及电磁场计算等，每一项内容都会对技术的应用造成影响，因此，相关工作人员要提高对各项内容的重视。

(3)优化设计的关键对象是结构参数。

2 CAE技术应用的优势（1）增加设计功能，通过对设计的应用，完成相应计算，对计算结果进行应用，保证最终设计的产品能够满足应用需求，降低设计成本。

（2）缩短设计周期，以及循环周期，能够快速完成设计工作。

（3）CAE分析能够充当“虚拟机”的作用，这取代了传统设计作业开展期间，资源量搭的物理样机检验设计过程，虚拟样机在应用期间起到的核心作用就是对产品的整个生命周期进行预测，确保设计的产品在整个生周期的安全性和可靠性[3]。

（4）通过优化设计，可以精准的找出设计产品的最佳方案，通过合理的设计，能够减少各种材料的消耗量，同时，也可以也能够降低的制造成本。

基于有限元的汽车座椅刚度优化分析耿动梁;战楠;卜晓兵;李向荣【摘要】根据国家标准和行业标准对汽车座椅骨架结构的刚度要求,对某款汽车前排座椅进行刚度分析.分析结果表明:座椅骨架结构的初始设计基本能够满足一部分标准工况对座椅的刚度要求,但在模拟前方碰撞和后方碰撞工况中,座椅骨架结构一些零件变形过大或者具有一定的屈服失效风险,需要针对这些问题进行结构仿真优化.加强座椅骨架该位置的局部刚度,重新进行有风险工况的CAE分析.分析结果表明:在满足国标及行业标准的前提下,结构风险得到了有效的控制.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】5页(P10-14)【关键词】座椅骨架;刚度;优化分析【作者】耿动梁;战楠;卜晓兵;李向荣【作者单位】中国汽车技术研究中心有限公司,天津300300;中国汽车技术研究中心有限公司,天津300300;中国汽车技术研究中心有限公司,天津300300;中国汽车技术研究中心有限公司,天津300300【正文语种】中文【中图分类】U463.83+60 引言汽车座椅作为联系车上人员与车身最直接的组件，对乘员的安全、舒适度和驾驶体验起着至关重要的作用。

其中保证驾驶员和车上乘员的安全是座椅最基本也是最重要的作用。

良好的座椅性能同时很好地配合气囊能够对人员安全起到比较理想的保护。

在能够保证人员安全的前提下，舒适性和良好的驾驶体验等因素才具有意义。

国内与国外对座椅的研发深入程度有较大的差距，国外较早开展座椅研发，其中欧美、日本等一些较早展开座椅研发的国家已经相继出台自己的座椅标准。

通过这些标准很好地提升本国座椅的整体质量。

我国座椅的自主研发起步较晚，同时针对座椅的研发标准的制定也相对较晚。

我国当下关于座椅的强制性标准大多参考欧洲国家的一些座椅标准，经过修改形成了符合我国人员安全状况的国家标准。

早些年座椅的研发过程，多数是根据工程师的经验，形成初版的座椅产品，然后通过试验，对座椅是否符合标准进行验证。

144AUTO TIMEAUTO PARTS | 汽车零部件某车型驾驶员座椅鞭打试验性能研究及改进1　引言在追尾事故中，被碰撞车辆的驾驶员、乘员在碰撞加速度与头部惯性力的共同作用下，颈部会产生一个像鞭子猛抽的动作称为鞭打伤害，追尾事故会给乘员颈部的骨骼或软组织造成严重的损伤[1]。

通过优化座椅设计减轻鞭打效应对人体的伤害成为各大汽车厂重点研究的内容。

本文根据C-NCAP 鞭打试验要求，对某款乘用车的驾驶员座椅运用有限元方法建立鞭打模型，针对鞭打试验分数较低，采用有限元进行仿真分析，提出增加靠背刚性、增加头枕骨架强度以及增加假人靠背穿透量等座椅改进方案，并对改进后的座椅再次进行仿真分析及实物试验验证，得到了有利于减小鞭打伤害的方法。

2　鞭打试验评估方法《C-NCAP 管理规则（2021年版）》[2]已经实施，C-NCAP 鞭打试验评价通过7项伤害指标分组加和并扣除3项罚分项形成总体得分，驾驶员座椅的总体得分的最高分是5分，最低分是0分且所有的得分均保留到小数点后三位。

7项伤害指标分别设置低性能限值和高性能限值，分别得分为0和满分，处于高、低性能限值之间的测试值按线性插值方法计算得分。

7项伤害指标分为三组，第一组为满分为2分的颈部伤害指数NIC；第二组为满分为1.5分的上颈部剪切力F x 、上颈部拉力F z 和上颈部扭矩M y ；第三组为满分为1.5分的下颈部剪切力F x 、下颈部拉力F z 和下颈部扭矩M y ，其中第二组和第三组选取每组最低分为该组得分。

3项罚分项分别是座椅靠背最大动态张角大于等于25.5°时扣2分；头枕干涉头部时扣2分；座椅滑轨动态位移大于20mm 时扣5分。

2021版鞭打试验总体评价指标及评分原则如表1所示。

3　鞭打试验模型的建立在有限元前处理软件HyperMesh 中将座椅中不同组件划分成不同的网格单元，设李海　赵座航　聂仁态　李雪晴上汽通用五菱汽车股份有限公司　广西柳州市　545007摘 要： 针对某车型驾驶员座椅在2021版鞭打试验中得分较低的问题，通过仿真分析影响座椅鞭打试验的因素，改进对鞭打试验分值影响较大的靠背刚度、头枕位置及其结构、靠背结构等参数，改善碰撞过程中座椅靠背和头枕骤然后倾的问题，减少了假人颈部伤害指数，提高鞭打试验得分。

汽车座椅骨架的分析和改进设计当今，汽车的数量与日俱增。

特别是小轿车的增长。

与此同时，安全和舒适在人内心被看得愈发深重。

人坐在汽车里面是与座椅直接接触的，所以人们开始重视它的安全性和舒适性，这是汽车座椅研究的主要方向。

在查阅相关的论文后，简要明白了座椅骨架的设计原则和现在的研究情况。

在论文的初期工作就是画出骨架的UG三维模型，再而使用hypermesh软件来做有限元的后期分析。

参考国标对于座椅骨架的靠背和总成的强度测试标准，利用hypermesh软件对某轿车座椅骨架的靠背和总成进行仿真分析。

对仿真分析的结果进行分析，对骨架结构做优化和改进。

标签：汽车座椅;有限元法;静强度;结构优化1 本课题的研究内容本论文需要先准备好骨架的三维模型。

本文使用UG这个软件来画座椅骨架的三维模型。

在画三维模型前，需要查阅资料来明白座椅骨架的结构特点，工作过程，以及设计要求。

最后的工作就是把三维模型做一个有限元模拟仿真分析，使用hypermesh这个软件来做。

然后以分析得到的结果为基础来优化改进我的骨架模型。

2 座椅骨架的结构及三维处理在做分析之前，本论文需要设置出座椅骨架的有限元模型，设置好了模型后才能够对座椅骨架的做强度计算。

本文根据某一个品牌的汽车座椅骨架CAD模型作一些适当的删减，把复杂的三维模型中一些对于骨架的强度分析不相关或者不怎么相关的细节去除掉，在简化完成后就可以使用hypermesh软件做前处理了。

3 座椅骨架前处理骨架的分析原本按照法则有很多，然则顾忌到知识储备量和时间的关系，本论文只对骨架的静强度做分析。

为了完成骨架静强度分析的工作。

除了前期一些基本理论的学习和三维模型的绘制。

最重要的工作就是画出契合论文整体要求的有限元模型。

具体做法如下：（1）明确有限元单元类型。

（2）划分网格和连接。

（3）定义材料。

（4）加载。

（5）约束。

（6）编辑属性卡及赋予属性。

4 骨架靠背仿真校核根据我国GB15083-1994的规定。

汽车前排座椅鞭打实验仿真分析及优化于跃1，袁哲1，赵民1，王宇2（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）来稿日期：2020-01-05基金项目：住房和城乡建设部项目（2016-K8-12）作者简介：于跃，（1993-），男，辽宁阜新人，硕士研究生，主要研究方向：汽车结构设计及安全；赵民，（1958-），男，辽宁沈阳人，博士研究生，教授，主要研究方向：机械设计及自动化1引言挥鞭伤是由于汽车后部受到撞击后靠背带动躯干前移而头部滞后产生速度差所引起的[1]，挥鞭伤虽不致命，但也极大的危害了人体颈部安全，所以各国研究者一直致力于研究具有出色抗鞭打能力的座椅结构方案，目前在符合座椅结构强度标准前提下，提高座椅抗鞭打能力主要从两个方向出发，一方面文献[2]通过保证结构强度的同时改变结构设计参数，文献[3]利用仿真软件模拟碰撞，得到碰撞数据，经分析提出改进方案。

另一方面如文献[4]是改用主动式头枕机构，主动贴附头部避免颈部受到强大的扭矩。

改变机构设计参数这种方法提高了效率同时也节约成本，但座椅抗鞭打能力是多个因素相互影响制约的，缺少一个科学的多目标优化方法可能会使优化程度难以达到最佳，文献[5]将座椅需要优化的因素建成数学模型利用神经网络和遗传算法进行多目标优化，此方法需要大量的模型数据，计算量巨大效果欠佳。

主动式头枕机构同样存在弊端，纯机械结构的主动式头枕响应效果差，机电结构的主动式头枕可靠性差，造价成本高，难以在普通汽车中普及。

因此非主动式座椅效果好，应用范围广，与此同时寻找科学的参数寻优方法也是必要的。

同样利用模拟仿真方法，在提出改进方案时拟定多个因素、多阶水平，利用正交试验方法综合选取最优参数，较以往方法而言优化方法简单可行，优化过程方向明确，优化程度更高。

2目标座椅抗鞭打性能分析2.1有限元模型的建立选取某汽车厂的F517款驾驶员座椅模型，利用汽车座椅仿真建模软件Hypermesh 对主驾座椅数据进行建模，为提高碰撞仿真精度，选用四边形和三角形混合单元，三角形单元数量控制在5%内，单元尺寸控制在（5~8）mm ，网格长宽比不大于5：1，雅可比不超过0.65，翘曲小于15，并且设定部件材料及厚度，因所有预摘要：随着汽车安全领域的发展，针对汽车碰撞情况的减伤以及预警措施的研究已经有了很大的进步。

基于CAE仿真技术的汽车座椅设计与分析随着现代汽车工业的快速发展，汽车座椅的设计变得越来越复杂，需要考虑的因素也越来越多。

从顾客的舒适性到安全性，从质量到成本效益，这些因素必须在设计和生产过程中得到充分的考虑。

而在这个过程中，基于计算机辅助工程（CAE）仿真技术的应用越来越受到人们的关注，成为了优化汽车座椅设计和提高座椅性能的重要工具。

第一部分：汽车座椅设计的重要性汽车座椅对于驾驶员和乘客的舒适和安全都非常重要。

座椅不仅需要舒适，而且需要为用户提供良好的支撑感和头部、颈部和腰部的支撑，从而帮助他们在长时间的驾驶或乘坐过程中保持姿势的正确性。

此外，汽车座椅还必须满足一些安全性要求，如碰撞测试等。

同时，设计还应考虑成本效益，以确保在生产过程中能够批量生产。

第二部分：CAE仿真技术在汽车座椅设计中的应用CAE仿真技术是通过计算机辅助设计软件对汽车座椅的结构、材料、质量等因素进行模拟分析的技术。

CAE可以使用有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）、多物理场仿真等多种方法对座椅的性能进行评估，从而帮助设计师更好地理解设计的影响因素，并优化设计。

CAE可以对各种座椅模型进行动态、静态和疲劳分析，以确保在行驶中安全和舒适。

些分析包括材料特性、座椅结构和几何形状，以及规定的力和振动的影响。

CAE分析甚至也包括了不同座椅制造的多项技术比较，以吸取其他制造方案的长处，减小缺陷。

第三部分：CAE仿真技术在汽车座椅设计中的优势CAE仿真技术在汽车座椅设计中的优势非常明显。

首先，通过CAE，设计师可以利用实时数据进行准确预测，避免在生产过程中出现问题。

其次，CAE可以更快地实现汽车座椅的设计和开发，进一步加快了座椅新产品的推出速度。

除此之外，CAE还可以在新产品开发过程中提高设计质量、优化各种参数，减少制造成本，这些都是传统实验、测试的手段所达不到的效果。

总结：在汽车座椅的设计和生产过程中，基于CAE仿真技术的应用将成为汽车制造业不可或缺的工具。

10.16638/ki.1671-7988.2019.16.041乘用车座椅鞭打试验性能研究与改进符大兴1，刘华官1，李登云1，于国超2（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007；2.武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430070）摘要：针对某乘用车座椅在2018版C-NCAP鞭打试验中得分较低的问题，依据鞭打试验要求，在HyperMesh软件中建立座椅鞭打试验的仿真模型，利用LS-DYNA软件作为求解器，对仿真结果进行分析，确定改进的方向，对改进头枕强度与位置的座椅模型进行仿真验证。

结果表明，改进后的座椅鞭打试验得分明显提高，座椅的防鞭打试验性能得到有效的优化，对减轻车辆碰撞事故中乘员颈部伤害具有重要意义。

关键词：汽车座椅；鞭打试验；仿真分析；性能优化中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)16-110-05Research and improvement of passenger car seat whipping test performanceFu Daxing1, Liu Huaguan1, Li Dengyun1, Yu Guochao2( 1.SAIC GM Wuling Automobile Co. Ltd, Guangxi Liuzhou 545007;2.School of Automotive Engineering, Wuhan University of Technology, Hubei Wuhan 430070 )Abstract: In view of the low score of a passenger car seat in the 2018 C-NCAP whipping test, according to the whipping test requirements, the simulation model of the seat whipping test is established in the HyperMesh software, and the LS-DYNA software is used as the solver. The simulation results are analyzed to determine the direction of improvement, and the seat model for improving the strength and position of the headrest is simulated and verified. The results show that the improved seat whipping test score is significantly improved, the anti-whipping test performance of the seat is effectively optimized, and it is of great significance to reduce the neck injury of the occupant in the vehicle collision accident. Keywords: car seat; whipping test; simulation analysis; performance optimizationCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)16-110-05引言汽车追尾碰撞事故导致的挥鞭伤是一种常见的伤害[1]，追尾事故会给乘员颈部的骨骼或软组织造成严重的损伤[2]，这种损伤导致的并发症很多，严重时会对人体造成永久的伤害，给人们带来重大的健康和经济负担。