摘要：汽車出現(xiàn)碰撞事故或者是翻滾的情況下，安全帶可以將乘車人員緊緊的約束在座椅之上，防止乘車人員身體飛出窗外或者與車內(nèi)的物品產(chǎn)生二次碰撞，盡可能的降低乘車人員受到的傷害。在對汽車碰撞事故進(jìn)行統(tǒng)計的過程中，發(fā)現(xiàn)乘車人員受到傷害的很大一部分原因是因為乘車人員與座椅、儀表等其他車內(nèi)的物品進(jìn)行產(chǎn)生了二次碰撞或者安全帶的牢固裝置失效導(dǎo)致的，所以在汽車生產(chǎn)的過程中必須加強(qiáng)對座椅安全帶固定點(diǎn)的重視。

關(guān)鍵詞：座椅；安全帶；強(qiáng)度

汽車座椅在制造的過程中不僅需要為乘客提供相應(yīng)的舒適性，還需要在汽車發(fā)生碰撞時對乘客的生命起到一定的安全保護(hù)作用，在對汽車座椅安全帶固定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要保證安全帶固定點(diǎn)的強(qiáng)度能夠滿足相應(yīng)的法律規(guī)定。能夠滿足車輛《公告》實驗的強(qiáng)制性檢測指標(biāo)，在汽車發(fā)生碰撞事故的時候，安全帶固定點(diǎn)的周邊區(qū)域產(chǎn)生撕裂或者斷裂的情況，都會造成駕駛?cè)藛T或者乘客出現(xiàn)生命傷亡的情況。

GB 14167-2013《汽車安全帶固定點(diǎn)、ISOFIX固定點(diǎn)系統(tǒng)及上拉帶固定點(diǎn)》規(guī)定中要求，在規(guī)定的時間內(nèi)承受實驗要求的載荷情況下，安全帶固定點(diǎn)的強(qiáng)度必須要保證安全帶不會出現(xiàn)脫落的情況，但允許固定點(diǎn)或者周圍區(qū)域有永久變形情況的出現(xiàn)，主要包括斷裂或者是產(chǎn)生裂紋的情況，這樣可以在汽車出現(xiàn)碰撞的過程中更好的保護(hù)乘員的生命安全。很多座椅企業(yè)在汽車座椅生產(chǎn)的過程中都提出了高于目前座椅法規(guī)的產(chǎn)品性能要求。

1安全帶固定點(diǎn)法規(guī)與試驗簡介

在GB 14167-2013規(guī)定中對于M1類型的汽車座椅安全帶進(jìn)行設(shè)計的時候，對座椅安全帶的配置、設(shè)置的形式、固定點(diǎn)強(qiáng)度的實驗方式進(jìn)行詳細(xì)的分析。（1）在汽車座椅安全帶設(shè)計的過程中，可以使用三點(diǎn)式的方式進(jìn)行設(shè)計，同時還需要加強(qiáng)對安全帶固定點(diǎn)強(qiáng)度的測試，保證安全帶能夠正常的使用。（2）可以按照圖1的方式對安全帶進(jìn)行試驗加載，沿著水平方向?qū)囕v縱向中心的平面進(jìn)行設(shè)計，并且保證其與水平面成向上的10°±5°的角度，在對汽車安全帶固定點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度試驗的過程中，需要施加（13500+200）N的載荷。

選擇一輛合適的汽車并切除車身前艙部分，這樣可以方便對汽車的安全帶進(jìn)行實驗加載，然后通過前后懸架和前后門檻車身固定到地面上，前后門檻的固定位置需要滿足距離安全帶固定點(diǎn)錢放不得小于500mm，后方不得小于300mm。并且不對固定點(diǎn)和周圍的部件進(jìn)行加固。在汽車座椅安裝設(shè)計的過程中，需要按照設(shè)計的要求將座椅固定到汽車車身上，按照國際的要求和螺栓的規(guī)定扭距標(biāo)準(zhǔn)，對汽車安全帶進(jìn)行安裝。對汽車安全帶進(jìn)行荷載檢驗，施加載荷時先進(jìn)行10%的預(yù)加載，然后在4s之內(nèi)將標(biāo)準(zhǔn)值增加到國際標(biāo)準(zhǔn)，并保持0.2s，對安全帶進(jìn)行試驗的時候，允許安全帶固定點(diǎn)周圍區(qū)域出現(xiàn)塑性變形，主要包括斷裂或者產(chǎn)生裂紋，但是對于所有的安全帶固定點(diǎn)不得使其失效，此外在對汽車安全帶的固定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置的時候，前向位移不得超過RC平面。

2汽車前排座椅有限元模型建立

在對汽車前排座椅進(jìn)行有限元分析之前，需要使用三維軟件CATIA來完成汽車前排座椅、安全帶、假人模型上肢與臀部幾何建模，采用有限元分析的潤阿金建設(shè)模型，有限元零部件的主要尺寸大小應(yīng)該控制在5mm，為了能夠有效的提升CAE分析的可靠性，在部分關(guān)鍵受力點(diǎn)網(wǎng)格尺寸應(yīng)該盡量的減少，網(wǎng)格單元質(zhì)量要求如表1所列。

3仿真結(jié)果分析

汽車座在安裝的過程中，卷收器安裝板、調(diào)角器下邊板和中間前支撐腿很容易出現(xiàn)變形。特別是卷收器安裝板和調(diào)節(jié)腳下邊板很容易出現(xiàn)穩(wěn)定性不足的情況，其中最大的有效塑性應(yīng)變值為0.560和10.375。該數(shù)值已經(jīng)超過應(yīng)對材料的失效了應(yīng)變，這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生斷裂的情況，不能夠滿足汽車座椅安全性能及其相關(guān)的強(qiáng)度要求。汽車骨架變形較為嚴(yán)重，主要是因為傳統(tǒng)中間兩點(diǎn)式安全帶的座椅在進(jìn)行改進(jìn)的過程中，中間座椅卷收器安裝板和前支撐腿的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計方式不準(zhǔn)確，導(dǎo)致傳力路徑上的兩個部件之間的連接強(qiáng)不合理。這樣導(dǎo)致兩個部件之間連接處的強(qiáng)度損失較大，出現(xiàn)變形的情況，靠背失穩(wěn)以致于上固定點(diǎn)前向位移超過RC平面。

4改進(jìn)方案

在對汽車座椅安全帶固定點(diǎn)的強(qiáng)度進(jìn)行分析的時候，可以使用加強(qiáng)件的方式提升固定點(diǎn)的強(qiáng)度，加強(qiáng)件只要能夠有效地覆蓋到高度調(diào)節(jié)器的安裝孔洞上就可以了，并且加強(qiáng)件的重量很輕，能夠保證汽車座椅生產(chǎn)的重量滿足相關(guān)的規(guī)定要求。同時加強(qiáng)件制造的材料非常廣泛，在進(jìn)行改進(jìn)的過程中，考慮到成本的問題，可以選擇沖壓件來進(jìn)行設(shè)計，這樣可以有效的節(jié)省安全帶制造的成本，同時還能保證安全帶固定點(diǎn)的強(qiáng)度，加強(qiáng)件的厚度應(yīng)該設(shè)置為1mm。對于改進(jìn)后的安全帶固定點(diǎn)模型進(jìn)行強(qiáng)度測試。改進(jìn)之后的方案測試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果，汽車座椅也能夠承受相關(guān)的負(fù)荷，在對汽車安全帶上的固定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計的時候，應(yīng)該將計算應(yīng)變成0.1 67，相關(guān)加強(qiáng)件的材料抗拉力應(yīng)該控制在0.2。安全帶固定點(diǎn)在安裝的過程中，應(yīng)該保證計算值小于材料允許的抗拉力應(yīng)變量，這樣能夠有效地保證安全帶固定點(diǎn)的強(qiáng)度。