王雄华 李兵 侯黎恒 邱恺
广州广汽优利得汽车内饰系统研发有限公司 广州 510800
摘要：本文借助于HyperMesh和HyperCrash模块对座椅前冲击建模，并使用RADIOSS求解器分析，考查设计过程中的座椅部件是否满足性能需求，达到良好的防潜效果。
关键字：HyperCrash, RADIOSS, 座椅, 前冲击, 防潜
1概述
随着中国汽车行业的高速发展，汽车的需求量也越来越大，汽车安全性能也日益成为国内消费者购买汽车时的重要参考因素。汽车的正面碰撞是众多事故中较常见的交通事故，也是CNCAP等要求测试项目。座椅作为汽车被动安全不可或缺的一部分，在车辆事故发生时起到了保护乘员、减少伤害的作用。在正面碰撞中，主要考查座椅对乘员的防潜功能，以及座椅本身的结构在冲击过程中是否对成员造成二次伤害。
2有限元模型的建立
2.1座椅部件模型
座椅部件主要由金属材料和合棉组成。为尽可能的考查座椅部件的细节情况，金属部件网格以最小单元尺寸为0.5mm，warpages 20°，the aspect ratio 5，Jacobian 0.7作为检查基准。合棉用六面体网格表示。螺栓采用HyperCrash内默认的bolt连接方式，焊接用Spotweld方式处理。部分地方采用刚性连接。车身地板用简单的治具代替。
2.2假人导入和乘员约束系统建立
此前冲击分析使用的Hybird Ⅲ 50th刚性假人。根据HP点坐标和躯干角角度确定假人位置，并调节假人坐姿。根据车体三点式安全带上、下固定点及安全带锁扣固定点坐标确定肩、腰部安全带。安全带滑轮采用HyperCrash里的3nodes-spring方式处理。整体模型单元数量在20万左右。
2.3接触关系建立
模型中座椅本身部件采用自接触方式处理。假人与合棉之间、假人与安全带之间采用contact type7处理，其中根据合棉的实际情况确定摩擦系数。假人脚部和车身之间采用contact type10处理。
2.4边界条件确定
此分析初始速度为56km/h的前冲击分析。加速度波形为正弦波，峰值36g，脉冲时间为110ms，要求在35ms内保持20g以上的加速度区间。根据载荷要求，确定模型中加速度施加对象，并对相关部件建立边界约束条件。
3结果分析
根据前冲击分析条件，模型采用RADIOSS求解器计算，得到座椅和假人等相关分析结果，并与试验进行比较。
图1显示，在冲击过程中，假人向前滑移的最大位置图。结果表明，在前冲击中，由于惯性作用，假人向前滑移。在此过程中假人并未完全滑至座椅前端面，座椅发挥了防潜效果。
