【摘要】：汽車座椅是聯(lián)系駕乘人員和汽車的主要部件,它直接決定著駕乘人員的安全性和舒適性,因此汽車座椅的重要性就不言而喻。關(guān)于汽車座椅的安全性,國家和企業(yè)都制訂了相應(yīng)的法規(guī)和試驗要求,目前,相關(guān)試驗流程、試驗設(shè)備和有限元仿真分析也已十分成熟,這對提升座椅行業(yè)的整體水平和保障駕乘人員的安全性有著重要意義。同時,汽車座椅的振動問題影響著座椅舒適性,而有效提高座椅的模態(tài)頻率是防止產(chǎn)生共振的有效措施之一。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)動態(tài)仿真模型的建立及分析。基于某款汽車座椅的CATIA幾何模型,采用HyperMesh軟件對該座椅進(jìn)行有限元前處理,獲得了座椅的4個動態(tài)工況求解模型,分別是座椅系統(tǒng)強(qiáng)度工況、座椅頭枕性能工況和50%HybridⅢ型假人前后碰工況,然后代入到LS-DYNA軟件中計算得到4個工況的結(jié)果。(2)模態(tài)試驗、模態(tài)仿真模型的分析和驗證。對該款座椅進(jìn)行了模態(tài)試驗,利用模態(tài)置信準(zhǔn)則MAC(Modal Assurance Criterion)、模態(tài)相位共線性MPC(Modal Phase Collinearity)和平均相位偏移MPD(Mean Phase Deflection)3個指標(biāo)驗證了模態(tài)試驗結(jié)果的有效性�？紤]到座椅部分結(jié)構(gòu)建模和參數(shù)提取的難度,對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的剛度參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值分析,得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)對頻率的影響趨勢,并獲得了較小頻率誤差的模態(tài)仿真模型。利用互模態(tài)置信準(zhǔn)則Cross MAC(Cross Modal Assurance Criterion)對仿真模型進(jìn)行了驗證,表明仿真模態(tài)結(jié)果和試驗?zāi)B(tài)結(jié)果吻合得較好。(3)座椅結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的優(yōu)化�；谝勋@得的模態(tài)仿真模型,按照從“概念設(shè)計”到“細(xì)節(jié)設(shè)計”的思路,分別逐步運用模態(tài)應(yīng)變能法、形貌優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、尺寸優(yōu)化和部分工程經(jīng)驗,對該座椅進(jìn)行了模態(tài)頻率的優(yōu)化,其中在尺寸優(yōu)化中添加了座椅典型載荷下的柔度約束。優(yōu)化后的座椅1階頻率為19.64Hz,提升3.06Hz,改善了汽車座椅的振動特性,有效地避免了共振的發(fā)生。(4)優(yōu)化后座椅動態(tài)工況的驗證。在滿足頻率要求后,需要重新對各動態(tài)工況進(jìn)行驗證,將頻率優(yōu)化后的座椅模型代入到其余4個動態(tài)工況中進(jìn)行計算,由于部分工況存在風(fēng)險,對部分零件材料進(jìn)行更換并再驗算,保證最后的座椅模型滿足所有動態(tài)工況的要求。最終,修改后的座椅模型1階頻率提升3.06Hz,且滿足相關(guān)法規(guī)動態(tài)工況的要求,質(zhì)量反而降低了0.31Kg,實現(xiàn)了一定的減重。
【圖文】：

2 座椅動態(tài)工況建模和分析的安全性是座椅的前提要求，因此，需要對座椅進(jìn)結(jié)構(gòu)分析，首先需要對座椅的物理結(jié)構(gòu)有充分的認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉相應(yīng)的測試流程和規(guī)范，并，分析座椅性能并用于后續(xù)的改進(jìn)。構(gòu)成上看，汽車座椅一般由頭枕、靠背、坐墊、調(diào)節(jié)著人們對座椅的要求越來越高，可調(diào)節(jié)裝置也越來和靠背角度調(diào)節(jié)之外，類似腰部和腿部支撐等的舒件主要是用于將座椅上部與汽車相連，并滿足一定個方向的調(diào)節(jié)功能，常見的座椅連接件為四邊形機(jī)

圖 2.2 汽車座椅質(zhì)量分配比例Figure 2.2 Mass Distributions of Automobile Seats骨架，，其余 4 項零部件主要都是為了提高駕乘人員的舒適性，骨礎(chǔ)部件，是其他零部件安裝的基礎(chǔ)，同時也是座椅主要承載的該座椅的安全性。同時，由于骨架占了座椅質(zhì)量的絕大部分，計的主要對象也是骨架部分。因此，關(guān)于汽車座椅的結(jié)構(gòu)仿真要從座椅骨架出發(fā)。動態(tài)工況有限元建模汽車座椅的重要性，不管是國家還是企業(yè)，都對汽車座椅特別相應(yīng)的法規(guī)用來規(guī)范座椅的各項性能，提升了整個座椅行業(yè)的吸引更多的消費者，企業(yè)也做了大量的分析研究，在滿足國家更加嚴(yán)苛的規(guī)范或者國家標(biāo)準(zhǔn)未要求的性能來設(shè)計座椅，進(jìn)一的安全水平，但企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不能完全取代國家標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.836

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2703003