论文部分内容阅读
汽车座椅作为乘员和汽车的重要连接纽带,对乘员的安全起到尤为重要的作用。合理的座椅结构设计,能够确保座椅在承受复杂载荷的条件下满足一定的强度要求,能够在保证功能不失效的前提下吸收更多的碰撞能量,能够有效地减轻碰撞过程中乘员的损伤程度。本文基于某品牌汽车的座椅,运用有限元仿真分析方法,对其安全性能进行研究,主要工作如下:首先,对座椅的CAD数模进行离散化处理,对骨架、高度调节器及滑轨等零部件进行细致地划分,得到详细的结构模型。根据真实的材料特性确定各零部件的材料及其属性,并选择合理的连接方式保证仿真的精度。其次,运用Hypermesh和Primer作为前处理器,LS-Dyna、Nastran以及Abaqus为求解器,Hyperview为后处理器。依据国内法规GB15083-2006、GB11550-2009和GB14167-2006以及2015版中国新车评价规程(C-NCAP,China New Car Assessment Program)规定的试验条件设置相关的参数,定义相应的边界条件,建立模态试验、头枕能量吸收性试验、靠背静强度试验、座椅静强度试验、座椅抗惯性试验、安全带固定点强度试验、ISOFIX固定点强度试验、行李箱冲击试验以及鞭打试验的仿真模型。分析仿真结果,对不满足法规要求的座椅,研究其原因并提出合理的结构优化方案。总结出满足法规要求且针对汽车座椅安全性能的系统性仿真分析方法和流程,为汽车座椅的设计阶段提供指导要求。最后,用THUMS(Total Human Model for Safety)人体模型替换上述鞭打模型中Bio RID II假人,调整其姿势,重新进行预压泡处理,建立新的鞭打模型并求解。对比相同试验条件下,两种不同类型乘员模型的动态响应和颈部损伤状况。研究结果表明:THUMS人体模型具有较高的生物仿真度,其颈部伤害指数(NIC)、颈部剪切力、颈部扭矩以及上颈部拉力均大于Bio RID II假人。这对进一步提高和完善Bio RID II假人的生物仿真度提供了有价值的参考,对乘员的颈部安全保护和座椅防鞭打设计的研究具有重要意义。