一、法規導讀

座椅系統是汽車上保護車內乘員安全的關鍵部件之一，不但要承受乘員的質量，還要承受車輛啟動、制動及加速等常規工況以及碰撞事故中的沖擊載荷。特別是在交通事故中，汽車后排座椅會受到行李箱內物體的巨大沖擊載荷，座椅骨架如剛強度設計不足將會產生嚴重的變形甚至斷裂，對后排乘員造成嚴重的傷害。

因此，2009年國頒布強制檢驗法規 GB 15083－2006 《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法》，對汽車在發生碰撞時行李箱后排座椅的侵入量提出了明確要求。該法規對座椅背部的支撐結構及座椅骨架的強度都提出了更高的要求。

本文作者通過對某型后座椅行李箱沖擊進行CAE仿真，對后排座椅背部支撐梁在仿真中出現的問題進行分析，并對背部支撐梁結構進行了優化改進，使改進后的方案可以滿足法規要求

1、汽車座椅安全系統法規簡介

20世紀80年代中后期，我國開始研究汽車座椅被動安全，并相繼頒布了GB 15083－2006、GB 11550－2009，2013年增加了GB 14167－2013 《汽車安全帶固定點、ISOFIX固定點系統及上拉帶固定點》。其中于2007年2月開始執行的GB 15083－2006新標準中，增加了對移動行李乘員防護的特殊規定。

2、移動行李箱及乘員防護相關規定

GB 15083－2006法規中附錄F明確規定: 需將2個體積為300 mm×300 mm×300 mm、質量為18 kg的試驗樣塊并排放置在后行李艙地板上，如圖1 所示，試驗樣塊前邊緣距離座椅背的最近距離為200 mm，2 個試驗樣塊內側邊緣距離車輛縱向中心面均為25 mm，以使2 個試驗樣塊之間有50 mm的距離，如圖1所示。

圖1：行李箱樣塊

二、仿真分析

1、本案例分析基本流程

圖2：行李箱沖擊分析流程樹狀圖

本文以某合資SUV車型后排座椅為例，來闡述行李箱沖擊的仿真分析和結果判定，座椅3D模型如圖3所示，將3D模型導入到Hypermesh2019中，進行網格處理，表1為通用的網格質量標準，網格劃分質量的好壞直接影響著計算結果的準確性，所以我們盡量多花一些功夫在網格質量的排查上，網格劃分完畢之后還需要對如下幾項進行最終的檢查，

• 重復單元檢查：模型中不允許出現重復單元；
• 自由邊檢查：部件中除邊界為不能出現自由邊；
• 保持節點連續性；體單元用HyperMesh中Face/Edges命令檢查節點連續性；
• 面單元法向檢查；部件的單元法向要保持一致；
• 去除自由節點；

網格尺寸為2~3mm左右，處理完畢的網格如下圖4所示。

表1：網格質量標準

圖3：行李箱3D模型和各部分名稱

圖4：網格模型

約束座椅和車身連接件連接點處的6個方向的自由度，過R點鉛垂方向向上450mm的位置做C點，過R、C兩點做與座椅縱向中心面垂直的RC平面，將RC平面R點沿X軸正向移動150mm和100mm，新生成的兩個平面定義為RA面和RB面，將這三個平面與放置行李箱的地板面放在同一component里，賦予剛性材料,座椅靠背板材質為DC01，其他所有零件均為SAPH440，在Primer中打開模型，賦予材料如下圖5為材料面板各個參數說明。

圖5：材料面板

圖5：材料面板將座椅模型固定在試驗臺（剛性面）上，座椅固定方式不應對座椅靠背和隔離系統有所加強，對整椅和剛性面進行減速，減速波形如圖6所示，標紅曲線為減速度曲線，按GB 15083-2006要求,行李箱沖擊減速度曲線應布置在圖5所示灰色區域范圍內方可，減速前，乘員車體的自有速度應為500+2 km/h。

加載完畢后，允許隔離裝置變形，但不允許有容易增加對乘員傷害程度的危險性邊棱出現。對于頭枕部分，實驗過程中不允許超過R點前方150mm（RA面）處。對于座椅靠背和隔離裝置部分，實驗過程中不允許有超過座椅R點前方100mm（RB面）處。

圖6：加載曲線

三、分析結果

圖7：碰撞動畫

圖8：應力云圖動畫

圖9：側面碰撞動畫

圖10：內能曲線

圖7為碰撞動畫，圖8為后排座椅受力過程中的應力云圖動畫，從碰撞結果可以看出，整體受力范圍在300Mpa左右，而且從圖9的側面碰撞動畫可以看出，在整個碰撞過程中，后排座椅沒有任何部分超過R點所在的平面，所以判定其通過法規。圖10為各零件的內能變化曲線，表征在碰撞過程中的吸能貢獻，從曲線中個可以看出，吸能較為明顯的前三個件分別為靠背背板、座椅橫管和座椅安裝支架。

作者：奈文摩爾

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的hypermesh 连接单元_基于Hypermesh对某SUV车型后排座椅行李箱冲击仿真计算的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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