座椅研發的案例
理想座椅水銀事件現最新進展，佛吉亞：座椅研發生產各環節均不涉及汞
當日下午，事件相關車主在公開平臺更新狀態表示，在理想交付中心拆了主駕座椅同樣發現水銀。據他猜測，“理想汽車座椅有水銀，可能是批量的污染，比如來料海綿庫存，和運輸時和水銀產品混裝了，管理不善污染很常見了”。
理想汽車座椅水銀事件當事人微博截圖
理想汽車座椅水銀事件當事人微博截圖
針對這一推測，理想汽車作出回應，“問題車主在7月13日下午至7月19日期間將車輛開走。7月19日晚間，應車主要求在理想汽車維修中心進行主駕駛座椅檢測時發現主駕駛座椅也有水銀。”
理想汽車最新回應（圖片來源：理想汽車微博截圖）
而從現場看到的情況看，主、副駕駛座椅都有大量的液態水銀。問題車輛生產日期為2021年1月份。如果出現在生產環節，必須滿足兩個條件：1、座椅的生產環節需要大批量水銀浸泡；2、有專用的水銀浸泡設備。但經理想汽車調查后發現，以上情況完全不存在。
對于車主猜測，作為理想ONE的座椅供應商佛吉亞汽車座椅集團中國區于下午公開聲明表示，在經過對理想 ONE 座椅的研發設計、生產工廠以及相關零部件供應商的各個環節進行詳細調查，并由第三方實驗室對相關零部件進行嚴格測試，測試結果合格，符合國標規定（不含汞）。
展開 德國與奧地利公司聯合研發三維卷繞工藝制造碳纖維結構超輕量座椅
一個重量僅為10公斤的創新超輕型座椅近日正式向公眾展示。七家來自德國和奧地利的專業公司參與了這個創新項目的聯合研發。
該輕型座椅聯合項目為期七個月，CSI Entwicklungstechnik（德國巴登 - 符騰堡州）、Alba Tooling＆Engineering（德國薩爾茨堡）、汽車管理咨詢公司AMC（德國潘茨堡）與其他四個合作伙伴聯合完成了項目的可行性報告。據報道，項目研發囊括了最新技術及快速成型工藝方法。項目組稱研發成果將為未來汽車提供內部原型件。 https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/10008.html
座椅的輕量化主要由AMC設計的創新纖維復合材料卷繞工藝實現。這種工藝（xFK in 3D）以浸漬過樹脂的連續纖維為原材料，以精準纏繞的方式實現了對座椅受力情況的精準控制，同時不產生任何廢料。 https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/10001.html
CSI Entwicklungstechnik 利用該工藝優勢，進行了座椅結構設計，可完美契合超級跑車、運動轎車及未來空中出租車的設計需求。
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展開 可調節腰椎支撐座椅舒適性非人體測試方案
在汽車座椅研發領域，可調節腰椎支撐座椅的舒適性測試正面臨從人體主觀評價向客觀量化分析的轉型。傳統測試方案中人體對象的個體差異、測試重復性不足等問題，制約了座椅研發效率。北京沃華慧通測控技術有限公司的高精度機械臂與動態測試設備，為構建非人體參與的標準化測試體系提供了技術可能，通過仿真模型與機械模擬，可實現座椅舒適性的精準量化評估，推動行業測試標準的規范化發展。
二、慧通測控核心設備應用
（一）機械臂的仿真應用
H 點人體模型定位：利用慧通測控機械臂的亞毫米級定位精度，將 SAE 標準 H 點人體模型精準固定于座椅基準點，通過六軸聯動控制，模擬人體坐姿的前傾（±15°）、后仰（±20°）及左右側傾（±10°）等姿態，確保每次測試的姿態重復性誤差＜0.5°。
壓力載荷模擬：機械臂末端搭載 500N 量程的力傳感器，可按照人體工程學數據，向 H 點模型施加腰背部 60%-80% 體重的支撐反力，模擬不同體型用戶（50th-95th 百分位）的腰部壓力分布特征。
（二）測試設備的非人體化改造
壓力分布測試系統：將傳統人體接觸式傳感器升級為陣列式壓力板，在 1000mm×600mm 測試區域內集成 2000 個微型壓力傳感器，采樣頻率提升至 5000Hz，可實時捕捉腰椎支撐面的壓力云圖變化，分辨率達 0.1kPa。
動態力學測試平臺：構建三軸振動臺（X/Y/Z 軸 ±50mm 振幅，0-50Hz 頻率可調），配合機械臂的姿態控制，模擬車輛在 C 級路面（ISO 8608 標準）的顛簸工況，同步測量座椅腰部支撐的動態響應特性。
三、非人體化測試方案設計
（一）靜態舒適性測試
1.
展開 如何將汽車座椅舒適性測試技術應用到實際生產中？
例如，通過對多批次座椅壓力分布數據的對比，發現某一區域壓力集中的共性問題，反饋至研發部門，優化座椅的設計和生產工藝。同時，將測試數據共享給供應商，促使其改進原材料和零部件質量，實現產品質量的持續提升。
在追求極致駕乘體驗的時代浪潮中，北京沃華慧通測控技術有限公司自主研發的智能汽車檢測設備，融合生物力學分析與動態模擬技術，能精準捕捉座椅每個細節的性能表現；憑借專業的技術與豐富的經驗，能夠為汽車座椅舒適性測試提供優質解決方案。專業的技術團隊從方案設計到落地實施全程護航，讓復雜測試流程化繁為簡。選擇慧通測控，以可靠品質搶占市場先機，共同為消費者打造舒適與安全兼具的駕乘空間！
展開 
用戶作品賞析 | LS-DYNA和LS-OPT在汽車座椅設計中的應用
【Ansys Innovation大會論文及案例征集】 - Top12 優秀作品
【Ansys LS-DYNA用戶案例競賽】 - 獲獎作品
作品賞析（5）| LS-DYNA和LS-OPT在汽車座椅設計中的應用
內容簡介
應用LS-DYNA軟件，建立了完整的座椅仿真分析能力，包括準靜態工況，如保險帶錨定點強度、兒童座椅安裝點強度、頭枕靜強度等法規分析工況，動態工況，如行李箱撞擊、頭碰、帶假人高速前裝/后裝、鞭打分析等。同時還進一步應用LS-OPT軟件，用于建立產品性能魯棒性分析，獲得了良好的效果。
關于作者
王海華 | 延鋒安道拓座椅有限公司 CAE經理
畢業于上海交通大學，高級工程師。2004加入延鋒安道拓座椅有限公司（原延鋒江森座椅有限公司），從事座椅產品研發驗證工作。
獲獎作品一覽
展開 Altair-OptiStruct拓撲優化功能在兒童座椅金屬結構設計中的應用案例分析
摘要
本課題利用Altair-OptiStruct拓撲優化分析軟件對兒童座椅內部金屬結構件進行輕量化設計研究，優化后結構布局更合理且質量減輕30%，旨在探索了一種結構優化合理設計和省材減重的方法。
一、研究背景
兒童座椅在進行碰撞測試的法規試驗中，主要通過座椅內部的金屬結構件來承擔的沖擊力，從而保證整椅結構的完好性，達到保護乘員兒童的效果。在座椅的研發階段，結構工程師為了順利通過碰撞測試，往往對金屬件進行過剩設計，一方面，可能造成材料浪費、座椅過重；另一方面，可能由于結構過強、吸能效果差，導致兒童假人在沖擊過程中各項傷害值超標。為了解決這一問題，嘗試對某款產品的金屬結構件進行輕量化分析，希望能為結構工程師提供設計方向。
二、分析思路
通過分析該金屬結構件在座椅中的裝配關系以及法規要求下不同動態工況的受力狀態，碰撞主要考察座椅在不同安裝方向下的正碰、后碰和側碰工況。合理地設置約束與加載進行拓撲優化分析，再將優化后結構代入動態工況中進行校核驗證，強度滿足且假人傷害值達標即可。
三、方法步驟
本案例選取座椅底座上的金屬壓板件作為研究對象。首先厘清結構件與座椅其他件的連接、接觸關系以及碰撞過程中的受力狀態，再合理設置優化分析的邊界條件，具體步驟：1.兩側與isofix外殼焊接，將其下邊緣自由度完全約束；2.孔與底座螺柱連接，對washer單元僅釋放Z方向自由度，并對每個孔向下施加載荷500N模擬孔的拉力；3.翻邊面與其他金屬結構表面接觸，在此表面均勻施加200N的載荷。
展開 Autodesk Inventor技術在壓窩不銹鋼座椅設計中的應用
經過以上分析，課題組成員一致認為如果采用現有設計軟件來完成壓窩不銹鋼座椅設計有幾個問題有待解決。
沿用傳統的二維設計方法，已經越來越不適應目前研發新產品的要求。
1、項目組設計的產品體積稍大，包含的零件數量較多，裝配關系復雜，工程師往往需要多個視圖才能將設計意圖表達清楚。在對圖紙的處理過程當中，我們需要花費大量的時間繪制剖視圖、局部剖視圖。當圖紙某處想要修改，那么與之相關的視圖全部都要重新編輯。
2、二維軟件是不能靠參數驅動、而設計的過程又不是一蹴而就的，不同視圖和圖紙之間是不關聯的系統，在進行設計變更的時候，需要反復修改后才能確定最終的設計圖紙。總裝圖和零件圖之間缺乏關聯，修改的過程就變得麻煩，改完一個還要改另一個，這樣重復性的勞動容易使人疲倦，很有可能產生錯誤，極大的影響了產品研發和投放市場的速度。
3、座椅產品研發中存在零件的設計，工程師必須根據設計要求計算出零件的受力、變形的情況。這是一項費時費力的工作，期間要根據公式進行許多折彎處釋壓的計算，而且結果還不夠精確。并且在二維設計環境中無法準確計算出零件的受力、變形，只能用估算的方法，無法準確確認造成零件無法優化到合理的數值，產品的成本也就不是最優化的合理的數值，直接關系到整個產品的質量。
Inventor軟件界面的布局設置的很合理，把大多數命令都集成至工具面板，操作非常簡單。瀏覽器采用樹形結構，查看特征樹或裝配關系一目了然，使用起來很方便。
1、項目組采用至頂向下的設計方法不變，在部件環境創建基礎零件，根據設計意圖，基于裝配關系，逐步創建其余零部件。建模過程直觀地反映出工程師的設計思路，把人腦中的構思真實地再現。
展開 汽車前排座椅正面碰撞的仿真分析及優化
上述研究多只對座椅參數的單項影響因素進行分析，并未 考慮各因素間的相互影響，且假人模型多為剛體，計算精度沒有有限單元假人模型高。因此，采用有限元仿真技術，對前排座椅正面碰撞中假人模型的胸部傷害情況進行分析，通過 HyperView 后處理軟件對碰撞中座椅骨架形變及受力較大的零件進行分析，并對問題零件進行優化設計，從而得到減少假人傷害的座椅骨架最優設計方案。通過對優化前后仿真試驗的數據結果進行對比，發現假人模型的胸部傷害情況有了明顯的改善，為現代座椅設計和乘員保護提供了一種可行設計方案。
01座椅模型的建立與分析
座椅有限元模型的建立
以某企業正在研發的小型轎車前排座椅為數學模型，應用HyperMesh 前處理軟件劃分網格。為了提高座椅在碰撞仿真中的精度，模型的金屬殼體零件采用二維網格劃分，以四邊形和三角形作為網格單元，以 5mm 網格標準進行建模，網格的最小單元為2.5mm，翹曲度為 15，網格的長寬比不高于 5：6，雅克比最大值不超過 0.64 作為檢測基礎，并將三角形單元的數量控制在 5%以內。頭枕、靠背、坐墊等零件采用六面體單元建模。與假人接觸部 位的安全帶模型采用二維網格劃分，其余部位采用一維單元。螺栓應用RBE2 和BEAM 進行模擬，焊接則采用 Rigidbody 剛性焊接。模型共由 77674 個節點及76323個網格單元組成。
試驗所使用的是Hybrid III 50%假人模型，模型依據設計人員提供的 H 點坐標正確擺放在座椅上，以車身中的安全帶固定點建模安全帶，并依據假人的腳跟點坐標調整好假人的坐姿。
正面碰撞試驗邊界條件與載荷設置
在對座椅進行正面碰撞仿真試驗前，要對座椅的邊界條件與載荷進行設置。
展開 網談汽車座椅設計
滑道位移的尺寸即座椅前后調整的距離需根據相應人體尺寸和人機工程學原理確定，一般前后調整距離為０～±１００ ｍｍ 。?
３）調角器 調角器是對靠背、座墊夾角進行調整和鎖止的機構。鎖止強度必須能滿足ＧＢ １５０８３－１９９４《汽車座椅系統強度要求及實驗方法》的規定。調角器分為機械調角器和電動調角器，機械調角器又包括機械板式調角器、機械桿式調角器、雙聯動調角器等。機械板式調角器一般是采用棘輪棘爪或齒條齒板工作原理及板簧式復位結構，最大能夠實現１８０°范圍有級調節及折疊，適用于各類汽車駕駛員座椅。機械桿式調角器由可控氣彈簧和連接件組成，適用于大客車乘客座椅。雙聯動調角器是指左右兩套調整鎖止機構在一套調整機構控制下同時動作，同時鎖止，具有鎖止強度高等優點，適用于各類載重汽車駕駛員座椅。電動調角器一般采用齒差行星齒輪傳動原理或齒差雙聯擺線針輪行星齒輪傳動原理，具有傳動平穩、強度高、調解范圍大等優點，適用于高檔汽車駕駛員座椅。?
４）座墊前傾角調整機構
座墊前傾角調整機構一般是機械調整機構，多采用安全可靠、結構簡單的多桿機構。 隨著汽車工業的高速發展，人們 對汽車座椅將提出越來越高的要求。為了進一步提高座椅的舒適性及安全性，全球各大汽車公司及汽車零部件公司也在持續不斷地加大座椅的研發力度，在座椅的新結構、新工藝、新材料的研發及應用上下工夫，不斷研制出各類懸架座椅、電動座椅、電腦記憶座椅等，按摩裝置、輔助冷熱智 能空調座椅等各類輔助裝置也不斷誕生。此外，采用環保織物作為座椅面料，也將成為一種新趨勢。
展開 HyperWorks在B/E Aerospace —— 提供更輕、更安全的航空座椅
Altair 解決方案：利用 HyperMesh 和 OptiStruct 進行拓撲優化，改進座椅設計 流程和建立虛擬驗證流程相關 工作。
優點：減少產品設計周期 ；提高動態測試試驗效率 ；降低產品重量和成本
背景介紹
在北卡羅萊納州的研究所，B/EAerospace除了設計航空座椅之外，也設計很多其它的航天器內飾。其設計團隊和有限元分析團隊的共同座右銘：“更便宜的機票，更安全的旅行。”
如今日漸激增的油價迫使航空公司期望真正“變得更輕”。為了實現飛機整體減重，他們不斷嘗試各種新的方法。例如減少機上閱讀期刊數量、去除雜志架、取消機上烤爐設備、用窗簾取代隔板、減輕過道車的重量等等，通過這些辦法來節省燃料。更輕的重量意味著更低的燃油消耗從而也意味著更低的票價。同時在緊急情況下，強度性能更好的設計能為乘客提供更好的安全保障。為此，B/EAerospace設計團隊朝著這兩個目標而努力。
挑戰
B/EAerospace邁阿密研究所之前利用HyperWorks對一流的私人飛機座椅進行了成功設計，溫斯頓-塞勒姆研究所對其印象深刻，于是求助于Altair。
Altair派遣一位資深的工程師到研發現場工作三個月，幫助完成其最新的商業座椅產品的設計研發工作，在這三個月中該工程師展示了HyperWorks這一先進的CAE工具所帶來的無與倫比的效益。其中，負責結構和驗證方面的主管工程師YanbinLiu博士利用Altair HyperWorks開發了一套虛擬驗證流程，改進了B/E的設計流程。
在B/E新型座椅開發的早期，Liu博士就做過座椅的典型結構分析工作。在產品設計 早期利用AltairHyperMesh和AltairOptiStruct的拓撲優化能力使零件的重量減少了32%。
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