本文關(guān)鍵詞：汽車座椅靜強(qiáng)度有限元仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在我國(guó)，隨著家庭轎車越來(lái)越多地走進(jìn)人們的生活，汽車的舒適性和安全性開(kāi)始得到越來(lái)越多的關(guān)注。汽車座椅作為汽車中與人直接接觸的部件，其舒適性和安全性研究也開(kāi)始受到汽車用戶和生產(chǎn)制造廠商的重視。 本文按照國(guó)家法規(guī)進(jìn)行座椅靜強(qiáng)度和頭枕后移量試驗(yàn)。為了驗(yàn)證仿真模型的可靠性，本文按照國(guó)家法規(guī)要求進(jìn)行了座椅靜強(qiáng)度和頭枕后移量及頭枕靜強(qiáng)度的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用非電物理量的電測(cè)量法，通過(guò)在座椅骨架測(cè)試點(diǎn)上粘貼的電阻應(yīng)變片在載荷作用下電阻的變化，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值。 根據(jù)座椅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和承受載荷時(shí)的座椅系統(tǒng)的載荷分配情況，本文忽略了座椅軟墊和彈性原件對(duì)座椅靜強(qiáng)度特性的影響，，僅建立了座椅骨架的有限元模型。該模型包含殼單元和梁?jiǎn)卧獌煞N單元類型，共有84391個(gè)結(jié)點(diǎn)和82679個(gè)單元，并對(duì)座椅結(jié)構(gòu)中焊接、螺釘連接、銷連接等連接方式進(jìn)行了簡(jiǎn)化。 參考國(guó)家法規(guī)的有關(guān)規(guī)定，在座椅靜強(qiáng)度和后移量有限元模型的基礎(chǔ)上，本文對(duì)座椅的靜強(qiáng)度特性進(jìn)行了仿真分析。仿真分析時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)選擇加載和約束方式進(jìn)行計(jì)算，使仿真分析的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果更具可比性。通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，測(cè)點(diǎn)應(yīng)力仿真結(jié)果的平均誤差都在15％之內(nèi)，可以認(rèn)為仿真模型具有一定的精度，仿真分析的結(jié)果是有效的，建立模型的方法是可行的。 由于座椅頭枕后移量和靜強(qiáng)度試驗(yàn)加載方法比較復(fù)雜，在進(jìn)行頭枕后移量和靜強(qiáng)度仿真分析時(shí)，對(duì)加載方式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，使模型更加簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)與仿真分析結(jié)果的對(duì)比，證明這種簡(jiǎn)化方法是可行的。 雖然原座椅結(jié)構(gòu)仍能滿足法規(guī)要求，但加工工藝復(fù)雜，且經(jīng)濟(jì)性較差。參考同類座椅結(jié)構(gòu)，我們?cè)诂F(xiàn)有座椅結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對(duì)座椅靠背骨架進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)仿真分析對(duì)比，確定了使用軋制薄壁鋼管結(jié)構(gòu)代替原結(jié)構(gòu)中的沖壓薄板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，并按照國(guó)家法規(guī)進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果顯示，改進(jìn)后的座椅結(jié)構(gòu)完全符合我國(guó)法規(guī)要求，靠背總成質(zhì)量減少了15.45％，且加工工藝更為簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性更好。
【關(guān)鍵詞】：汽車座椅 有限元法 安全性 靜強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：U463.836
【目錄】：

• 獨(dú)創(chuàng)性聲明3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 汽車座椅的結(jié)構(gòu)和分類10-11
• 1.2 汽車座椅的性能11-14
• 1.2.1 汽車座椅的舒適性12
• 1.2.2 汽車座椅的安全性12-14
• 1.3 汽車座椅被動(dòng)安全性研究方法和現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 汽車座椅被動(dòng)安全性研究方法14-15
• 1.3.2 汽車座椅被動(dòng)安全性研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本課題的研究意義和內(nèi)容17-19
• 第二章 座椅靜強(qiáng)度分析模型的建立與簡(jiǎn)化19-31
• 2.1 有限元理論簡(jiǎn)介19
• 2.2 座椅靜強(qiáng)度特性分析軟件平臺(tái)的選擇19-20
• 2.3 座椅結(jié)構(gòu)有限元模型建立的原則20-21
• 2.4 座椅結(jié)構(gòu)有限元模型的建立過(guò)程21-22
• 2.5 座椅結(jié)構(gòu)有限元詳細(xì)模型的建立22-30
• 2.5.1 幾何模型的建立和簡(jiǎn)化22-24
• 2.5.2 座椅骨架常見(jiàn)破壞部件的選擇與簡(jiǎn)化24-27
• 2.5.3 單元的選取與使用27-28
• 2.5.4 連接關(guān)系的模擬和簡(jiǎn)化28-29
• 2.5.5 邊界條件的確定29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 座椅系統(tǒng)靜強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究31-49
• 3.1 座椅系統(tǒng)靜強(qiáng)度法規(guī)31-34
• 3.1.1 座椅總成靜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)31-32
• 3.1.2 座椅靠背靜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)32-33
• 3.1.3 座椅頭枕后移量標(biāo)準(zhǔn)33
• 3.1.4 座椅頭枕靜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)33-34
• 3.2 座椅骨架靜強(qiáng)度試驗(yàn)34-42
• 3.2.1 試驗(yàn)原理34-35
• 3.2.2 測(cè)點(diǎn)的選擇35-38
• 3.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容38-40
• 3.2.3.1 試驗(yàn)儀器和設(shè)備38
• 3.2.3.2 試驗(yàn)方法38-40
• 3.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理40-42
• 3.3 頭枕后移量和頭枕靜強(qiáng)度試驗(yàn)42-44
• 3.3.1 試驗(yàn)原理42
• 3.3.2 試驗(yàn)儀器和設(shè)備42-43
• 3.3.3 試驗(yàn)內(nèi)容43-44
• 3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果44
• 3.4 試驗(yàn)誤差分析44-48
• 3.4.1 試驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因44-48
• 3.4.2 減小試驗(yàn)誤差的方法48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 座椅靜強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果分析49-61
• 4.1 座椅總成靜強(qiáng)度仿真分析49-52
• 4.1.1 座椅總成靜強(qiáng)度仿真分析模型和加載方式49-50
• 4.1.2 座椅總成靜強(qiáng)度分析結(jié)果50-52
• 4.2 座椅靠背靜強(qiáng)度仿真分析52-54
• 4.2.1 座椅靠背靜強(qiáng)度仿真分析模型和加載方式52
• 4.2.2 座椅靠背靜強(qiáng)度分析結(jié)果52-54
• 4.3 座椅頭枕后移量仿真分析54-57
• 4.3.1 座椅頭枕后移量仿真分析模型和加載方式55-56
• 4.3.2 座椅頭枕后移量仿真分析結(jié)果56-57
• 4.4 座椅頭枕靜強(qiáng)度仿真分析57-58
• 4.5 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差分析58-60
• 4.5.1 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差產(chǎn)生原因58-59
• 4.5.2 減小仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果誤差的方法59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 座椅部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)61-72
• 5.1 沖壓薄板靠背骨架與軋制型材靠背骨架比較61-64
• 5.2 座椅靠背骨架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化64
• 5.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真分析64-69
• 5.3.1 座椅靠背加載條件下優(yōu)化結(jié)構(gòu)對(duì)比仿真分析65-67
• 5.3.2 頭枕加載條件下優(yōu)化結(jié)構(gòu)的對(duì)比仿真分析67-69
• 5.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的確定69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：289681