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摘要本課題利用Altair-OptiStruct拓?fù)鋬?yōu)化分析軟件對(duì)兒童座椅內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)研究，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)布局更合理且質(zhì)量減輕30%，旨在探索了一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理設(shè)計(jì)和省材減重的方法。一、研究背景兒童座椅在進(jìn)行碰撞測(cè)試的法規(guī)試驗(yàn)中，主要通過(guò)座椅內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)件來(lái)承擔(dān)的沖擊力，從而保證整椅結(jié)構(gòu)的完好性，達(dá)到保護(hù)乘員兒童的效果。

本文中針對(duì)某中級(jí)轎車(chē)后排座椅正撞時(shí)的負(fù)載安全性，根據(jù)ECER17法規(guī)和該車(chē)生產(chǎn)企業(yè)關(guān)于座椅沖擊強(qiáng)度的要求，采用多剛體動(dòng)力學(xué)法和瞬態(tài)大變形有限元法混合建模和耦合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了在帶假人的情況下該座椅正撞時(shí)負(fù)載安全性的CAE分析，并對(duì)改進(jìn)方案實(shí)施后的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。1 后排座椅正撞負(fù)載法規(guī)試驗(yàn)ECER17中關(guān)于汽車(chē)后排座椅沖擊強(qiáng)度的認(rèn)證規(guī)定采用臺(tái)車(chē)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行正撞工況下的座椅沖擊試驗(yàn)。

靜力分析涉及對(duì)座椅在承受乘客體重，飛行中的振動(dòng)和沖擊力等靜態(tài)載荷時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移的評(píng)估。分析有助于設(shè)計(jì)師和工程師理解座椅結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以及可能存在的薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)靜力分析，可以對(duì)座椅進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其性能，確保乘客在飛行過(guò)程中的安全和舒適。

<p>1、文件包含完整的汽車(chē)座椅模型，材料及曲線完整且不加密，便于初學(xué)者有完整的模型對(duì)比；</p><p>2、特加入頭枕靜<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/Simsolid" rel="noopener noreferrer" target="_blank">強(qiáng)度分析</a>工況，便于初學(xué)者參考借鑒；</p><p>3、購(gòu)買(mǎi)者可免費(fèi)贈(zèng)送結(jié)果文件（文件較大無(wú)法附件

其他工況還包括靠背靜強(qiáng)度、頭枕靜強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剛強(qiáng)度、橫向剛強(qiáng)度、側(cè)向剛強(qiáng)度、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度等。 圖1坐墊向下強(qiáng)度工況動(dòng)態(tài)沖擊工況主要考察車(chē)輛在行駛過(guò)程中，座椅可能會(huì)受到來(lái)自不同方向的動(dòng)態(tài)沖擊，如急剎車(chē)、碰撞等。通過(guò)仿真分析，可以模擬這些沖擊工況，評(píng)估座椅的吸能能力和乘客的保護(hù)效果。如圖2所示，正面碰撞分析工況。

其他工況還包括靠背靜強(qiáng)度、頭枕靜強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剛強(qiáng)度、橫向剛強(qiáng)度、側(cè)向剛強(qiáng)度、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度等。 圖1坐墊向下強(qiáng)度工況動(dòng)態(tài)沖擊工況主要考察車(chē)輛在行駛過(guò)程中，座椅可能會(huì)受到來(lái)自不同方向的動(dòng)態(tài)沖擊，如急剎車(chē)、碰撞等。通過(guò)仿真分析，可以模擬這些沖擊工況，評(píng)估座椅的吸能能力和乘客的保護(hù)效果。如圖2所示，正面碰撞分析工況。

其他工況還包括靠背靜強(qiáng)度、頭枕靜強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剛強(qiáng)度、橫向剛強(qiáng)度、側(cè)向剛強(qiáng)度、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度等。 動(dòng)態(tài)沖擊工況主要考察車(chē)輛在行駛過(guò)程中，座椅可能會(huì)受到來(lái)自不同方向的動(dòng)態(tài)沖擊，如急剎車(chē)、碰撞等。通過(guò)仿真分析，可以模擬這些沖擊工況，評(píng)估座椅的吸能能力和乘客的保護(hù)效果。如圖2所示，正面碰撞分析工況。模擬車(chē)輛在正面發(fā)生碰撞時(shí)，座椅對(duì)乘客的保護(hù)效果。

</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車(chē)身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對(duì)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(gè)20倍座椅的重力。

應(yīng)用LS-DYNA軟件，建立了完整的座椅仿真分析能力，包括準(zhǔn)靜態(tài)工況，如保險(xiǎn)帶錨定點(diǎn)強(qiáng)度、兒童座椅安裝點(diǎn)強(qiáng)度、頭枕靜強(qiáng)度等法規(guī)分析工況，動(dòng)態(tài)工況，如行李箱撞擊、頭碰、帶假人高速前裝/后裝、鞭打分析等。

62 第 3 章 兒童座椅布置設(shè)計(jì)指南 69 1簡(jiǎn)要說(shuō)明 69 11 綜述 69 12 車(chē)用兒童座椅的定義 69 13 車(chē)用兒童座椅的功用 69 14 車(chē)用兒童座椅的種類(lèi) 70 2 兒童座椅布置 72

03汽車(chē)前排座椅結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì) 前排座椅骨架在正面碰撞下的強(qiáng)度分析 上述仿真結(jié)果表明，該座椅在正面碰撞的工況下雖然沒(méi)有發(fā)生零件斷裂等易引發(fā)乘員二次傷害的狀況[8]，但在沖擊過(guò)程中對(duì)乘員的保護(hù)性不足，乘員的胸部損傷較為明顯，需要對(duì)座椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

（五）數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)：測(cè)試過(guò)程的精準(zhǔn)監(jiān)控與分析設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化控制與分析，保障測(cè)試數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可追溯，支撐品質(zhì)優(yōu)化。 多通道數(shù)據(jù)采集儀：采集各類(lèi)測(cè)試參數(shù)，生成曲線與報(bào)表，分析座椅疲勞規(guī)律。 壓力分布測(cè)試系統(tǒng)（SPI）：監(jiān)測(cè)壓力分布，評(píng)估舒適性衰減，支撐設(shè)計(jì)優(yōu)化。 數(shù)字孿生測(cè)試平臺(tái)：采集千余項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試可視化、智能化分析，助力研發(fā)迭代。

因此，研究團(tuán)隊(duì)采用了另一種方法：通過(guò)手工計(jì)算，并引入安全系數(shù)，以應(yīng)對(duì)掛鉤所受的動(dòng)態(tài)載荷及非線性材料特性。在模擬過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)掛鉤的受力情況，計(jì)算每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)下的峰值應(yīng)力 —— 一旦峰值應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度（需計(jì)入安全系數(shù)），即可判定掛鉤發(fā)生失效。對(duì)模擬過(guò)程中掛鉤的受力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電纜被拉緊時(shí)，掛鉤的應(yīng)力值超過(guò)了其屈服強(qiáng)度。