汽車后排座椅安裝點結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

王 偉 段茂才 劉 劍（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

汽車后排座椅安裝點結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

王 偉 段茂才 劉 劍
（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

某轎車在開展兒童座椅固定點強(qiáng)度試驗時，后排座椅鎖鉤與車身鈑金連接處被撕裂，導(dǎo)致實際加載力無法達(dá)到試驗要求，試驗失敗。本文針對安裝座椅鎖鉤處的車身鈑金結(jié)構(gòu)及關(guān)聯(lián)件進(jìn)行分析，提出解決方案，經(jīng)CAE仿真分析，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)滿足ISOFIX強(qiáng)度試驗要求。

ISOFIX；強(qiáng)度試驗；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

ISOFIX（International Standards Organisation FIX）是用來固定兒童座椅的一個標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。ISOFIX系統(tǒng)由兩個下固定點和一個上固定點組成，可以使兒童座椅與車身地板間建立一個剛性的連接。現(xiàn)在美國、歐盟和國內(nèi)法規(guī)都對ISOFIX強(qiáng)度測試提出明確的要求，本文主要針對某轎車兒童座椅固定點強(qiáng)度試驗過程中座椅鎖鉤與側(cè)圍鈑金處被撕裂問題，結(jié)合法規(guī)要求，采用CAE仿真技術(shù)對此處進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。

1 試驗結(jié)果

根據(jù)ECE R14法規(guī)要求，ISOFIX系統(tǒng)強(qiáng)度試驗需開展4項小試驗：分別為正前、左斜、右斜方向的下固定點強(qiáng)度試驗和正前方向的上&下固定點強(qiáng)度試驗。某轎車在開展正前方向的上&下固定點強(qiáng)度試驗時，座椅鎖鉤與車身連接處被撕裂，結(jié)果如圖1所示。

2 缺陷分析

通過分析座椅鎖鉤處車身強(qiáng)度、鎖鉤的三個固定點受力等方面因素，該車型安裝鎖鉤處車身強(qiáng)度不足、鎖鉤的三個固定點應(yīng)力集中且受力不均，導(dǎo)致車身處被撕裂，引起試驗失效。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

考慮到鎖鉤安裝處只有一層鈑金（1.5mm、B210P1），強(qiáng)度不足，無法滿足座椅鎖鉤處所受的拉力。

安裝鎖鉤的三個螺栓受力不均，受到橫向拉力時最外側(cè)螺栓安裝處受力最大，此處鈑金首先被撕裂，其余兩個螺栓無法承受全部拉力也被拉脫，如圖2所示。

結(jié)合以上失效風(fēng)險進(jìn)行分析，需對下部兩個螺栓處鈑金強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，增加螺母板及兩處焊點，以增加受力面積，減小因受力不均帶來的單點撕裂風(fēng)險，如圖3所示。

3.2 凸焊螺母優(yōu)化

為解決車身鈑金上凸焊螺母面積小（邊長12.57mm），受力時對鈑金產(chǎn)生較大應(yīng)力，且方形結(jié)構(gòu)邊角處容易產(chǎn)生

結(jié)語

應(yīng)力集中問題，對凸焊螺母進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。如圖4所示。

3.3 關(guān)聯(lián)件強(qiáng)度分析、優(yōu)化

鎖鉤處鈑金加強(qiáng)后，分析到座椅靠背支腳受力增加，存在強(qiáng)度不足風(fēng)險，將其材料由Qste420變更為Qste550，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

在汽車座椅設(shè)計過程中，車身鈑金處受力分析成為影響ISOFIX系統(tǒng)強(qiáng)度分析的重要組成，方案設(shè)計時要同時考慮鈑金強(qiáng)度、座椅強(qiáng)度、凸焊螺母應(yīng)力分析等因素影響，同時需分析關(guān)聯(lián)零部件受力情況，確定最優(yōu)方案。

[1] ECER14 關(guān)于汽車安全帶安裝固定點認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定[S].

[2]張洪濤，等.ISOFIX固定裝置的技術(shù)要求及試驗方法對比[J].汽車工程師，2009（04）.

[3]曹兆友，等.ISOFIX固定系統(tǒng)的安全性分析[J].汽車工程師，2009 （04）.

[4] 徐國強(qiáng)，路忠鋒.后地板座椅安裝點結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].汽車實用技術(shù)，2013，（02）：42-45.

U463

A

王偉，工作于長城汽車股份有限公司技術(shù)中心、專科學(xué)歷、中級工程師、從事汽車試驗及產(chǎn)品驗證工作。