座椅安全的案例
座椅安全新規落地，大角度座椅安全隱患凸顯，專業測試成剛需標配
2026 年，GB 15083《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法》修訂落地，直指新能源汽車大角度、零重力座椅的安全痛點。當行業還在平衡舒適與安全時，北京沃華慧通測控技術有限公司憑借 20 余年測試技術沉淀，構建起覆蓋座椅力學測試系統、智能電控、舒適耐久的全維度座椅測試體系，成為新國標下車企與零部件廠商合規升級的核心技術伙伴。
一、行業變局：大角度座椅爆發，安全測試成生死線
新能源汽車的普及，讓零重力座椅、后排躺臥座椅從 “高配噱頭” 變為 “主流標配”。這類座椅坐墊傾角≥15°、軀干角≥35°，集成腿托、按摩、多傳感器與 ECU 控制，徹底改變傳統駕乘姿態。
但舒適背后是致命隱患：大角度姿態下，傳統安全帶 / 氣囊約束失效，碰撞時胸骨、腰椎重傷風險飆升；機電聯動結構帶來防夾閾值難標定、調節機構易疲勞、極端環境下電控漂移等問題。
現行 GB 15083 舊版標準以靜態強度測試為主，完全無法覆蓋新場景。本次修訂核心直指動態生物力學保護、大角度座椅專項規范、智能電控可靠性三大方向，測試邏輯從 “靜態合格” 轉向 “全場景安全 + 舒適平衡”，倒逼行業測試體系全面升級。
二、沃華慧通的技術破局：全鏈路測試，直擊新國標核心需求
作為深耕汽車零部件測試的國家級高新技術企業、專精特新 “小巨人” 企業，沃華慧通早在新國標修訂初期，便預判到大角度座椅的測試痛點，依托自動化測控核心技術，打造出適配新國標、覆蓋全場景的座椅測試解決方案。
1. 汽車座椅靜態力學測試系統
汽車座椅的靜態力學測試試驗，包括坐墊、靠背和頭枕的壓力、變形檢測。通過加載可實現力-速度控制、位移-速度控制等控制模式，實時顯示力、位移的參數，并繪制力-位移曲線。
2.
展開 座椅測試如何幫車企守住合規與安全底線？
智能電動化浪潮下，大角度/零壓力座椅已成車企差異化競爭亮點，截至2024年底已有近40款相關車型上市。但超80%消費者行車時使用躺姿座椅的安全隱患，以及行業標準缺失導致的質量亂象，推動《汽車大角度座椅 第1部分：通用要求》國標加速落地，座椅測試成為車企合規入市的核心關鍵。
新國標為大角度座椅建立了統一測試體系，要求覆蓋靜態性能、動態安全、耐久可靠性、舒適性四大核心維度，這對測試設備的精準度、適配性提出了更高要求。而北京沃華慧通測控技術有限公司，正是深耕汽車測試領域的實力伙伴，為企業提供全鏈條座椅測試解決方案。
一款合格的大角度座椅，需經過多維度、全流程的嚴苛測試，才能兼顧舒適性與安全性，而這也對座椅測試設備提出了更高要求。理想的座椅測試解決方案，應緊緊圍繞國標核心要求，實現全場景、高精度、一站式的測試覆蓋。首先，在靜態性能測試層面，需精準完成座椅調節角度標定、腿托長度、頭枕行程及支撐性等核心參數的檢測，標配國標指定的大角度 HPM 測量裝置，確保測試數據與國標要求高度契合，精準匹配 M 類車輛座椅測試需求，同時兼顧多車型適配性，解決以往行業內角度標注混亂、參數不統一的痛點。
其次，動態安全測試作為新國標重點強調的內容，更是座椅測試的重中之重。行車狀態下的躺姿乘坐，會顯著改變乘員姿態，進而影響安全帶約束有效性、氣囊匹配性及防揮鞭傷保護性能，因此，測試設備需能模擬急加速、急減速、碰撞等各類復雜工況，精準評估乘員滑移、下潛等安全風險，為座椅安全設計提供科學數據支撐。與此同時，電動調節機構的耐久可靠性測試也不可或缺，大角度座椅的多向調節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，同樣需要專業的測試體系來保障。
展開 小小座椅助力春運交通安全
公安部于16日發出2019年春運交通安全預警，今年春運道路客運量將達24.6億人次，學生流、務工流、貨運流相互疊加，公路客貨流量高峰來得早、峰值高，道路交通安全風險增大需引起高度重視。
隨著人們物質生活水平的提高，我國的人均汽車保有量也飛速增長，道路交通事故問題儼然已上升為當今一大社會問題，因此，汽車被動安全技術的研究已成為汽車技術行業的一大嚴峻課題。汽車座椅具有支撐乘員重量緩和及衰減由道路通過車身傳來的沖擊和振動等作用，為駕駛員提供良好的工作條件，還能為所有乘員創造舒適安全的乘坐條件，汽車座椅是我國汽車產業政策有限發展的關鍵零部件之一。
一個良好的汽車座椅設計除了結構緊湊，設計美觀大方，還應該滿足良好的靜態特征、動態特性，及擁有足夠的結構強度、剛度和較長的壽命。最重要的是，在發生交通事故中盡量減少乘員的受傷程度，滿足安全性能要求。在汽車座椅開發概念階段及設計初期，有限元分析的介入可以結合產品特性，給予產品結構創新、性能提升、輕量化等充分的保證，進而節省大量的時間及開發成本。
元王為某汽車座椅產品做得CAE分析
汽車座椅骨架需要具備足夠的剛性，以確保在受到沖擊的過程中，不能因座椅骨架變形而間接給乘員造成更大的傷害。同時座椅骨架需要吸收能量的能力，以確保在受到沖擊過程中可以吸收部分沖擊能力，已達到減少沖擊對乘員傷害的作用。CAE仿真分析能夠通過模擬實際沖擊場景，對汽車座椅安全性進行驗證，找出汽車座椅在沖擊過程中的應力集中點，通過優化設計來消除產品缺陷提高產品的性能。
展開 干貨分享（一）：座椅車身安全帶錨固點強度分析有限元分析規范（上）
分析用零件的截取
車身安全帶錨固點的結構分析是基于整車碰撞模型建立的，為了降低計算時間，我們需要將所需的零部件從整車模型中取出。此分析模型主要組成部分有座椅、車身、shoulder block、 lap block。其中shoulder block和lap block為標準件。
在截取車身部分時用delete element刪除截面以外的單元，不要使用delete component，這樣可以避免有用零件被剔除出模型。對于前排座椅的車身錨固點分析所需要截取的區域如右圖所示，如果有足夠計算資源可以適當增大這個區域。在刪除了截取區域以外的單元之后，清除空的component. (delete component empty)
下面是這個分析的幾個主要受力位置，截面邊界需要離這幾個位置遠些。
2. 幾何及材料屬性的處理
幾何屬性及材料屬性在整車碰撞模型里已經設置好，但對于結構強度分析模型還需要做些適當的調整。調整之前刪除無用的幾何屬性及材料屬性（delete property unused, delete material unused)在整車碰撞模型中為了節約計算時間，零件的積分計算方式設置為2，積分數量點小于等于3。對于結構強度分析為了保證模型的精度對于主要受力零件，可將積分計算方式改為16,并相應的增加積分點的數量。
此分析的主要受力區是座椅的四個地腳及安全帶錨固位置。所以需要照前面所述修改這些零部件的幾何屬性（改變積分方式和增加積分點）以增加計算精度。
由于考慮了零件沖壓后的加工硬化，整車碰撞模型的材料應力應變曲線做了相應的偏置。對于結構強度分析的模型，我們需要把這個偏置去除，具體過程如下：
（1）察看材料屬性，確認材料曲線編號。
展開 
座椅安全性能仿真分析工況簡介
<p> 隨著各大主機廠對汽車安全性能指標的逐步提升，主機廠在汽車安全性能的開發方面也投入了大量的人力物力，同時對于供應商的要求也隨之提高，汽車座椅作為約束系統重要的組成部分 并且也是成本較高的零部件，主機廠也更加重視對座椅性能的考察。</p><p>本文主要介紹在整車安全性能開發中對于座椅子系統的一些安全性能仿真分析、考察標準以及注意事項等。</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點強度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對上下人體模塊施加角度為10°±5°，力值大小為13500N的拉力，水平方向再額外施加一個20倍座椅的重力。</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>本實驗主要考察座椅、座椅安裝點、安全帶安裝點的強度，風險點主要是車身端安全上固定點位置容易拉脫，座椅端鎖扣支架位置容易發生大變形，座椅鎖扣側地腳螺栓以及滑軌容易失效。
展開 行駛安全性 | 如何知道你的座椅是舒適且安全的？
行駛安全性 - 汽車座椅部件測試
汽車座椅，不應該僅僅是舒適，容易使用，更應該的是安全。在新的汽車座椅開發過程中，經歷嚴格的測試和檢查是在市場成功的關鍵。
但是如何才能高效地完成，尤其是模型和變量在持續增加時?C. Rob. Hammerstein (CRH), 全球汽車座椅的全球領導者，采用HBM的測試技術，已經開發出面向未來的測試概念。
在汽車座椅領域，最杰出的創新者莫過于CRH，其位于北萊茵威斯特伐利亞州，1968年開發出高度電動調節座椅，并一直致力于座椅舒適性研究。另外，CRH 汽車座椅越來越舒適，并且安全性也越來越高。為了能夠達到更高的安全標準，公司在新部件和模型開發過程中，進行了大量的測試和檢查。
部件的功能測試: 高效且安全
伴隨著產品所用部件的多樣化，測試和檢驗過程也變得更加復雜。每個部件真的都需要測試嗎？每個單獨原型的變體是否都需要在測試臺上進行測試?
例如汽車座椅的功能測試。CRH 沒有為所有可能的應用進行昂貴的樣品測試, 而是在開始構建原型之前檢查汽車座椅的每個組件。在找到最佳組合后，才構建原型并對其性能進行測試。
初步測試著眼于實際應用的加載數據。C. Rob. Hammerstein (CRH) 為典型座椅系統裝配了伺服電機和應變片，從初次測試中獲得數據并將其應用于測試臺上。在測試臺中, 測試配置包括線性驅動和一個用于模擬負載的伺服電機。采用負載曲線來模擬真實的狀態。
每個測試臺都需要采用尖端的測試技術，這是為何 CRH 使用 HBM 測量技術的原因。S9M 力傳感器緊貼驅動裝置安裝以便測量反作用力。實際的比對結果傳輸到 PID 中，并對伺服電機做相應的調整。
C. Rob. Hammerstein (CRH) 信賴來自HBM S9M 力傳感器。
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%。
展開 誰有兒童安全座椅模型，類似附件圖片，k文件，lsdyna 必有重謝
微信圖片_20210723143411.png
哪位有兒童安全座椅模型類似附件圖片，K文件。lsdyna，必有重謝
微信圖片_20210723143321.png
微信圖片_20210723143411.png
乘用車后排座椅國標CAE仿真
一、仿真背景
本文展示了乘用車座椅安全性能方面的幾個常規分析項，主要有后排座椅安全帶固定點強度分析、后排座椅行李箱沖擊分析、后排座椅ISOFIX固定點強度分析、后排座椅座椅頭枕強度分析等，汽車在行駛的過程中如果發生事故，其前后排座椅的安全性能的好壞直接影響著駕駛員和乘員的生命財產安全，所以要求汽車座椅廠商在前期的設計制作過程中，投入大量的精力和成本去提高座椅的安全性能，而隨著越來越短的開發周期和主機廠供應商對成本的嚴格把控，CAE仿真手段在其開發過程中承擔著著越來越重要的作用。
二、仿真工具
本文采用Oasys、HyperWorks 前后處理器和LS-DYNA V971 求解器。
三、模型簡介
對整車建模網格劃分進行指導，保證網格質量；建立CAE 建模的流程，保證建模的一致性；為CAE 正確建模提供所有相關信息，包括CAD、材料、工藝等；明確碰撞安全性分析要求，指導分析方法。
四、結果動畫
想學習更多的知識，請聯系我們！
微信公眾號：名稱：“DR有限元”
號碼：“hello_cae”
展開 干貨分享（一）：座椅車身安全帶錨固點強度分析有限元分析規范（下）
幾個需要定義的接觸如下：
（1）座椅地腳與車身。除螺栓連接傳力以外，地腳與車身的接觸也傳力，地腳與車身的接觸必須設置。
接觸類型選擇 surface to surface 或者 single surface 都可以。在使用surface to surface接觸時slave 最好選擇座椅地腳。
（2）安全帶與block的接觸，block之間的接觸，使用surface to surface 類型。
（3）block與座椅的接觸，使用surface to surface 類型。
（4）定義座椅自身接觸，使用single surface類型。
（5）定義車身零件之間的接觸，使用single surface.
計算過程中越多的接觸會使得收斂困難（implicit)，增加計算時間。在定義座椅和車身自身接觸時遠離地腳受力的區域和遠離大變形可能發生的區域可以不定義接觸。
設置接觸后，零件之間會有可能發生接觸的穿透(penetration)。 可以通過Penetration Check的工具，調整這些穿透。
因為加載時座椅變形較大如果用implicit求解，容易引起收斂困難。所以采用explicit求解。
展開 
汽車座椅沖擊強度試驗時的CAE案例分析 附GB T 21563-2018 軌道交通 機車車輛設備沖擊
采用模擬計算的方法可在設計初期對座椅安全性作出預測，進行各種工況的碰撞模擬。
通過分析其內部零件變形和能量分布情況，提出改進方案和快捷的修改模型，而不必等待模具加工和樣品制造后再進行試驗，降低了開發成本，縮短了開發周期。
2.2 帶假人正撞負載試驗CAE分析
該車后排座椅中間位置的安全帶固定點設置在后排座椅上，發生正面碰撞時如果該位置有乘員佩帶安全帶，座椅可能會因為額外承受乘員的動載荷而出現更大的變形，導致乘員傷害。為提高座椅系統安全性能，企業標準要求:在后排中間位置放置一個HybridⅢ50百分位假人并系上安全帶，加載模擬汽車50km/h實車正面碰撞波形(圖3)進行正撞負載試驗，考核座椅結構強度和假人動態響應。
圖3實車對面碰撞波形圖
為了充分利用兩種算法的優勢，本文中采用大變形有限元和多剛體耦合方法對帶假人的座椅負載安全性進行CAE分析。假人、安全帶采用多剛體軟件MADYMO建模(HybridⅢ50百分位假人和3點式安全帶)，安全織帶采用的是三節點殼單元與1維彈簧單元結合的混合模型，腰帶及肩帶中段為帶寬50mm、厚1.1mm的有限元段帶，兩端分別用1維安全帶單元將背帶連接到座椅上，各段具有相同的織帶特性。在滑環處建立了安全帶滑環單元，摩擦因數設為0.3，模擬肩腰帶在帶扣滑環中上下滑動的效果。耦合計算過程如圖4所示。
圖4 LS-DYNA/MADYMO
3 歸納
改進設計仿真計算及試驗驗證分析發現，原座椅結構的中支撐板在受到沖擊時出現較大彎曲變形，導致試驗樣塊的沖擊力和安全帶拉力集中在靠背中間位置，無法傳遞到靠背下部的安裝固定點。仿真結果表明，靠背底板吸能1082J，中支撐板吸能82J，下梁吸能709J，其中剛度較弱的靠背底板集中承受了試驗樣塊和假人的大部分動載荷。
展開 下午直播 | LS-DYNA座椅分析概述
本次研討會主要講述座椅安全設計分析的分類、鞭打分析的應用，以及座椅平臺化結構設計過程中新材料的發展和使用，此外還針對座椅分析中使用的軟件、硬件的發展也做了說明。Ansys中國聯合上海恒士達科技有限公司將于6月22日（周二）共同舉辦《LS-DYNA座椅分析概述》免費直播。歡迎報名參會！
乘員約束系統碰撞仿真
簡化計算模型僅模擬仿真假人、安全、正面安全氣囊、方向盤系統、座椅系統、儀表板、前地板以及碰撞中可能接觸到假人的所有部件。快速對約束系統進行優化分析，常用于開發過程中對約束系統的匹配優化。完全計算模型則將假人及相關約束系統放入整車有限元模型中進行仿真計算。常用于整車結構和約束系統方案結束后的演算。本章使用的是一款已經經過驗證的駕駛室有限元模型。
該駕駛室有限元模型中包括座椅、安全帶、方向盤、安全氣囊。其中安全帶配備了預緊器、限力器和安全帶鎖止器。按照此轎車駕駛室各部分的尺寸、形狀、材料和連接建立該轎車的有限元模型，將LSTC 50th混 III 假人模型導入到此駕駛室有限元模型中，建立安全帶模型以及必要的接觸和連接，如圖3所示。本研究按照實際碰撞工況在仿真模擬中輸入臺車實驗獲得的碰撞波形如圖4所示。將50%男性混III假人放置到此有限元模型中進行56 km/h 的臺車實驗，監控安全帶、氣囊受力情況。
圖3 乘員約束系統
圖4 碰撞波形
安全帶受力情況如下圖所示，安全帶在碰撞發生的一瞬間，受到了很大的沖擊力，而后又驟然下降，說明該車型安全帶未做好應對突然沖擊的緩沖能力，還有繼續提升的空間。在安全帶受力驟然下降之后，由于人體胸部接觸安全帶，使安全帶受力繼續上升，直到汽車停止為止。
圖5 安全帶受力情況
安全氣囊受力情況如圖6所示，在40ms時刻，安全氣囊受力驟然上升，原因為安全氣囊受氣體爆炸產生外沖力使安全氣囊爆開。之后，由于乘員頭部接觸安全氣囊，使安全氣囊上的力逐漸增加。由安全氣囊受力曲線圖可知，安全氣囊爆炸效果良好，未在安全氣囊爆炸途中與乘員頭部接觸，對人體頭部產生更大的損傷。
圖6 安全氣囊受力情況
展開 Maxi-Cosi 利用HyperWorks 進行兒童座椅開發流程
行業：工程服務/消費品
挑戰：載荷更惡劣的情況下重新設計 一款兒童安全座椅，要求減小 包裝空間，并使設計結果達到 歐洲 I 等級安全標準。
Altair 解決方案：利用 HyperWorks、APA 解決 方案和 PBS Works 組成的 CAE 驅動設計流程。
優點：更短的研發周期 ； 更少的物理實驗和樣機模 型減少了設計成本 ； 首款全部滿足最新歐洲I 等級的兒童安全座椅
項目介紹
安全是開發兒童座椅的首要設計目標，汽車兒童安全座椅市場專家 Dorel Juvenile 領導設計了一款全新的安全座椅——Maxi-Cosi 雙向調節座椅。為了 調查分析最適宜的設計方案，并考慮現實事故中的沖擊力，Maxi-Cosi 求助于 Code Product Solutions 公司，這是一家通過 CAE 技術為客戶提供產品開發和 優化的工程咨詢與服務公司。在產品開發過程中，Code Product Solutions 公 司的工程師應用了全套 Altair HyperWorks CAE 模塊，包括 RADIOSS?碰撞仿 真，OptiStruct?計算塑料部件中傾斜系統的高應力區，HyperMesh?前處理， HyperGraph?和 HyperView?后處理。
除了 HyperWorks 之外，Code Product Solutions 公司還應用了 Altair PBS ProfessionalTM，這是一個商業級的高性能作業調度和資源管理平臺。如此可以 實現 MADYMO 假人模型與 RADIOSS 和 Moldflow 聯合仿真。
展開 