汽车座椅骨架轻量化及被动安全研究
白洁
摘 要:随着人们生活水平的提高，汽车在人们的生活中越来越普及，而人们对于汽车的耗油情况和安全性能也日益关注。通过研究表明，实现汽车轻量化，能够有效降低汽车的耗油。在汽车当中，汽车座椅作为基本的配件之一，它不但能够提供舒适的乘坐性，同时还能够在发生事故的时候给予一定的安全保护。因此，汽车座椅骨架的轻量化和安全性就显得十分重要。本文基于以上观点，对汽车座椅骨架的轻量化设计和被动安全性能进行了系统的研究。
关键词:汽车座椅骨架;轻量化;被动安全研究
前言:在汽车当中，汽车座椅是必不可少的重要部件之一，能够为驾驶员提供稳定的支撑和良好的视野，从而安全的驾驶和操作汽车。好的汽车座椅不但能够降低驾驶员和乘客的疲劳程度，同时一旦发生以外交通事故，汽车座椅还具有一定的安全保护作用。在当前社会中，随着汽车保有量的不断上升，汽车座椅的安全性能显得越来越重要，对乘坐汽车的安全性和舒适性影响有着很大的影响。在当前汽车座椅的发展中，已经融合了材料科学、控制工程、机械振动、人机工程学等多种学科。
一、汽车座椅骨架轻量化设计
(一)座椅骨架轻量化
在当前的生产设计当中，对汽车进行轻量化处理的主要方式有采用低密度材料、改进零件成形和连接
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
、优化零件形貌、减小车身尺寸、优化车身空间拓扑结构等方式。针对这些处理方法，在汽车座椅骨架轻量化设计的过程中，主要可以采取拓扑优化、形貌优化、形状优化、尺寸优化等方式。其中，
拓扑优化是在可设计座椅的空间当中，结合制造约束条件、性能、设计目标等，对最佳的座椅骨架零件材料布局进行确定。形貌优化是在重量不增加的情况下，对压延筋的数量、唯一、形状进行确定，对结构钢独特性进行改变。形状优化主要是对零件的位置、形状等进行优化。尺寸优化则是改变座椅骨架零件的结合尺寸、材料参数等，寻找最优组合。
(二)座椅骨架轻量化的强度验证
在座椅骨架轻量化设计的过程中，修正和圆整了其优化尺寸，因此在其优化尺寸与轻量化尺寸之间，具有一定的差异。所以，需要进一步
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
和计算汽车座椅，从而确保座椅骨架能够符合国家
规定
关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定
的
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
强度。以轻量化的尺寸为基础，对座椅进行修改，然后利用约束和加载的方式，对座椅进行处理。在20倍重力的条件下，对座椅的应力和位移情况进行分析[1]。通过对分析结果的对比，发现轻量化之后座椅的最大位移点并没有改变位置，仍然处在座椅靠背上框的位置，测的最大位移值为2.38mm。在座椅左前撑脚和左侧护板连接的位置，产生了座椅骨架的最大应力，具体数值为254.3MPa。根据对比可知，轻量化后的座椅各方面强度均符合国家标准。
(三)座椅骨架轻量化的结果
通过对目标的合理制定，对优化工况、优化尺寸、优化标量等方面进行了严格的控制，轻量化之后的座椅骨架能够轻易的承受20倍重力的条件，同时具有更加均匀的应力分布。通过比较轻量化的座椅和原始座椅能够发现，在同样的20被重力条件下，轻量化座椅最大位移增加了0.14mm，涨幅6.25%。而最大应力减少了10.6MPa，降幅4.00%。由此可以看出，相比于传统的座椅，轻量化的座椅骨架明显具有更高的安全性能。虽然在轻量化处理之后，座椅的刚度降低、位移增加，但是座椅的重量比原来下降了19.4%，效果还是十分明显的[2]。
二、汽车座椅被动安全性能的研究
(一)座椅靠背对被动安全性的影响
根据相关研究发现，如果发生追尾的交通事故，汽车座椅的靠背将会起到很大的保护作用。因此，当前在对座椅靠背进行设计的过程中，对追尾保护给予了高度重视，产生了刚性靠背和柔性靠背两种设计理念。其中，刚性靠背在高强度的汽车碰撞当中，能够有效降低头部对于胸部的相对运动。不过在低强度的汽车碰撞当中，乘客身体会沿着靠背上滑，同时会受到靠背的会弹，这样可能会对乘客造成额外的伤害。而柔性吸能靠背则正好相反，在强度较低的碰撞中，能够对乘客起到较好的保护效果。但是在高强度的碰撞当中，也无法有效的保护乘客的安全。
(二)座椅骨架轻量化多动态强度的影响
通过相关的对比试验研究，能够发现，轻量化的座椅和原始的座椅强度都能够达到国家规定的标准，不会发生失效的现象。在不同情况下，零件的最大应力都没有超出材料的极限强度。在相同情况下，两种座椅的应力部位与分布基本相同。而在被动安全方面，虽然轻量化的座椅强度有所降低，但是并不会对其整体的安全性产生影响[3]。二者之间最大应力仅相差1.3%。不过，由于轻量化座椅的刚度下降，在碰撞吸能方面，具有更大的优势。由此可以看出，轻量化的座椅骨架在动态强度方面与原始座椅基本一致，但在撞击吸能方面，却具有十分明显的优势，因此在汽车碰撞过程中，能够带给乘客更好的保护，从而具有更大的被动安全性能。
结论:作为汽车当中必不可少的一项重要部件，汽车座椅不但具有舒适性的
要求
对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗
，同时也具有被动安全性的要求。为了能够有达到节能减排的目的，对汽车骨架进行轻量化处理。而与此同时，也能够保证轻量化之后的汽车座椅具有更为优良的被动安全性。因此，汽车座椅骨架轻量化对于汽车座椅的发展来说，具有十分巨大的推动作用。
白洁
浙公网安备 33021202002483