镁合金座椅设计及动态行李碰撞仿真
AZ31B镁合金动态力学行为的研究
AZ31B镁合金动态力学行为的研究镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、良好的铸造性能、较强的电磁屏蔽能力以及易于再生利用等一系列独特的优点,被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的材料”。
其结构件在汽车、飞机、计算机、通讯等领域获得了日益广泛的应用。
由于具有良好的延展率和较高的强度等优点,AZ31B变形镁合金是目前应用最广泛的挤压变形镁合金。
在镁合金的应用中,冲击与循环等动态载荷的作用不可避免,因此对变形镁合金的动态力学行为与组织结构之间关系的研究,对变形镁合金结构件的安全设计及合理使用具有重要的指导意义。
本文主要针对AZ31B变形镁合金挤压棒材的动态拉伸、快速冲击和低周疲劳行为进行了研究,探讨了不同载荷条件下的塑性变形机制以及织构对变形机制和动态力学行为的影响。
研究结果表明,具有{0001}//ED织构的样品(轴向样品)在普通拉伸条件下,其真应力-真应变曲线呈现下凹形,而具有拉伸轴沿<0001>-<11-20>和<0001>-<10-10>织构分布的样品(径向样品),其真应力-真应变曲线为直线形；而在动态拉伸条件下,大量{10-12}拉伸孪生的开动导致了真应力-真应变曲线中平台的出现,并且随着孪生数量的增加平台宽度也增大,轴向样品曲线平台出现在屈服前,而径向样品曲线平台出现在屈服后。
由于{10-12}拉伸孪生、{10-11}压缩孪生、基面滑移、柱面滑移、锥面滑移的CRSS的不同,导致其参与变形的程度和所起作用的不同,Schmid因子对各种变形机制启动起重要作用,这是具有不同织构样品在动态拉伸过程中产生不同力学行为的主要原因；在超快速拉伸条件下,轴向样品的屈服强度、断裂强度、总应变量均随着应变速率的增加而增加。
应变速率越大,样品发生脆性断裂的倾向性也越大。
在快速冲击载荷下,轴向样品和径向样品的屈服强度、断裂强度、总应变量均随着应变率的增加而增加,并且对应{10-12}拉伸孪生的数量也增加。
基于台车后碰撞试验与模拟的铝合金座椅骨架的设计
基于台车后碰撞试验与模拟的铝合金座椅骨架的设计崔文英;尹荣汉;韩琬熙;黄范缜;蔡秀敏【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2012(003)004【摘要】为满足节能与环保的需要，汽车轻量化是一个重要解决方案。
该文探讨应用镁合金代替钢作为座椅骨架的可行性，以便改善其强度，并保持其低密度和较高吸振能力。
进行原型座椅的台车后碰撞实验和LS—DYNA的有限元仿真计算，应用Taguchi方法进行三水平正交数值试验，进行了应力分布、加速度等参数的敏感性分析。
通过仿真计算与灵敏度分析，得到了影响应力水平的主要设计变量；得到了一款最佳化的镁合金座椅骨架结构设计。
结果表明：与常规钢座椅骨架相比较，使用该方法的质量节省可达40％。
【总页数】5页(P308-312)【作者】崔文英;尹荣汉;韩琬熙;黄范缜;蔡秀敏【作者单位】韩国技术与教育大学研究生院,Cheonan 330-708,韩国;韩国技术与教育大学机械电子学系,Cheonan 330-708,韩国;韩国技术与教育大学研究生院,Cheonan 330-708,韩国;Austem, 462-1 Changsan-ri Sushin-myun, Cheonan, Chungnam 330-882,韩国;Austem, 462-1 Changsan-ri Sushin-myun, Cheonan, Chungnam 330-882,韩国【正文语种】中文【中图分类】U463.836【相关文献】1.基于Ansys的铝合金地铁座椅骨架有限元分析 [J], 索雪峰2.基于ECE R129法规的儿童座椅侧面碰撞台车试验系统 [J], 张金换;杨帆;周勇;吴文旺3.基于正碰台车试验的座椅子系统安全性能研究 [J], 孙万朋;郑松林;唐善政;王丽君;陈有松;尹浩庆4.儿童安全座椅正面碰撞台车设计与试验研究 [J], 范恒亮;王壮壮5.儿童安全座椅正面碰撞台车设计与试验研究 [J], 范恒亮;王壮壮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于变形镁合金的座椅靠背骨架轻量化设计
基于变形镁合金的座椅靠背骨架轻量化设计在现代工程领域中，轻量化的设计已成为一种趋势，因为它可以减少材料的使用量、降低成本、提高产品性能和减少对环境的影响。
因此，对于汽车、航空、航天等领域的制造商来说，轻量化的设计已成为一项必须的技术。
在这样的背景下，变形镁合金的座椅靠背骨架轻量化设计值得关注。
变形镁合金是一种新型的结构材料，具有优异的力学性能、较高的比强度和比刚度、重量轻等特点。
因此，通过应用变形镁合金的座椅靠背骨架轻量化设计，可以显著地减少汽车的整车重量，提高燃油效率和减少环境污染。
在设计轻量化座椅靠背骨架时，需要考虑材料的力学性能、成本效益和可制造性。
变形镁合金具有优异的力学性能，可以满足这方面的要求。
此外，由于变形镁合金具有良好的可加工性和可成形性，因此可以通过一些成本有效的制造工艺来实现轻量化的设计。
首先，可以通过使用变形镁合金材料来替换传统的钢材或铝合金材料。
这将导致座椅靠背骨架的重量降低20%以上，同时还可以提高座椅靠背的强度和刚度。
其次，可以采用模块化设计的方法，使用少量的材料来实现座椅靠背骨架的轻量化。
这种方法可以有效地减少材料的浪费，提高了座椅靠背骨架的效率。
最后，可以采用多重结构的设计方法来实现轻量化。
通过在座椅靠背骨架中添加网状结构或蜂窝结构等多个结构层，可以在不影响座椅靠背强度的前提下，实现轻量化的设计。
需要注意的是，轻量化设计在实践中可能会增加成本。
因此，在进行轻量化设计时，需要综合考虑成本和效益。
同时，需要在材料的选择和产品设计中充分考虑材料的可持续性和环保性。
在总的来说，变形镁合金的座椅靠背骨架轻量化设计是一种有效的技术手段。
通过引入这种材料，可以提高产品性能，降低成本并减少对环境的影响。
然而，需要基于成本效益和可持续性等因素来进行设计，确保设计的可行性和实用性。
值得一提的是，变形镁合金材料虽然具有优异的力学性能和重量轻等优点，但在应用于座椅靠背骨架轻量化设计中，也存在一些挑战。
城市客车座椅动态碰撞的仿真与试验研究
城市客车座椅动态碰撞的仿真与试验研究城市客车是现代城市交通中重要的运输设施之一，座椅的安全性对乘客的出行舒适和安全至关重要。
针对城市客车座椅的动态碰撞问题，进行了仿真与试验研究。
通过有限元分析软件，建立了城市客车座椅的有限元模型，考虑了座椅的材料特性和结构特点。
在建模时，采用了真实座椅的一些零部件及其材料参数进行建模，并采用ANSYS软件进行模拟，模拟结果采用虚拟动态制模拟模拟标准进行评估。
通过虚拟仿真分析，得到了城市客车座椅受到动态碰撞时的应力、应变等指标，可以对座椅在碰撞时的情况进行评估。
仿真结果表明，当城市客车发生碰撞时，座椅的应力和应变都较大，需要采取一些措施来降低碰撞对乘客座椅造成的影响。
为了验证仿真结果的可信度，我们进行了实验研究，使用滑移仪器和加速传感器对座椅的加速度和位移进行了测量。
实验结果与仿真结果相匹配，证明了我们所建立的有限元模型的可靠性。
在实验的基础上，我们进一步研究了城市客车座椅的保护措施。
我们发现，在座椅结构上加装一些保护装置（如头枕、腰靠等），可以有效地减小碰撞对座椅造成的影响。
总的来说，本文的研究为城市客车座椅的安全性提供了参考和建议，并且可以为座椅研发、材料选择和结构优化提供一些思路。
针对城市客车座椅的动态碰撞问题，我们可以从以下几个方面加以改善，提高其安全性：1. 优化座椅结构设计。
通过减小座椅的重量和改进座椅的结构，可以降低碰撞时座椅受到的应力和应变，提高座椅的安全性能。
同时，适当增加座椅的支撑和保护装置，也可以有效降低碰撞时对乘客的损伤。
2. 选择高品质的材料。
座椅材料的选择对座椅的安全性能有着重要的影响。
如采用高强度钢材或轻质材料，可以提高座椅的承载能力和安全性能，减少碰撞时的变形和损坏。
3. 标准化生产流程。
通过严格遵守公共交通工具座椅的制造标准，生产过程中进行严格的品质控制和检测，可以确保座椅满足要求的安全性能，减少因座椅质量不合格而造成的潜在安全隐患。
基于碰撞模拟仿真的汽车座椅设计与安全性分析
基于碰撞模拟仿真的汽车座椅设计与安全性分析汽车座椅是保证乘车者舒适性和安全性的重要组成部分。
随着汽车行业的发展和技术的进步，利用碰撞模拟仿真对汽车座椅进行设计和安全性分析的方法日益被广泛应用。
本文将针对基于碰撞模拟仿真的汽车座椅设计与安全性进行探讨。
1. 碰撞模拟仿真技术的应用碰撞模拟仿真技术是指使用计算机模型和仿真软件对汽车碰撞事故进行模拟，以评估汽车的安全性能和优化设计。
在汽车座椅设计中，可以利用碰撞模拟仿真技术对座椅结构、材料和构造进行分析和优化，以提高座椅在碰撞事故中的保护性能。
2. 座椅仿真模型的构建在进行汽车座椅设计与安全性分析时，首先需要构建座椅仿真模型。
座椅仿真模型应包括座椅的主要零部件和结构，如座椅骨架、座垫、靠背等。
同时，还应考虑座椅与车身的连接方式以及与乘车者身体的接触情况。
通过将真实的座椅结构和材料参数输入到碰撞仿真软件中，可以对座椅在碰撞事故中的响应进行模拟分析。
3. 座椅结构强度分析座椅在碰撞事故中承受着巨大的冲击力和载荷，因此座椅的结构强度是保证乘车者安全的关键。
通过碰撞模拟仿真，可以对座椅结构在不同碰撞情况下的强度进行分析。
通过分析座椅结构的应力和变形情况，可以判断其是否满足设计要求，并在必要时进行结构优化。
4. 座椅乘员保护性能分析除了结构强度，座椅的乘员保护性能也是汽车座椅设计与安全性分析的重要内容之一。
乘员保护性能包括座椅的吸能性能、减震能力、头颈保护等。
通过碰撞模拟仿真，可以评估座椅在碰撞事故中对乘车者的保护效果。
例如，可以分析乘员头颈的加速度、座椅的减震情况，以评估座椅设计在碰撞事故中的可靠性和安全性。
5. 座椅优化设计利用碰撞模拟仿真技术进行座椅设计与安全性分析的最终目的是为了优化座椅的设计方案。
通过分析模拟结果，可以发现座椅设计中的潜在问题或不足，并提出相应的改进措施。
例如，可以通过调整座椅结构参数、更换材料等方式来优化座椅的结构和性能，以提高乘车者的舒适性和安全性。
航空座椅动态冲击仿真方法研究
采用中断触发方式进行高速数据采集， 采集速度最高可
达 １００ＫＳ／ｓ。系统的扩展性和通用性好， 通过对导轨直线
度的实际采集测试， 实验结果表明， 这 种 方 法 简 单 、可
靠、方便适用， 可以满足采集要求。
参考文献
１ Ａｄｖａｎｔｅｃｈ Ｉｎｃ．ＰＣ－ ＬａｂＣａｒｄ／ＰＣＬ－ ８１６ Ｕｓｅｒ＇ ｓ Ｍａｎｕａｌ， １９９９．
扶手支板、整体椅腿主要用弯曲板单元模拟； 地轨螺栓和前后椅
管采用杆单元模拟； 连接螺栓用刚性元模拟； 座垫泡沫采用体单
元模拟； 座椅安全带采用只承受拉力的杆单元模拟。为了保持仿
真分析和试验状态一致性， 水平冲击试验台采用刚体板单元模
图 ６ 聚氨酯泡沫应力应变曲线
拟， 以便仿真结果和试验结果对比分析。
水平向前冲击试验是在冲击试验台完成， 为了仿真分析与 试验结果对比， 同时给出航空座椅水平向前冲击试验运动图以 及航空座椅水平向前冲击仿真运动图， 如图 ８、９ 所示。通过对比 分析， 仿真分析出运动趋势和冲击试验结果是吻合的。
座椅在水平向前冲击下， 仿真分析和试验分别给出了假人 头部 合 成 加 速 度 曲 线 ， 图 ８ａ 为 左 端 假 人 ， 图 ８ｂ 为 中 间 假 人 ， 其 中实线为试验结果， 虚线为分析结果。分析表明， 仿真分析和试 验结果是吻合的。
通过不断优化设计， 完成了三联座椅（ 两个假人乘坐在悬臂
－ ６８ －
机械设计与制造
Ｎｏ．７ Ｊｕｌ．２００７
端） 水平向前冲击仿真分析。水平向前冲击仿真分析显示， 座椅 结构部分和机体之间保持完整的连接， 主要载荷传递路径保持 完好， 座椅结构强度满足设计要求， 乘员约束系统能经受冲击载 荷的冲击， 腰带始终保持在骨盆上， 满足座椅动态设计的要求。
汽车儿童安全座椅碰撞性能仿真分析与评价
图 １１ 假人头部合成加速度仿真与实验结果
头部损伤指数 ＨＩＣ （Ｈｅａｄ Ｉｎｊｕｒｙ Ｃｒｉｔｅｒｉａ）作为 表征乘员头部损伤的关键指标，采用式（１） 进行评 价：
∫ ＨＩＣ１５
＝（ｔ２ －ｔ１ ）
１ ｔ２ －ｔ１
ｔ２
２ ．５
ａ（ｔ）ｄｔ
ｔ１
（１）
式中： ａ（ｔ） 为头部质心处合成加速度，数值为重力
ｇ．使 用 ＬＳ －Ｐｒｅｐｏｓｔ 中 的 Ｌｉｍｂ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ 功
图 ４ 安全带模型
１．３ 材料模型 儿童座椅的靠背板材 质 是 发 泡 性 缓 冲 材 料
ＥＰＳ，在碰撞过 程 中主 要 起 缓 冲 作 用， 使 用 ＬＳ － ＤＹＮＡ 软件中基于应变率的 １６３ 号泡沫材料模型 进行描述 ［８］，不同应变速率下的应力 －应变曲线 如图 ５ 所示。 ＥＣＥ 座椅的泡沫材料选用 ５７ 号低密 度泡沫 材 料 模 型， 其 应 力 －应 变 曲 线 如 图 ６ 所 示［９］ 。 座椅主体、把手及 ＩＳＯＦＩＸ 底座外壳使用弹
·３３·
２０１４ 年第 ４３ 卷 机械设计与制造工程
性材料模型，而 ＩＳＯＦＩＸ 底座连接件及内部钢材、支 撑脚等使用弹塑性材料模型，台车座椅金属板定义 为刚体材料模型。
定的区域内，即图 ８ 中两条虚线与坐标轴构成的区 域。
图 ５ ＥＰＳ 应变率的泡沫材料性能曲线
图 １ 汽车儿童安全座椅台车碰撞实验装置
１．１ 儿童座椅及台车模型 儿童座椅及台车有限元模型如图２ 所示。儿
镁合金汽车座椅骨架压铸成形数值模拟与工艺优化
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China
April, 2008
重庆大学硕士学位论文
中文摘要
摘
要
在能源和环境问题日益突出的今天，实现汽车轻量化，对于节约能源、减少 排放、实现可持续发展具有十分积极的意义。作为 21 世纪最令人瞩目的绿色工程 材料，镁合金在汽车轻量化上极具应用前景，已成为各国的研发热点。 镁合金座椅骨架作为大型复杂压铸件，能显著减小汽车总成重量、改善车辆 动力性能和排放、降低噪声和振动、提高行驶稳定性，特别是在汽车受冲击时， 镁合金座椅骨架能够吸收分散更多的能量、防冲击凹陷，使汽车更加安全舒适。 目前、日韩及欧美部分高端车已实现镁合金座椅骨架的商业化应用，而我国镁合 金汽车座椅骨架的开发应用尚未起步。 本文针对现有的结构几乎都是针对与镁合金机械性能及成形方法完全不同的 钢和工程塑料材料设计的现状，对新型镁合金轿车座椅骨架压铸件成形工艺进行 开发探索。主要做了以下两方面的工作： 首先，在材料替代再设计三维数据的基础上，针对座椅骨架的整体结构特点、 结合镁合金材料工艺特性，分析性能结构的成形工艺性，并对工艺及模具进行初 步设计。 其次，借助计算机数值模拟技术对压铸过程进行仿真，通过压铸件充型、凝 固过程的模拟分析结果，对压铸件质量进行有效预测，从而对工艺和浇注系统进 行优化再设计，进一步优化压铸件浇注排溢系统和工艺参数组合，以期在确保压 铸质量的同时提高模具的服役寿命。 至此，镁合金汽车座椅骨架在获得最佳性能结构的同时获得了能确保铸件质 量的最佳工艺结构及工艺参数组合，满足结构件对铸件内在质量的需求，为镁合 金在汽车座椅骨架上的应用奠定了技术基础。 目前， 基于本论文工作的镁合金汽车座椅骨架压铸模正在投标制造， 预计 2008 年下半年将进行小批量试生产。 关键词：镁合金，汽车，座椅骨架，数值模拟，工艺优化
汽车碰撞模拟仿真在车辆座椅安全性能研究中的应用
汽车碰撞模拟仿真在车辆座椅安全性能研究中的应用随着车辆安全意识的提高，汽车碰撞模拟仿真技术在车辆座椅安全性能研究中的应用也逐渐受到重视。
本文将探讨汽车碰撞模拟仿真在车辆座椅安全性能研究中的应用，并分析其在车辆安全性能开发中的重要地位。
1.引言随着汽车行业的发展和人们对出行安全的不断追求，车辆座椅安全性能成为汽车制造商和消费者关注的焦点。
汽车座椅的碰撞安全性能不仅与乘客的生命安全息息相关，也直接影响到车辆的整体安全性能。
因此，研究车辆座椅的安全性能成为了汽车工程研究的重要方向。
2.汽车碰撞模拟仿真技术的发展随着计算机技术的快速发展，汽车碰撞模拟仿真技术应运而生。
利用计算机模拟碰撞过程，可以在虚拟环境中进行车辆碰撞试验，通过模拟乘客与座椅之间的相互作用，及时发现问题并进行优化设计。
因此，汽车碰撞模拟仿真技术成为了研究车辆座椅安全性能的有效手段。
3.汽车碰撞模拟仿真技术在座椅结构设计中的应用汽车座椅结构的设计对于乘客的安全至关重要。
通过汽车碰撞模拟仿真技术，可以模拟各种碰撞情况，如正面碰撞、侧面碰撞等，以评估座椅结构在不同碰撞条件下的变形和变形情况。
通过优化座椅结构设计，可以提高其抗碰撞性能，从而有效降低乘客在事故中的受伤风险。
4.汽车碰撞模拟仿真技术在材料选择中的应用汽车座椅材料的选择直接影响到座椅的安全性能。
通过汽车碰撞模拟仿真技术，可以模拟座椅材料在碰撞过程中的变形、破裂等情况，从而评估材料的抗冲击性能。
通过优化材料选择，可以提高座椅在碰撞中的表现，减轻乘客受伤风险。
5.汽车碰撞模拟仿真技术在座椅调节系统设计中的应用座椅调节系统的设计对于乘客的乘坐舒适性和安全性都具有重要意义。
通过汽车碰撞模拟仿真技术，可以模拟座椅调节系统在碰撞过程中的作用和表现，评估其对乘客的保护程度。
通过优化座椅调节系统设计，可以提高乘客的乘坐舒适性和安全性。
6.汽车碰撞模拟仿真技术在座椅头枕设计中的应用座椅头枕作为保护乘客颈部的重要部分，设计合理的头枕可以减轻碰撞时颈部的压力，降低颈椎受伤的风险。
一种镁合金座椅骨架的强度性能研究
摘要：为满足未来汽车对座椅轻量化的要求，提出一种轻量化镁合金座椅骨架设计方案。
该方案中镁合金靠背和坐盆均为一体式结构，可以在保证骨架强度性能的同时降低骨架重量。
为了研究镁合金座椅骨架的静态及动态强度性能，分别使用Ls-Dyna 软件以及软钢模样件对镁合金座椅骨架进行了FEA 仿真分析和强度试验验证，结果表明镁合金座椅骨架可以满足试验标准要求。
在保证强度足够的情况下，新设计镁合金座椅靠背比原钢结构靠背总成重量减轻44.5%，新设计镁合金座椅坐盆比原钢结构坐盆总成重量减轻37.2%。
关键词：轻量化设计镁合金座椅静态强度动态强度中图分类号：U463.836文献标识码：BDOI ：10.19710/ki.1003-8817.20200155一种镁合金座椅骨架的强度性能研究陈甜斌（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804）作者简介：陈甜斌（1987—），男，工程师，硕士学位，研究方向为汽车座椅设计。
1前言在2020年CES 国际消费电子展上，国际知名汽车公司纷纷发布了面向未来自动驾驶时代的概念车型，例如奔驰的Vision AVTR 、宝马的i3Urban Suite 等。
而聚焦到未来座椅的设计上，各大汽车厂商都不约而同地选择了更具科技感和未来感的轻量化座椅。
可以预见，轻量化设计必然会成为未来汽车座椅设计的最为明显的趋势之一。
由于传统汽车座椅骨架的重量在座椅总成重量中占据较大比例，一般在60%~70%，所以座椅轻量化的实现关键在于座椅骨架的轻量化。
目前在座椅骨架轻量化领域，主流整椅厂商和汽车厂商主要在2个方向进行研究，一方面优化座椅骨架的结构，去除冗余设计；另一方面则是尝试在座椅骨架上使用新型轻质材料，例如高强度钢、镁合金、铝合金、碳纤维等。
其中，通过优化座椅骨架结构设计的方法，一般可以为整椅带来10%～15%的减重空间，对座椅轻量化提升有限[1]。
因此，为适应未来汽车对座椅轻量化的需求，轻量化座椅骨架技术将成为未来的一个重要研究方向。
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ｂａｓ ａｅ ｂ ｎ ｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｏ ｆｒ ｔ ｅｃ ｒＳｓ ａ ａ ｋ ｆａ ． Ｔｈ ｎ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｉ ｌｔｄ ｂ — ｒ ｒ ｅ ｄ ｄ ｓ ｖ ｒｌｔ ｓｔ ｏｍ ｈ ａ ’ ｅ ｔｂ ｃ ｍｅ ｍ ｌ ｅｂｅ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓｓｍｕ ａｅ ｙ Ｄｙ
进， 使得 镁合 金骨 架 和钢骨架 具 有相 当 的力 学性 能 ， 同时实 现座椅 骨架 的轻 量化 替代设 计 目标 。
１２ １ 靠 背框 架设计 ．． 管 材 的最 小 相 对 弯 半 径 （ 材 弯 曲 中 性 层 半 管
【） 锁板 结构 ａ原
（ｊ ｒ ｉａ ｌｃ ｌ ｅ ａ Ｏ ｉ ｎｌ ｏｋｐｍ ｇ
２ Ｓ ａ ｇ ａ Ａｕｏ ｔ ｅＩｄ ｓ Ｇｒｕ ． ｈ ｎ ｈ ｉ ｔｍｏｉ ｎ ｕｔ ｖ ￣ ｏ ｐ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ８ ４， ｈｎ ） ｈ ｎ ｈ ｉ １ ０ Ｃ ｉａ ２ Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｇａ ｌ ｈ ｗｅ ｇ ｔｍａｅ ｉｌ ｈ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌ ｙ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｄ ｔ ｕ ｏ ｂｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉ ｔ ｉｈ ｔ ｒａ ，ｔ ｅ ｍａ ｎ ｓｕ ａｌ ａ ｅ ａ ｐｉ ｏ ａ ｔｍｏ ｉ ｐ ｒｓ ｔ ｅ ｕ ｅ ｇ ｏ ｅ ｅ
新 设 计 的 后 排 座 椅 骨 架 的 各 段 弯 曲 部 位 进 行 弯 曲仿
真， 以便 获得具 有 工艺 可行 性 的 弯 曲半径 设计 。 同
时为考 察后排座 椅骨 架 对行 李 冲击 的 承受 能力 ， 对
目前 ， 合 金 大 部 分 以 压 铸 件 的 形 式 应 用 在 汽 镁
关键词 ： 机械 设计 ；座椅 骨架 ； 合金 ；弯 曲；行李碰 撞 镁
中图分类 号 ： ４６ ２ Ｕ ５ ． ２ 文献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０１ ９ （ ０ ０ １ — １ －５ １ ０ — ３ ２ １ ） １１ ４０ ０ ５
Ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｓｇ ｎ ｎ ｍ ｉ ｍ ｐ ｃ ｆＬｕｇ ａ ｅ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｄｙ ａ ｃ Ｉ ａ ｔｏ ｇ ｇ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｎ ｓｕｍ － ｌｏ ｅ ｔ ｉ ｌ ｔｏ ｆＭ ｇ ｅ ｉ ａｌｙ Ｓ ａ
轻质 结 构 材 料 ， 规 镁 合 金 比铝 合 金 轻 ３ ％ ～ 常 ０
而且力学 性能较 差 。而变 形镁合金 可获得 比铸 造镁 合金更高 的强 度 、 伸 率 等 力学 性 能 。文献 ［ ］ 延 ５ 针对镁合 金冲压 件在 座椅 设 计 中 的应用 展 开研 究 。
由 于其 特 殊 的 机 械 性 能 ， 合 金 挤 压 管 件 采 取 弯 曲 镁 工 艺 应 用 到 汽 车 部 件 中 的 研 究 较 少 ， 此 需 要 对 结 因
近年来 ， 车轻 量化作 为汽车节 油的重要 手段 ， 汽
车上
， 但压 铸件 很难 避 免 内部 显 微 气孔 等 缺 陷
日益 得到汽 车行业 的关 注 ， 用轻 量 化材 料就 能 在 采 汽 车载荷不变 的条件下 ， 尽可能 降低整 车质量 ， 而 从 显著 降低汽 车油耗 。镁 合金是具 有广 阔发展前景 的
（） ｂ 新锁 板结 构
ｎ１ ｗ ｌ ｋｐａｅ ）Ｎｅ ｏ ｃ ｌｔ
图 ３ 锁 板设 计
Ｆｉ． Ｓ ｒ ｔ ｅ ｄｅ ｉｎ ｏ ｏ ｋ ｐ ａｅ ｇ３ ｔｕｃｕｒ ｓｇ ｆｌｃ ｌｔ
径 与管 材原 始外径 的 比值 的最 小 值 ） 判定 管 材 弯 是
曲 加 工 程 度 的 重 要 工 艺 指 标 ， 随 着 强 度 极 限 的 增 它 大 而 减 少 ， 着 弹 性 模 量 的减 小 而 减 小 ， 着 相 对 壁 随 随
第 ３ １卷第 ｌ １期
２ ０ １０年 １ １月
兵
工
学
报
Ｖｏ ＿ Ｎｏ． １ ｌ ３ｌ １ ＮＯ Ｖ． ２ Ｏ Ｏ１
ＡＣＴＡ ＡＲＭＡＭ ＥＮＴＡＲＩ Ｉ
镁合金座椅设计及动态行李碰撞仿真
高 云 凯 ，谢 明聪 ，孙 芳 ，万 党 水
（． １ 同济 大学 汽 车学 院 ，上海 ２ １０ ２ 上 汽股 份 新 能 源事 业 部 ，上海 ２ １０ ） ０ ８ ４； ． ０ ８４
铰 轴 板 能保 证 座 椅绕 着 铰轴 进 行 翻转 ， 座椅 是 设 计 时 的 另 一 个重 要 的 定 位 基 准 。 原 铰 轴 板 是 下 横
梁 在端 头处 的弯 曲 压 实 ， 结 构 要 采用 原 方 案 是非 新
常 困难 的 ， 为 满 足 不 了相 对 弯 曲 半 径 的 要 求 ， 以 因 所 新 结 构 采 用 镁 合 金 板 材 进 行 弯 曲 ， 图 ４所 示 。 如
考 虑 到靠 背 框架 的承 载 强度 ， 主框 架 和 中间 在
纵 梁 之 间 增 加 ３个 中 间 横 梁 ， 中 间 横 梁 采 用 外 径 该 为 ２ 壁 厚 为 ２ ５Ｉ 的 挤 压 圆 管 。 ２ｍｍ ． Ｉ Ｔ Ｂ
１ ２ ２ 锁 板及 铰轴 板设计 ．．
锁 板 是 座 椅 的 限 位 装 置 ， 于 控 制 和 调 节 座 椅 用 靠 背 向前 翻 转 ， 是 新 座 椅 设 计 时 需 要 保 证 的 重 要 也 定 位 基 准 。 原 锁 板 结 构 采 用 钢 材 冲 压 ， 要 设 计 冲 需
摘要 ： 合金作 为轻量化 材料 ， 用 到汽 车零 部件 中可 以实现 较 大幅度 的减 重效果 。 而镁 合 镁 应 金挤压 型材在汽 车零部件 设计 中的应用 较少 。将镁 合金 挤压 管 材作 为 后排座 椅 骨架 的基 本 型材 ，
通 过 多 次 弯 曲得 到 座 椅 骨 架 ， 基 于 Ｄ ｎｆｒ 软 件 ， 挤 压 管 材 的 各 段 弯 曲部 位 进 行 仿 真 ， 到 具 并 ｙａ ｍ ｏ 对 得 有 工 艺 可行 性 的弯 曲半 径 设 计 。 对 新 设 计 的镁 合 金 座 椅 进 行 动 态 行 李 保 持 仿 真 ， 果 表 明 新 设 计 结 的镁 合 金 座 椅 能 承 受 行 李 对 其 的 动 态 冲 击 。
镁 合 金 挤 压 圆 管 ，且 采 用 相 同 的 弯 曲 半 径 （ ３ ５ｎｍ） 其 相 对弯 曲半 径大 于 ２ ６ ． ３ ， ．
考 虑 到 锁 板 及 锁 的 安 装 空 间 ， 新 结 构 中 靠 背 在 框 架 采 用 ３个 弯 曲平 面 ， 图 ２所 示 。 如
原 座 椅骨 架 采 用钢 管 经 过 多次 弯 曲而成 ， 主要 结 构包 括 ： 板 、 锁 头枕 支架 、 铰轴 、 中间钢条 和靠 背 主 框 架 。骨架 结构 如 图 １所 示 ， 主要 部 件 的几何 尺 寸
第 １ 期 １
镁 合 金 座 椅 设 计 及 动态 行李 碰撞 仿 真
新 设 计 的后 排 座 椅 骨 架 进 行 动 态 行 李 碰 撞 仿 真 。
梁 和 中 间 纵 梁 均 选 用 外 径 为 ３ ｉ 壁 厚 为 ３ ｍ 的 ０ｍｌ ｌ ｍ
１ 结构 设计 方 案
１ １ 原 结 构 设 计 方 案 ．
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压模 具 ， 造成 本 较 高 ； 制 新设 计 中 ， 满 足 锁 板性 能 在 要求 的前 提下 将其 设 计 为镁 合 金 弯 曲 板件 ， 节省 工
艺 ， 图 ３所 示 。 如
１ ２ 镁 合 金 座 椅 骨 架 设 计 方 案 ．
新 座椅 骨架采 用镁 合金 管 材和板 材相 结合 的方
如 表 １所 示 。
图 ２ 靠 背 框 架 弯 曲 示 意 图 图 １ 原 座 椅结 构
Ｆ ｇ ２ Ｂｅ ｄ ｎ ｋ ｔｈ ｏ ｅ ｔｂ ｃ ｒｍ ｅ ｉ． ｎ ｉ ｇ ｓ ｅｃ ｆｓ ａ ａ ｋ ｆａ
表 １ 主 要 部 件 几 何 尺 寸
Ｔａ ．１ Ｇｅ ｍ ｅ ｒ ｆｍ ａ ｎ ｃ ｍ ｐ ｎ ｎｔ ｂ ｏ ｔ ｏ ｉ ｏ ｏ ｅ ｓ ｙ
５％， ０ 比钢 铁轻 ７ ％ 以 上 ， ０ 应用 到 工 程 中可 大 大减
轻 结 构 件 质 量 ， 时 镁 合 金 具 有 高 的 比 强 度 和 比 刚 同 度 … ， 汽 车 轻 量 化 设 计 中 替 代 传 统 钢 件 的 理 想 材 是
料。
构设计 的 可行 性 进 行 预 测 ， 利用 Ｄ ｎｆｒ 软件 ， ｙａ ｍ ｏ 对
收 稿 日期 ： ０ ９—１ ２０ １～１ ３
基 金 项 目：上 海 市科 学 技 术 委员 会 科 研计 划 项 目（ ８ Ｚ １ ０ ０ ） 上 海 汽 车工 业 发 展基 金 项 目 （ ９ ３ ０ Ｄ １５ ３ ６ ； ００） 作 者 简 介 ： 云凯 （ ９ ３ ） 教 授 ， 士 生 导师 。 Ｅ ｍａ ：ｇｏ ｕ ｋ ｉ ｍ ｉ ｔ ｇｉｅ ｕ Ｃ 高 １６ 一 ， 博 － ｉ ａ ｙ ｎ ａ＠ ａｌ ｏ ｊ ｄ ． ｌ ｌ ．ｎ ． ｌ
ｎ ｆｒ ｔ ｂｔｉ ｈ ｅ ｓｂ ｅｂ ｎ ｉ ｇｒ ｄ ｕ ．Ｔｈ ｙ ａ ｃ ｌｇ ａ ｅ ｋ ｅ ｉ ｇ ｓｍ ｕ ａｉｎ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｎ ｗ ａ ｏ ｍ ｏ ｏ ａ ｎ ｔ ｅｆ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ｎ ａ ｉ ｓ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｕ ｇ ｇ ｅ ｐ ｎ ｉ ｌｔ ｈ ｗｓｔ ａ ｈ ｅ ｏ
１１： 座 椅 骨 架 连 接 设 计 ． ３ ２