某汽车座椅头枕安全性仿真分析及优化
发布时间：2021-09-23 07:24
当发生追尾事故时汽车尾部会产生巨大的冲击力,乘员的头部由于惯性会向后运动导致与胸部的相对位移量过大,造成乘员的颈部受到损伤。大量试验表明,头枕可以限制成年乘员头部相对于其躯干向后移动,有效地吸收外部对乘员的冲击能量,减轻碰撞外力对人头部和颈椎的损伤程度,所以,开发一个安全性极高的座椅头枕用来保护乘员头颈部的安全是非常有必要的。本课题应用HyperMesh前处理、Ls-dyna和Radioss求解器、HyperView后处理器对某汽车座椅头枕的安全性进行仿真试验分析,为座椅结构的改进和优化提供了可行性的依据,具体的研究内容包括以下几个方面:（1）建立座椅的有限元仿真分析模型,包括网格的划分、边界条件的确定、单元类型的选择、连接关系的设置、材料属性的设置等工作。（2）对座椅头枕静强度试验进行了仿真分析。应用HyperMesh前处理软件建立该座椅的有限元模型,按照法规GB11550-2009的加载要求运用Ls-dyna求解器对座椅头枕的静强度进行仿真分析。通过仿真分析结果可知该座椅头枕静强度不满足法规要求,因此需要对座椅头枕杆骨架进行改进,本课题提出了在头枕杆中间位置处增加一个加强筋和更改头...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２追尾事故中乘员受伤情况图??Ｉ＇ｉｇｕｒｃ?１．２?Ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ｏｃｃｕｐａｎｔ?ｉｎｊｕｉｙ?ｉｎ?ｒｅａｒ－ｅｎｄ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??５??
第一章绪论?硕士研宄生学位论文??１．５．１头枕的结构与分类??汽车座椅头枕结构由头枕杆骨架、头枕软垫、头枕调节装置三大部分组成［｜８－２２］。??目前市面上的汽车座椅头枕有几种普遍的种类，例如分离式头枕、整体式头枕以及??嵌入式头枕，分别如图Ｕ?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）所示。??（ａ）分离式头枕?（ｂ）整体式头枕?（ｃ）嵌入式头枕??（ａ）?Ｓｅｐａｒａｔｅ?ｈｅａｄｒｅｓｔ?（ｂ）?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｈｅａｄｒｅｓｔ?（ｃ）?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?ｈｅａｄｒｅｓｔ??图１．３各类座椅头枕??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｈｅａｄｒｅｓｔｓ??汽车头枕分为固定式和非固定式两种［２３］。在大型车辆上一般采用固定式的头枕结??构，即头枕与靠背是一体不可分拆的。而在小型汽车上多采用非固定式的头枕结构，即??头枕与靠背是可以分离的，头枕是一个单独的结构，可以通过某些固定装置将其固定在??靠背上。现在大多数轿车的座椅头枕都是可以灵活调节的，更满足乘员的需求，安全性??也更高，所以为了更好的保护乘员的头颈部安全，头枕应当选择非固定式的，这样不同??身高的乘员都可以将头枕调节到适合自己的位置。??１．５．２头枕的结构的材料??目前市场上的头枕结构最外层的蒙皮主要采用皮质、皮质和鹿皮绒结合材质、编织??材质等几种。中间部分的软垫材料通常采用安全性高的聚氨酯泡沫材料灌装制成的，聚??氨酯原料有很多种类，制备工艺也有多种形式，可以满足用户的不同需求。常见的聚氨??酯类别有：ＰＵ软泡沫、ＰＵ硬泡沫、聚氨酯弹性体等，本课题的头枕发泡采用的是高弹??性泡沬，是属于ＰＵ软泡的一种，它的回弹性好、乘坐舒适、制造工
?０?０??Ｃ?ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ??ｎｏｄｅｔｏｌ＝??０?１０?０?［７?ｍｉｘｅｄ?ｐｒｏｐｅｉ＾ｗａｍｉｎｇ??Ｃ?ｃｄｏｆｓ??（ｅｔｏ?ａｎｇｌｅ－－??３?０?０?０?０?厂?ｒｅｔａｉｎ?ｔｏａｄｓ／Ｋ＾ｓ??Ｃ?ｐａｇｅ?ｎａｍｅｓ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｒｅｖｉｓｅ?▼！?—ｃｅｄ?纖?ｓｈ?｜「１測ｄｉＷａｔｅｆＨ３Ｄａｅａｊ〇ｎ??Ｃ?ｇｒａｐｈｉｃｓ?ｌｉｅｓ?「ａｌｌｏｗ?ｄｕｐｌｉｃａｌｅ?ＩＤｓ?ｂ?＇?－ｉｆｅ?ｔ??图２．２?２Ｄ网格划分面板??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?２Ｄ?ｍｅｓｈｉｎｇ?ｐａｎｅｌ??在对每个零部件划分网格结束后需要对其划分的网格质量进行检查，通常有两种检??查办法。第一种通过我们前面设置网格尺寸的控制面板来进行检查，例如点击图２．３单??元检查控制面板中的某一个指定参数的图标，如果零件中有某一个或者多个网格不符合??要求，它们的颜色为会发生变化以示提醒。第二种方法就是使用图２．４中的质量优化面??板来进行修改，进行此操作ｎｊ■以观察到全部有问题的网格，我们可以直接点击优化选项??也可以使用图２．５中的单元编辑面板手动进行修改。??：被々个０影１：＊鲁令令：：９：合??Ｃ?１－ｄ?Ｉｒｉａｓ：??＾?２－ｄ?ｙｍ｜＞?｜?５￣０?０?０?丨３＿?｜?３．７?５?０?；：?＾ｌｉｎａｎｇｉｅ?ｌ｜＜?｜?ＦＩ￣０?０?０??Ｃ?Ｈ?：：鄉ｅｄ?：＞?｜?５￣ＴＦＴ?§ＢＨｉＷ＞?Ｉ?１?０?０?０?０?－?！ｉ＇ｉｅｔｓｆｔｇ＞ｆｒ?｜?Ｍ?０￣０?０?０??Ｃ?ｋｍ￡?麵?＞?！?ｆｌ￣［?０?Ｃ?｜?９￣７?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车生产及营销行业的发展趋势[J]. 韩道静. 辽宁经济. 2018(10)
[2]汽车后排座椅头枕试验失效及优化分析[J]. 张升波,刘秀分,王海红. 北京汽车. 2018(04)
[3]模态贡献量在客车后排座椅振动分析的应用[J]. 叶松奎,侯亮,吴长风. 客车技术与研究. 2018(04)
[4]一种汽车座椅模态测试布点方法的研究[J]. 李旭伟,田程,王纯. 时代汽车. 2018(06)
[5]汽车座椅头枕结构对碰撞吸能性的影响[J]. 陈明刚,孟正华,周磊,危学兵. 机械设计与制造. 2018(02)
[6]汽车座椅骨架结构的拓扑优化分析[J]. 唐国强. 时代汽车. 2018(01)
[7]Distributed receding horizon control for fuel-efficient and safe vehicle platooning[J]. WANG Qiong,GUO Ge,CAI Bin Bin. Science China（Technological Sciences）. 2016(12)
[8]摆锤式汽车座椅头枕吸能性试验台的设计[J]. 姜涛,张桂林,高俊鹏,李会明. 机械设计与制造. 2016(03)
[9]汽车座椅头枕及靠背静强度试验研究[J]. 石俊伟,陈俊杰,陈英杰. 北京汽车. 2014(06)
[10]主动式安全头枕的开发与仿真研究[J]. 曹立波,李正坤,龚永坚. 汽车工程. 2014(06)
硕士论文
[1]汽车驾驶座椅结构设计及其有限元仿真分析[D]. 陈诲.东北大学 2010
[2]轿车驾驶员座椅强度特性有限元分析与仿真研究[D]. 常学兴.吉林大学 2009
[3]汽车座椅静强度改进设计及头枕安全性分析[D]. 段昀辉.吉林大学 2004
本文编号：3405289
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２追尾事故中乘员受伤情况图??Ｉ＇ｉｇｕｒｃ?１．２?Ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ｏｃｃｕｐａｎｔ?ｉｎｊｕｉｙ?ｉｎ?ｒｅａｒ－ｅｎｄ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??５??
第一章绪论?硕士研宄生学位论文??１．５．１头枕的结构与分类??汽车座椅头枕结构由头枕杆骨架、头枕软垫、头枕调节装置三大部分组成［｜８－２２］。??目前市面上的汽车座椅头枕有几种普遍的种类，例如分离式头枕、整体式头枕以及??嵌入式头枕，分别如图Ｕ?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）所示。??（ａ）分离式头枕?（ｂ）整体式头枕?（ｃ）嵌入式头枕??（ａ）?Ｓｅｐａｒａｔｅ?ｈｅａｄｒｅｓｔ?（ｂ）?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ｈｅａｄｒｅｓｔ?（ｃ）?Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?ｈｅａｄｒｅｓｔ??图１．３各类座椅头枕??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｈｅａｄｒｅｓｔｓ??汽车头枕分为固定式和非固定式两种［２３］。在大型车辆上一般采用固定式的头枕结??构，即头枕与靠背是一体不可分拆的。而在小型汽车上多采用非固定式的头枕结构，即??头枕与靠背是可以分离的，头枕是一个单独的结构，可以通过某些固定装置将其固定在??靠背上。现在大多数轿车的座椅头枕都是可以灵活调节的，更满足乘员的需求，安全性??也更高，所以为了更好的保护乘员的头颈部安全，头枕应当选择非固定式的，这样不同??身高的乘员都可以将头枕调节到适合自己的位置。??１．５．２头枕的结构的材料??目前市场上的头枕结构最外层的蒙皮主要采用皮质、皮质和鹿皮绒结合材质、编织??材质等几种。中间部分的软垫材料通常采用安全性高的聚氨酯泡沫材料灌装制成的，聚??氨酯原料有很多种类，制备工艺也有多种形式，可以满足用户的不同需求。常见的聚氨??酯类别有：ＰＵ软泡沫、ＰＵ硬泡沫、聚氨酯弹性体等，本课题的头枕发泡采用的是高弹??性泡沬，是属于ＰＵ软泡的一种，它的回弹性好、乘坐舒适、制造工
?０?０??Ｃ?ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ??ｎｏｄｅｔｏｌ＝??０?１０?０?［７?ｍｉｘｅｄ?ｐｒｏｐｅｉ＾ｗａｍｉｎｇ??Ｃ?ｃｄｏｆｓ??（ｅｔｏ?ａｎｇｌｅ－－??３?０?０?０?０?厂?ｒｅｔａｉｎ?ｔｏａｄｓ／Ｋ＾ｓ??Ｃ?ｐａｇｅ?ｎａｍｅｓ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｒｅｖｉｓｅ?▼！?—ｃｅｄ?纖?ｓｈ?｜「１測ｄｉＷａｔｅｆＨ３Ｄａｅａｊ〇ｎ??Ｃ?ｇｒａｐｈｉｃｓ?ｌｉｅｓ?「ａｌｌｏｗ?ｄｕｐｌｉｃａｌｅ?ＩＤｓ?ｂ?＇?－ｉｆｅ?ｔ??图２．２?２Ｄ网格划分面板??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?２Ｄ?ｍｅｓｈｉｎｇ?ｐａｎｅｌ??在对每个零部件划分网格结束后需要对其划分的网格质量进行检查，通常有两种检??查办法。第一种通过我们前面设置网格尺寸的控制面板来进行检查，例如点击图２．３单??元检查控制面板中的某一个指定参数的图标，如果零件中有某一个或者多个网格不符合??要求，它们的颜色为会发生变化以示提醒。第二种方法就是使用图２．４中的质量优化面??板来进行修改，进行此操作ｎｊ■以观察到全部有问题的网格，我们可以直接点击优化选项??也可以使用图２．５中的单元编辑面板手动进行修改。??：被々个０影１：＊鲁令令：：９：合??Ｃ?１－ｄ?Ｉｒｉａｓ：??＾?２－ｄ?ｙｍ｜＞?｜?５￣０?０?０?丨３＿?｜?３．７?５?０?；：?＾ｌｉｎａｎｇｉｅ?ｌ｜＜?｜?ＦＩ￣０?０?０??Ｃ?Ｈ?：：鄉ｅｄ?：＞?｜?５￣ＴＦＴ?§ＢＨｉＷ＞?Ｉ?１?０?０?０?０?－?！ｉ＇ｉｅｔｓｆｔｇ＞ｆｒ?｜?Ｍ?０￣０?０?０??Ｃ?ｋｍ￡?麵?＞?！?ｆｌ￣［?０?Ｃ?｜?９￣７?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车生产及营销行业的发展趋势[J]. 韩道静. 辽宁经济. 2018(10)
[2]汽车后排座椅头枕试验失效及优化分析[J]. 张升波,刘秀分,王海红. 北京汽车. 2018(04)
[3]模态贡献量在客车后排座椅振动分析的应用[J]. 叶松奎,侯亮,吴长风. 客车技术与研究. 2018(04)
[4]一种汽车座椅模态测试布点方法的研究[J]. 李旭伟,田程,王纯. 时代汽车. 2018(06)
[5]汽车座椅头枕结构对碰撞吸能性的影响[J]. 陈明刚,孟正华,周磊,危学兵. 机械设计与制造. 2018(02)
[6]汽车座椅骨架结构的拓扑优化分析[J]. 唐国强. 时代汽车. 2018(01)
[7]Distributed receding horizon control for fuel-efficient and safe vehicle platooning[J]. WANG Qiong,GUO Ge,CAI Bin Bin. Science China（Technological Sciences）. 2016(12)
[8]摆锤式汽车座椅头枕吸能性试验台的设计[J]. 姜涛,张桂林,高俊鹏,李会明. 机械设计与制造. 2016(03)
[9]汽车座椅头枕及靠背静强度试验研究[J]. 石俊伟,陈俊杰,陈英杰. 北京汽车. 2014(06)
[10]主动式安全头枕的开发与仿真研究[J]. 曹立波,李正坤,龚永坚. 汽车工程. 2014(06)
硕士论文
[1]汽车驾驶座椅结构设计及其有限元仿真分析[D]. 陈诲.东北大学 2010
[2]轿车驾驶员座椅强度特性有限元分析与仿真研究[D]. 常学兴.吉林大学 2009
[3]汽车座椅静强度改进设计及头枕安全性分析[D]. 段昀辉.吉林大学 2004
本文编号：3405289
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