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某商用车座椅的振动特性和强度研究及结构改进

发布时间:2020-07-28 19:29
【摘要】:随着我国汽车保有量的迅速增加及汽车设计技术的飞速发展,良好的安全性和舒适性已成为汽车具有竞争力的重要优势。汽车座椅作为与人体直接接触的部分,直接影响了乘员的舒适性,且当汽车发生碰撞事故时,汽车座椅系统能够在很大程度上保护车内乘员以减少伤害。因此,对汽车座椅的安全性和舒适性进行研究具有重要的理论意义与工程应用价值。本文依托重庆长安汽车公司的商用车开发项目,对某商用车中排座椅的振动及强度性能进行研究,针对研究中出现的座椅靠背振幅过大以及安全带固定点强度不达标的问题,进行原因探索及改进设计,并对改进方案进行了试验验证。论文的主要研究内容及结果如下:1、建立了中排座椅的有限元模型,对中排座椅进行模态分析获得了结构的固有振动特性;对中排座椅和白车身模型进行VTF(振动传递函数)仿真分析,获得了其振动传递函数;进行了台架振动扫频试验,通过仿真与试验结果对比可知,VTF仿真分析得出的振动曲线趋势与试验结果吻合,最大振动峰值所对应的频率误差最高为5.8%,验证了仿真模型的精度。2、为了较全面地考虑座椅结构的强度性能,根据座椅强度相关的法规要求,主要选取安全带固定点强度、行李箱碰撞强度和ISOFIX固定点强度进行了分析。分析结果表明,汽车座椅安全带固定点强度指标中的座椅靠背前向位移超过RC平面22.9mm,不满足法规要求,行李箱碰撞强度和ISOFIX固定点强度均满足法规要求。在安全带固定点强度分析结果中,座椅结构本身的最大应变值出现在四分座椅左侧调角器上连接板处,其值为0.118;座椅地板安装孔处出现最大应变值,其值为0.186。3、根据座椅振动和强度性能的分析结果,可知座椅地板薄弱是影响座椅靠背振幅过大和安全带固定点强度性能不达标的关键因素,提出了座椅地板结构改进方案。改进后的座椅振动峰值降低了 67%,主观评价抖动现象消除;并且该方案在安全带固定点强度试验中增强效果较明显,改进后靠背前向位移减小146mm,未超过RC平面,试验结果满足法规要求。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U463.836
【图文】:

座椅,四分,中排,几何模型


位论文逦某商用车座椅的振动特齿轮结构用简单的几何代替。逡逑和蒙皮为了满足乘坐舒适性,其形状复杂不此进行网格划分,不仅大大增加工作量,而精度。由于其形状复杂且对座椅模态的影响一定的影响,因此本文采用RB3单元将泡沫点上赋予质量,从而模拟其质量的分布。逡逑

座椅,四分,模态,中排


没有连接状态,故建立边界条件时只需在地脚的四个安装孔部位施加全自由度的逡逑约束。逡逑汽车中排四分座椅模态有限元模型如图3.2所示。逡逑徽逡逑图3.2汽车中排四分座椅模态有限元模型逡逑Fig.3.2邋The邋finite邋element邋model邋of邋the邋modes邋about邋middle邋row邋seat逡逑3.1.2座椅模态仿真结果分析逡逑正常人体对于环境振动最为敏感的频率范围为0-80HZN1,因此设置模态求解逡逑频率范围为0-80HZ,利用NASTRAN软件进行求解,提取范围内所有模态值。表逡逑17逡逑

振型图,座椅,模态,振型


逦76.79逡逑从表3.3中的模态分析结果可以看出,座椅低阶模态主要表现为第1阶前后逡逑俯仰模态和第2阶左右摆动模态,分别为19.63HZ和23.58HZ。图3.3为第1阶和逡逑第2阶模态振型图,为下一步的振动分析提供了重要参考依据。逡逑Contour邋Plot逦Mode#2.Frequency邋=邋1.963e+001Hz邋Contour邋Plot逦Mode#3.Frequency=邋2.358e+001Hz逡逑Strain邋Energy(Strain邋Energy)逦Frame邋4邋Strain邋Energy(Strain邋Energy)逦Frame邋4逡逑巧二9e逦:邋-邋.逦SleAEvSse逦"逦'逡逑-2.924E+01逦U逦-3.861邋E+01逦#逦1逡逑-2.438E+01逦#?:邋'/邋/逦r3.219E+01逦#逡逑-1.952E+01逦g邋>:邋'邋M逦-2.577E+01逦/逦#逦|邋U逡逑-1.466E+01逦#逦-1.936E+01逦;'逦#逡逑9.798E+00逦/邋腰)\d逦■邋-1.294E+01逦'逦■逡逑-4.937E+00逦if邋'邋-邋-M逦6.526E+00逦I逦逦如—9逡逑■-7.609E-02逦■:垂逦■-1.098E-01逡逑Max邋=邋4.382E+01逦M逦Max邋=邋5.786E+01逦,邋J逡逑Node邋1569774逦If逦Node邋1572205逦-邋f逦1逡逑Min邋=邋7.609E-02逦Mg逦Min邋=邋1.098E-01逦

【参考文献】

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本文编号:2773336

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