GB115501995汽车座椅头枕性能要求和试验方法
汽车座椅头枕冲击测试仪座椅靠背及头枕吸能性试验
汽车座椅头枕冲击测试仪座椅靠背及头枕吸能性试验产品简介：靠枕强度测试仪包括机械试验机构和单独的落地式计算机控制&数据采集系统。
整个系统在115V.A.C电源上运行(其他可用电压)。
通常，此为非常精确地仪器，可同时测试同一个长椅上最多三个头枕的极限强度。
机器显示均为液压动作，由双螺线管方向阀和补偿调节阀控制。
操作者可以通过控制&数据采集系统选择使用测试位的数量及所有其他测试参数。
一旦设定，机器将缓慢运转，让操作者有时间实时观察试验样品的变形过程。
所有数据保存在计算机中，且在完成试验后绘制在显示器上。
使用标准下拉菜单，可以选择绘制选项。
最终图像结果将用彩色喷墨打印机打印在白纸上，也可保持在控制系统内。
试验结果也可以保存或下载至其他可用的计算机内。
总体上，此破坏性试验系统的设置和操作都相当简单。
测试标准：FMVSS 202A试验：包括基准线投影在内的所有线，均应画在该座椅或乘坐位置的垂直中心平面上（见附录B）。
移位后的基准线是将相对R点产生向后373Nm力矩的初始作用力施加于GB11551－2014中附录A所述模拟人体模型靠背的部件上来确定。
距离头枕顶部向下65mm处，通过直径为165mm的头型，施加一个垂直于移位后的基准线的初始作用力，使其产生相对于R点373Nm的力矩。
基准线应处在5.4.3.2规定的移位后的位置上。
距离头枕顶部下方65mm处，若有间隙存在而阻碍 5.4.3.3规定的作用力的施加，则可以减小该距离，以保证力的作用线通过最邻近该间隙骨架的中心线。
对于4.9、4.10 所述情况，应该使用直径为165mm的头型，对每个间隙重复进行试验。
作用力应：通过该间隙最小截面的重心，在平行于基准线的横向平面上，产生绕R点373Nm的力矩。
确定与头型相切并与移动后基准线平行的切线Y。
测定用于4.12规定的最大向后位移量X。
X 为切线Y 与移动后基准线之间的距离。
如果座椅或座椅靠背未出现断裂，则将5.4.3.3和5.4.3.3.2规定的初始负荷增加到890N，以检头枕的有效性。
座椅设计规范
座椅设计规范纵向位移 longitudinal displacement垂直位移 vertical displacement角位移 angular displacement3.4 锁止装置 locking system使座椅及部件保持在使用位置的装置。
3.5 头枕 head restraint用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。
3.6 “R”点“R”pointGB11551——2003中附录C定义的乘坐基准点。
3.7 基准线 reference lineGB11551——2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。
三、技术要求应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机/整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。
3.1舒适性1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。
2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距≥30mm。
3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表3.4要求。
4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。
5) 前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准(根据设计可作相应调整)；6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。
7）工作座椅的结构材料和装饰材料应耐用、阻燃、无毒。
坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。
8）若坐垫直接固定在底板上（通常为后排座椅坐垫），一般泡沫上表面到底板的距离不小于50㎜；9）在震动和乘员进行座椅特性操作的过程中，不得有摩擦声音和尖刻声音等异响。
3.2外形尺寸要点1）座面：座面表面有两种基本形式，一种是纵向（座深方向）平展的，其倾角为0°-5°；另一种是纵向前沿拱起的。
任意一种形式的座面，其横向高度差都不应小于25mm；座面前沿拱起的高度h1最小应为40mm，起拱半径R1最小为40mm，最大为120mm。
汽车睡眠头枕结构设计及试验探讨
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 汽车睡眠头枕结构设计及试验探讨王超 梁展 姚双庆 马宗奇瑞新能源汽车股份有限公司汽车工程研究院 安徽省芜湖市 241000摘 要： 本文通过对某自主品牌纯电动汽车的一种汽车座椅睡眠头枕结构设计及试验的分析。
根据《GB 11550-2009 汽车座椅头枕强度要求和试验方法》1、《GB 15083-2019汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》2、C-NCAP(中国新车评价规程)鞭打试验和相关性能试验验证，在满足相关标准法规的前提下，睡眠头枕增加的“睡眠”部分装置（睡眠侧翼）给乘客提供了对头部安全保护（用于限制乘员部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度），同时在乘员休息时，通过调整睡眠头枕耳片支撑头部和颈部，以增加乘员舒适度。
关键词：汽车头枕 结构设计 头枕试验 舒适度1 前言座椅头枕是座椅安全性设计中的重要部件，他关系着座椅的舒适性、被动安全性等多个方面。
随着汽车迅速普及，人们对汽车安全的日益重视，汽车头枕不仅作为一种安全性能配置，同时也作为汽车的舒适型装置。
目前汽车座椅头枕已经被列为强制性国家标准，所有的车型前后排座椅都必须安装头枕，并对汽车头枕的吸能性、大小、强度、位置和材质等都有严格规定。
在汽车的碰撞试验中，也正式导入了鞭打实验，以此来检验汽车座椅对头部、颈部的保护性能。
本文以某自主品牌纯电动汽车座椅头枕为研究对象，基于对该品牌座椅睡眠头枕装置一般设计方法的研究，结合项目开发，通过《GB 11550-2009 汽车座椅头枕强度要求和试验方法》、《GB 15083-2019汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》和C-NCAP(中国新车评价规程)鞭打试验和相关验证，从中总结了汽车座椅睡眠头枕的相关要点和原则。
2 功能定义对于汽车座椅而言，头枕是座椅上一个附件。
随着车速的增加，它对人生安全日益重要。
汽车座椅头枕强度CAE分析及优化设计
第一作者：严莉，女，1980年生，工程师，现从事车辆有限元分析仿真工作。
3 计算结果分析
3.1 移动后移量的确定
相对R点产生向后373 Nm力矩的初始作用力作用在假背上
图3 移动后移量计算结果
图4 座椅骨架应力图5 座框弯管局部应力
图2 座椅有限元模型
4 优化设计
座椅弯管以及头枕弯管强度不够，有可能是其自身强度不. All Rights Reserved.
图6 座椅静力有限元模型
通过观察座椅骨架应力分布，发现在头枕弯管、座框大弯
管、靠背边板以及调角器上板处的应力较大，故将它们的厚度作
图8 优化后座椅骨架应力
5 结束语
图7 各变量对优化目标影响程度
从图7可以看出，头枕弯管（图中绿色线条）、座框大弯管。
座椅设计规范
座椅设计规范汽车座椅设计规范本标准按国家标准、行业标准及生产经验规定的汽车座椅设计规范；本标准适用于骐铃牌各系车型座椅的设计。
二、目的规范座椅设计要求。
三、定义3. 1 座椅 seat供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。
它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。
3.2固定装置anchorage将座椅总成固定到车辆结构上的装置。
包括车身上受影响的部件。
3.3 调节装置 adjustment system能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。
该装置应有如下功能:纵向位移 longitudinal displacement 垂直位移 vertical displacement 角位移 angular displacement3.4 锁止装置 locking system 使座椅及部件保持在使用位置的装置3.5 头枕 head restraint 用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移，以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。
3.6 “ R” 点“ R pointGB1155 2003中附录C定义的乘坐基准点3.7 基准线 reference lineGB11551 —— 2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。
三、技术要求应包括产品的具体性能指标、技术要求、质量目标，专项试验、整机 / 整车试验以及国内外公司的匹配要求等内容。
3.1 舒适性1）座椅泡沫造型应符合人机工程学的要求，并给出A面的分析报告。
2）人体乘坐时，最大布置人体与骨架（硬物）间距》 30mm3）选用高回弹的优质冷发泡沫，性能指标见附表 3.4 要求。
4）选用优质复合面料，面料与泡沫采用火焰复合方式，提高面料的舒适度和环保性。
5）前排座椅的舒适性设计参考应当满足人机工程相关法规和行业标准（根据设计可作相应调整）；6）座椅各零部件的外露部分不得有易于伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人部分。
座椅试验机说明书
2 工作原理该设备自动化程度高，适应范围广。
该设备可以对冲击头的水平和垂直位置进行调整，从而可以实现对座椅不同位置的冲击试验。
再者，冲击头可以绕垂直轴线旋转，适应对座椅的凸出部位进行试验。
采用进口高灵敏度的加速度传感器，使得测量精度大幅度提高。
配置手操控制器，方便操作者在不同位置调整设备。
配置易于使用的座椅固定夹具，可方便改变座椅的固定位置，极大提高试验效率。
提供一套座椅夹具，分别适应单人位和三人位的座椅。
本试验台采用了先进的微型电机、伺服电机及其伺服控制器，在微机控制下可以按照各种技术标准和法规规定的速度值自动完成对汽车座椅吸能性性能的检验和评价。
测试开始前首先要进行设备调整，将冲击头举升到要冲击的起始位置。
在发出释放命令后，冲击头将按照自由落体进行下落，在冲击过程中，计算机自动记录冲击时的加速度，速度和负荷等参数。
通过工业控制计算机对试验数据自动采集、存储、处理，自动绘制、打印加速度试验曲线。
自动以word格式生成试验报告，并可以简便的由用户进行自定义报告内容，试验报告可以显示座椅试验过程的曲线图。
操作软件具有多种条件保护，充分防止误操作；手动控制单元通过无线摇控方式实现，操作者可在遥控器上方便的进行机器的调整。
座椅不同角度位置试验中方向的改变通过微型旋转电机来实现，该电机可以在垂直轴线上±180度旋转.座椅夹具可携带座椅水平面内进行0-45º任意旋转。
3 技术参数1、试验台可在垂直和水平两个方向上调整冲击头的位置，调整范围为垂直方向在200~1200mm，水平方向在0~1000mm。
2、选用加速度计测量头型加速度，加速度测量范围±350g；精度±0.3％FS；分辨率±0.1％FS。
3、冲击速度：0－35km/h。
测量精度±0.2Km/h。
4、冲击速度重复性±0.05km/h以内。
5、具有反弹加速度80g以上超3毫秒的判定功能。
汽车座椅头枕(审核稿)概要
ICS中华人民共和国发布国家质量监督检验检疫总局GB11550-200×目次前言 (Ⅱ1 范围 (12规范性引用文件 (13术语和定义 (14要求 (25试验方法 (3附录A(规范性附录头枕宽度和高度的确定 (5附录B(规范性附录试验时测量与作图的详细说明 (6附录C(规范性附录能量吸收性试验 (7附录D(规范性附录头枕间隙尺寸“a”的确定 (8附录E(资料性附录本标准章条编号与ECE R25章条编号对照 (9IGB11550-200×II前言本标准的全部技术内容为强制性要求。
本标准代替GB11550-1995《汽车座椅头枕性能要求和试验方法》。
本标准修改采用欧洲经济委员会ECE R25法规(版本1,1999年版《关于头枕(不论其是否与座椅连为一体认证的统一规定》(英文版。
本标准根据ECE R25重新起草,在附录E中列出了本标准章条编号与ECE R25法规章条编号的对照一览表。
考虑到我国国情,在采用ECE R25法规时,本标准做了一些修改。
本标准与ECE R25技术性差异及其原因如下:——本标准删除了ECE R25法规中的附录3“汽车乘座位置‘H’点和实际靠背角的确定程序”的全部内容。
标准中涉及到该方面的内容参照新颁布的国标GB11551-2003中的附录C中的内容执行。
避免了由于标准起草用语的差异在实际操作时产生误差。
——删除了ECE R25中“认证程序及认证标志”的内容,其原因是标准体系和法规体系的形式差别所致。
本标准与GB11550-1995的主要差异:——增加了头枕间隙尺寸的要求;(本版的4.6.2.2和4.6.3——增加了头枕间隙尺寸的试验要求;(本版的5.5和附录D——增加了资料性附录E。
(见本版的附录E本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为规范性附录,附录E为资料性附录。
标准由中国汽车工业协会提出。
标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准起草单位 :第一汽车集团公司技术中心。
座椅校核规范
校核过程及分析说明：（带图示）座椅法规校核：1.ECER17：假人模型参见ECER17附录3规定 1）头枕高度：前排座椅头枕高度后排座椅头枕高度1. 1.对于高度可调的头枕高度，前排座椅高度不应低于800 mm ，对于其它座椅不应低于750mm ；该值应处于最高与最低调节范围之间；2. 2.为保证头枕与车顶、车窗和车身其它结构部件之间留有足够的间隙，第5.5.2条和第5.5.3.1条规定的尺寸对于前排座椅可以小于800mm ，对于其它座椅可以小于750mm ，但该间隙（即差值）不应超过25mm 。
2）头枕枕用部分高度：3）头枕宽度：1.对安装高度可调的头枕，其枕用部分的高度不应小于100 mm :驾驶座椅头枕后排座椅头枕1.头枕宽度应保证为正常坐姿的乘员提供足够的头部支承面。
在按第 6.6条规定测定时，应保证头枕两侧距座椅垂直中心平面的距离都不得小于85mm :2.GB 11550-1995 假人模型参见GB/T11559相关规定 1）头枕高度2）头枕宽度：前排座椅头枕高度 后排座椅头枕高度1.头枕位置尺寸，沿平行于躯干基准线测量头枕顶端到R 点长度，驾驶员座椅为700mm 以上，其他座椅为650mm 以上。
驾驶座椅头枕后排座椅头枕1.由头枕顶端沿平行于躯干基准线方向向下65mm 处或者由R 点沿平行于躯干基准线向上635mm 处，头枕的外形宽度以座椅中心面为对称面，左右各应宽85mm 以上。
图三5）前座椅与仪表台间隙校核6）座椅与门/立柱护板间隙校核1.前座椅调到最前端时与仪表台最小间隙应在100mm 以上。
1.靠背/坐垫与门/立柱护板间隙应大于50mm ；2. 坐垫底部与立柱下护板间隙应大于5mm 。
3.如果立柱护板安装侧气囊，坐垫/靠背与立柱护板间隙应大于80 mm 。
坐垫与护板间隙靠背与护板间隙坐垫底部与立柱下护板间隙。
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GB115501995汽车座椅头枕性能要求和试验方法
汽车座椅头
枕GB 11550—1995
性能要求和试验方
法代替 GB/T 11550—89
Motor vehilles-Seats head restraints
-Performance requirements and test methods
1 主题内容与通用范畴
本标准规定了汽车座椅头枕的性能要求和试验方法。
本标准适用于M1类车辆的前排外侧座椅头枕。
2 引用标准
GB／T ll559 汽车室内尺寸测量用三维H点装置
GB／T 11563 汽车H点确定程序
3 术语
3．1 头枕
指用以限制乘员头部相对躯干向后移位的弹性装置，其作用是发生撞车事故时，减轻乘员颈椎可能受到的损害。
3．2 头部模型（头型）
指直径为165mm的球状或半球状的刚性模型，动态试验时其作用于撞击点的有效质量为6.8kg。
3．3 假背（靠背加载板）
依照GB／T 11559规定的人体模型躯干背部形状制作的曲面加载板。
3．4 座椅中心面
GB/T 11559规定的成人男子50百分位的三维H点装置按GB／T 11563的程序着坐在座椅上，由三维H点装置左右对称中心面来确定的座椅基准面。
4 性能要求
4．1 位置及尺寸
头枕的位置及尺寸应满足下述要求，然而位置能够调剂的头枕应能固定在同时满足4．1．1及
4．1．2要求的位置上。
4．1．1 沿平行于躯干基准线测量头枕的顶端到R点的长度，驾驶员座椅为700mm以上，其他座椅为650mm以上。
4．1．2 由头枕顶端沿平行于躯干基准线方向向下65mm处或者由R点沿平行于躯干基准线向上635mm处，头枕的外形宽度以座椅中心面为对称面，左右各应宽85mm以上。
4．1．3 位置能够调剂的头枕的外形高度沿平行于躯干基准线方向测量为100mm以上。
4．2 强度和吸能
4．2．1 头枕按5．2的方法试验时头型移动量必须小于102 mm，将载荷加至890 N时头枕及其安装部件在座椅及靠背等损破前不能破旧或脱落。
4．2．2 头枕按5．3的方法试验时，加给摆锤（头型）的减速度连续超过80 g的时刻必须小于3ms。
5 试验方法
5．1 座椅及头枕在试验机上的安装
座椅及头枕按实车的安装条件安装在试验机上。
具有调剂机构的座椅及头枕的位置按下述要求来调剂，其他的调剂机构调剂到设计标准位置。
5．1．1 座椅前后方向调剂到设计的最后位置。
5．1．2 座椅上下高度调剂到设计的标准位置。
5．1．3 座椅靠背的角度调剂到设计标准位置，或者选择50百分位人体模型的躯干基准线偏离铅垂方向尽量接近25°角。
5．1．4 头枕的高度及前后方向的调整。
5．1．4．1 静态试验时，在高度方向将头枕调剂到设计上的最高位置后，在前后方向再调剂到最后位置。
5．1．4．2 动态试验时，在高度方向将头枕调剂到设计上的最低位置后，在前后方向再按下述要求调剂。
a．做前方撞击试验时，调到设计上的最后位置。
b．做后方撞击试验时，调到设计上的最前位置。
5．2 静态试验
5．2．1 假背的H点与座椅R点重合，用假背对座椅加载，使得绕H点的后翻力矩为373 N·m，确定现在的移位躯干基准线的位置。
5．2．2 在坐椅中心面上用头型绕R点对头枕施加373 N·m的力矩，载荷作用点为从头枕的顶端沿着平行于座椅移位前的躯干基准线向下65 mm处,如图1所示；载荷作用方向与移位躯干基准线垂直，如图1（a）所示，或者如图1（b）所示位于以R点为中心的圆周上。
5．2．3 测量加载时的头型移位的最前端和移位躯干基准线之间的距离（简称头型的移动量），同时检查头枕有无破旧。
5．2、4进一步将载荷加载至890 N，检查头枕、座椅及骨架等有无破旧或脱落。
5．3 动态试验
5．3．1 能够采纳摆锤式、发射式、落下式等试验装置。
5．3．2 前方撞击试验
5．3．2．1 撞击点在座椅中心面上距头枕顶端，平行于躯干基准线向下65 mm处，沿水平方向将头型以25±1 km／h的速度向头枕的前面撞击。
5．3．2．2 记录撞击时作用在头型上的时刻和加速度曲线。
5．3．3 后方撞击试验
5．3．3．1 撞击点位于座椅中心面上，且在与水平面成45”角的直线与头枕后面相切的切点上，沿与水平面成45°角，将头型以25±1 km／h的速度向头枕的后面撞击（见图2）。
5．3．3．2 记录撞击时作用在头型上的时刻和加速度曲线。
附加说明：
本标准由中国汽车工业总公司提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准由长春汽车研究所起草。
本标准要紧起草人崔光滨。