某款MPV车型驾驶员安全带固定点布置优化及强度分析

发布时间：2020-07-18 16:37

【摘要】：汽车安全带作为被动安全系统的重要部件,已被国家法规强制要求安装。GB14167-2013对安全带有效固定点的布置区域和固定点强度均有明确要求。尽管用户已意识到安全带的重要性,但常常会因不舒适而厌倦佩戴安全带。优化安全带固定点的布置,改善安全带的佩戴舒适性,对提高安全带佩戴率有重要的意义。首先,本文以某款MPV车型为研究对象,在上有效固定点、带扣侧有效固定点和非带扣侧固定点的位置满足法规要求的基础上,在RAMSIS软件中进行安全带佩戴仿真。根据驾驶姿态的不舒适性数值评价汽车驾驶舱的布置效果,采用Manikin法模拟安全带佩戴形态,分析佩戴结果。结果表明,中国95th百分位和50th百分位男性人体满足要求,5th百分位女性人体未满足要求。其次,本文探究了RAMSIS软件中安全带佩戴结果的影响因素,并通过试验结果与仿真结果的对比,验证了安全带仿真模型具有较高的可靠性。结果表明,在小范围内人体躯干角的影响很小,非带扣侧有效固定点几乎没有影响;影响显著的因素主要包括:人体H点在X、Y方向的位置、人体关键尺寸(如坐高尺寸、腰围尺寸以及胸厚尺寸)、安全带上有效固定点位置和带扣侧有效固定点位置。再次,通过修正GB 10000-1988中的人体尺寸数据,创建新的三种百分位人体模型,改进安全带佩戴仿真模型,并优化安全带上有效固定点的位置,三种百分位人体能够全部满足安全带佩戴舒适性要求。最后,本文对位置优化后的安全带固定点进行了强度仿真及试验验证。先使用Hypermesh软件建立车身、座椅、人体及安全带的有限元模型,其中模型的简化能有效减少计算资源的浪费,满足网格质量要求能降低计算报错的风险,使用混合单元算法能同时保证仿真精度和计算效率,采用正弦函数加载更加符合准静态的真实情况。再使用LS-DYNA软件中显式分析算法进行求解,最终通过HyperView查看计算结果。结果表明,几处关键部位均满足材料抗拉应变要求,并一次性通过法规试验。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.61
【图文】：

安全带,线段,体躯,躯干

图 1.1 有效固定点与固定点安全带有效固定点在布置时必须满足国家的标准要求，具体要求如下[14]：1. 上有效固定点位置：根据安全带肩带纵向中心线经过 J1点时固定点的位置状况来判断上有效固定点的位置，见图 1.2、图 1.3。从 R 点开始，用下述三条线段确定 J1点：RZ：从 R 点向上沿躯干线截取长 530mm 的线段；ZX：从 Z 点沿着与座椅的纵向中心面相垂直的方向，并向固定点方向截取120mm 长的线段；XJ1：从 X 点沿着与线段 RZ 和线段 ZX 确定的平面垂直的直线，向前方截取60mm 长的线段。J2点和 J1点左右对称于通过人体躯干线的纵向铅垂平面，这里的人体躯干线是指设计状态下在座椅上摆放的人体模型的躯干线。安全带上有效固定点处在与座椅纵向中心平面垂直并且与人体躯干线成 65 (a) 安全带上侧(b) 安全带带扣侧

安全带,靠背,座椅

图 1.2 安全带有效固定点的范围图 1.3 安全带上有效固定点范围2. M1类车辆的 α1(非带扣侧)应该限制在 30 ～80 范围内，α2(带扣侧)应 45 ～80 范围内。对于前排座椅全部能够正常移动的位置，角度要求同部正常乘坐的位置，1 和2 两者之间必有一个固定值时(比如安装在座定点)，大小应该是 60 10 。对于可以调节靠背角的座椅，当靠背角不超

安全带,范围,靠背,座椅

5图 1.3 安全带上有效固定点范围2. M1类车辆的 α1(非带扣侧)应该限制在 30 ～80 范围内，α2(带扣侧)应 45 ～80 范围内。对于前排座椅全部能够正常移动的位置，角度要求同部正常乘坐的位置，1 和2 两者之间必有一个固定值时(比如安装在座定点)，大小应该是 60 10 。对于可以调节靠背角的座椅，当靠背角不超

【参考文献】