座椅骨架
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
座椅骨架的實例教程
針對某轎車原前排座椅靠背沖壓鋼板骨架．提出采用鎂合金擠壓管材和沖壓板件相結合的新型半封閉鎂合金靠背骨架結構予以替代．該結構與雙向調(diào)角器構成封閉的靠背骨架。可達到４８．８％的減重比。對該新型鎂合金靠背骨架進行了極限載荷仿真分析，并迸行了新、舊型靠背骨架的成本對比分析．結果表明．新型靠背骨架強度滿足要求，且Ｔ藝過程簡單。模具成本較低。
基于變形鎂合金的座椅靠背骨架輕量化設計.pdf
在汽車的節(jié)能減排中，輕量化是重要的一個技術手段，而座椅作為汽車內(nèi)飾件中重要且較大的零部件，對其進行輕量化技術的研究和探索有著非常重要的意義。
目前眾泰汽車對汽車座椅輕量化技術的研究與應用主要有座椅骨架的輕量化和整椅的輕量化。
座椅骨架輕量化可以通過座椅骨架結構輕量化，以及采用新材料、新工藝、新機構等多種技術方式實現(xiàn)。
座椅骨架結構輕量化是在不影響骨架的性能、舒適性、功能等前提下，對座椅骨架的尺寸、結構等進行設計優(yōu)化，以達到減重的目的。目前眾泰汽車已推行座椅骨架平臺化的設計理念，即同一平臺的不同車型車型，采用相同的座椅骨架。
在座椅新材料應用上，目前眾泰研究、應用較多的有高強度鋼和鎂鋁合金，并推進高強度塑料和其他復合材料的研發(fā)和運用。高強度鋼厚度相比普通強度鋼厚度薄，能有效減輕整椅的重量，同時也能保證強度，一般應用在靠背側(cè)邊板、后排靠背縱向方管等區(qū)域。眾泰目前平臺化的前排骨架靠背側(cè)邊板采用的是高強度鋼，相對傳統(tǒng)骨架使用的普通鋼板要更輕。
鎂合金應用在座椅骨架能有效減輕骨架重量，有良好的強度和剛度，耐疲勞性好，集成化設計有利于減少加工過程。鎂鋁合金應用有兩種形式，一種是板材形式通過沖壓行程所需的形狀，再通過焊接、鉚接等工藝組裝起來，這種形式成型的整個骨架跟現(xiàn)在用的鋼材骨架結構外形比較相似。另外一種形式是高溫高壓的壓鑄成型，這種形式的骨架結構比較像鑄件，優(yōu)點是整個靠背或座盆只用一次性壓鑄成型，不需要再經(jīng)過焊接等其它的連接方式。
展開 拓撲優(yōu)化的設計空間包括二排座椅坐墊骨架，三排座椅腳架，靠背骨架和背板。設計約束見表2。以質(zhì)量最小為設計目標。拓撲優(yōu)化分析模型見圖13和圖14。
表2 二排/三排座椅拓撲優(yōu)化設計約束表
圖13二排座椅拓撲優(yōu)化模型
圖14三排座椅拓撲優(yōu)化模型
3.4 拓撲優(yōu)化結果
通過拓撲優(yōu)化迭代計算，二排座椅和三排座椅均滿足約束條件，拓撲結果為可行解。二排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖15。通過對二排座墊骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。優(yōu)化方案重新布置兩側(cè)加強筋的位置，并在兩側(cè)位置進行開孔減材優(yōu)化。結構優(yōu)化方案見圖16。三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖17。通過對三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。三排座椅腳架重新布置中間和兩側(cè)的筋的位置，結構優(yōu)化方案見圖18。三排座椅靠背骨架進行減材優(yōu)化，結構優(yōu)化方案見圖19。三排背板進行減材優(yōu)化，結構優(yōu)化方案見圖20。
圖15二排座椅拓撲優(yōu)化分析結果
圖16二排座墊骨架結構優(yōu)化方案
圖17三排座椅拓撲優(yōu)化分析結果
圖18三排腳架結構優(yōu)化方案
圖19三排靠背結構優(yōu)化方案
圖20三排背板結構優(yōu)化方案
將新的方案數(shù)據(jù)進行性能驗證分析，分析結果見表3。從表3結果可以看出，二排座椅骨架經(jīng)過拓撲優(yōu)化分析，結構優(yōu)化方案性能提升平均約為4.7%，最高8.3%，減重量0.6kg，減重比約為12.7%。
展開 拓撲優(yōu)化的設計空間包括二排座椅坐墊骨架，三排座椅腳架，靠背骨架和背板。設計約束見表2。以質(zhì)量最小為設計目標。拓撲優(yōu)化分析模型見圖13和圖14。
表2 二排/三排座椅拓撲優(yōu)化設計約束表
圖13二排座椅拓撲優(yōu)化模型
圖14三排座椅拓撲優(yōu)化模型
3.4 拓撲優(yōu)化結果
通過拓撲優(yōu)化迭代計算，二排座椅和三排座椅均滿足約束條件，拓撲結果為可行解。二排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖15。通過對二排座墊骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。優(yōu)化方案重新布置兩側(cè)加強筋的位置，并在兩側(cè)位置進行開孔減材優(yōu)化。結構優(yōu)化方案見圖16。三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖17。通過對三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。三排座椅腳架重新布置中間和兩側(cè)的筋的位置，結構優(yōu)化方案見圖18。三排座椅靠背骨架進行減材優(yōu)化，結構優(yōu)化方案見圖19。三排背板進行減材優(yōu)化，結構優(yōu)化方案見圖20。
圖15二排座椅拓撲優(yōu)化分析結果
圖16二排座墊骨架結構優(yōu)化方案
圖17三排座椅拓撲優(yōu)化分析結果
圖18三排腳架結構優(yōu)化方案
圖19三排靠背結構優(yōu)化方案
圖20三排背板結構優(yōu)化方案
將新的方案數(shù)據(jù)進行性能驗證分析，分析結果見表3。從表3結果可以看出，二排座椅骨架經(jīng)過拓撲優(yōu)化分析，結構優(yōu)化方案性能提升平均約為4.7%，最高8.3%，減重量0.6kg，減重比約為12.7%。
展開 3.1 工況選擇
如第1章所述，座椅的性能分析工況包括靜態(tài)剛強度、模態(tài)、動態(tài)沖擊等數(shù)十種工況。在拓撲優(yōu)化分析過程中，需要考慮優(yōu)化效率和優(yōu)化效果。包括優(yōu)化迭代計算時間，收斂情況及優(yōu)化結果合理性等。因此需要在數(shù)十種工況中選取關鍵工況做為拓撲優(yōu)化分析時考察的工況。選取工況的主要原則是根據(jù)當前的性能狀態(tài)，性能余量，工況的受力特點及歷史分析數(shù)據(jù)結果等因素進行綜合選取拓撲優(yōu)化的分析工況。本文以某項目二排，三排座椅為例。該項目二排座椅坐墊骨架和靠背骨架，三排座椅腳架，靠背骨架和背板均為鎂合金材料。二排、三排座椅骨架概念數(shù)據(jù)如圖4和圖5所示。
其中，二排座椅根據(jù)拓撲優(yōu)化工況選取原則，選取95假人正碰工況，安全帶固定點強度工況，側(cè)向剛度工況和模態(tài)工況。三排座椅選取95假人后碰工況，ISOFIX 工況，行李箱沖擊工況，側(cè)向剛度工況和模態(tài)工況。初始設計方案性能見表1。
3.2 動態(tài)載荷提取
對于選取的關鍵工況中的動態(tài)沖擊工況，需要將動態(tài)載荷大小及位置提取出來，加載到線性靜態(tài)優(yōu)化模型中。當座椅在概念設計階段，還沒有數(shù)據(jù)支撐進行整椅的仿真分析。因此我們可以通過參考相近座椅結構的歷史仿真結果來做載荷的提取。以二排座椅為例，需要將95假人正碰工況和安全帶固定點強度工況的載荷大小，作用方向和位置等邊界條件提取到線性靜態(tài)優(yōu)化模型中，等效為線性工況進行拓撲優(yōu)化分析。通過對座椅骨架在正碰工況和安全帶安裝點強度仿真工況的仿真結果分析，提取座椅坐墊骨架以及安全帶安裝點位置的極限受力狀態(tài)時的載荷值以及受力位置做為線性靜態(tài)優(yōu)化分析工況的載荷邊界條件。正碰工況受力狀態(tài)下假人與座椅接觸力及安全帶受力結果見圖6和圖7。
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座椅骨架的最新內(nèi)容
與此同時，電動調(diào)節(jié)機構的耐久可靠性測試也不可或缺，大角度座椅的多向調(diào)節(jié)功能對機構損耗更大，測試設備需能完成上萬次無故障往復疲勞測試，驗證座椅骨架、滑軌、鎖止機構的耐用性，規(guī)避長期使用中的功能故障。
除了安全與耐久，舒適性作為大角度座椅的核心競爭力，同樣需要專業(yè)的測試體系來保障。
</p><h1>一、智能座椅可靠性測試的核心挑戰(zhàn)</h1><p><strong>1.1 機械疲勞：從“靜態(tài)支撐”到“動態(tài)響應”</strong></p><p>座椅骨架、滑軌、調(diào)角器等核心運動部件需要承受長期的機械負荷。文章指出，座椅需要經(jīng)過<strong>安全帶強度實驗、座椅靠背強度實驗、骨架極限載荷實驗</strong>等多項性能驗證。
二排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖15。通過對二排座墊骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。優(yōu)化方案重新布置兩側(cè)加強筋的位置，并在兩側(cè)位置進行開孔減材優(yōu)化。結構優(yōu)化方案見圖16。三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果見圖17。通過對三排座椅骨架拓撲優(yōu)化結果進行解析。三排座椅腳架重新布置中間和兩側(cè)的筋的位置，結構優(yōu)化方案見圖18。三排座椅靠背骨架進行減材優(yōu)化，結構優(yōu)化方案見圖19。
該項目二排座椅坐墊骨架和靠背骨架，三排座椅腳架，靠背骨架和背板均為鎂合金材料。二排、三排座椅骨架概念數(shù)據(jù)如圖4和圖5所示。
圖4二排座椅骨架概念方案數(shù)據(jù)
圖5三排座椅骨架概念方案數(shù)據(jù)
其中，二排座椅根據(jù)拓撲優(yōu)化工況選取原則，選取95假人正碰工況，安全帶固定點強度工況，側(cè)向剛度工況和模態(tài)工況。
該項目二排座椅坐墊骨架和靠背骨架，三排座椅腳架，靠背骨架和背板均為鎂合金材料。二排、三排座椅骨架概念數(shù)據(jù)如圖4和圖5所示。
圖4二排座椅骨架概念方案數(shù)據(jù)
圖5三排座椅骨架概念方案數(shù)據(jù)
其中，二排座椅根據(jù)拓撲優(yōu)化工況選取原則，選取95假人正碰工況，安全帶固定點強度工況，側(cè)向剛度工況和模態(tài)工況。
對于汽車非金屬材料，如用于制造車身結構件的復合材料、汽車座椅的骨架材料等，良好的拉伸性能是確保汽車安全性和可靠性的關鍵。測試時，將材料制成標準試樣，在拉伸試驗機上以恒定速率施加拉伸載荷，記錄試樣在拉伸過程中的力 - 位移曲線，通過數(shù)據(jù)分析計算出各項拉伸性能指標。
2、彎曲性能測試
彎曲性能測試主要評估材料在彎曲載荷作用下的性能，包括彎曲強度、彎曲模量等。
例如，利用壓力傳感器監(jiān)測座椅骨架焊接處的壓力分布，確保焊接質(zhì)量；通過電動調(diào)節(jié)壽命試驗機對座椅的電動調(diào)節(jié)功能進行循環(huán)測試，保證調(diào)節(jié)部件的耐用性。一旦發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常，及時調(diào)整工藝參數(shù)或設備，避免批量質(zhì)量問題。
三、成品質(zhì)量檢測與改進
全項性能測試：汽車座椅成品下線后，進行全面的舒適性和安全性測試。
</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>主要考察后排座椅骨架強度、地腳位置以及高位鎖是否失效、骨架前傾是否過大，靠背骨架前傾x向不能超過R點前150mm，頭枕骨架不能超過R點前方200mm。
與副儀表板之間的間隙 43
237 與B 柱護板之間的間隙 43
第 2 章 座椅設計指南44
1 簡要說明 44
11 綜述 44
12 設計目的 44
13 適用范圍 44
14 零件構成圖47
141 座椅骨架
鎂合金按照體系主要分為Mg-Zn、Mg-Al和Mg-RE系合金，鎂合金的生產(chǎn)加工成本過高與技術水平的差距是鎂合金所面臨的一大難題，但各項研究進展較快，在汽車上的應用逐步增多，主要有儀表板管梁、變速器殼體、座椅骨架等。
