轿车座椅主动式头枕吸能性分析

研究主动式头枕调整机构,以某轿车驾驶员座椅为例,基于PAM—CRASH软件,建立座椅骨架、头枕及假头型的有限元模型,讨论座椅头枕在不同冲击载荷作用条件下,反映在假头型上的加速度特性曲线,讨论座椅头枕软垫材料特性对座椅头枕吸能性的影响。

第 3期 21 0 0年 3月 文章编号：0 13 9 (0 00— 15 O 10— 9 7 2 1 )3 0 l一 2

机械设计与制造 Ma h n r De i n c iey sg& Ma u a t r n f cu e l5 l

轿车座椅主动式头枕吸能性分析 赵波范平清沈涛 (上海工程技术大学汽车工程学院，上海 2 10 ) 06 0 En r y a s r t er r n e a ay i f ar e ta t e h a e t e g b o p i p f ma c n lss o a c i e dr s on o c s v ZHAO Bo, AN n—q n SHEN o F Pi g i g, Ta

( o eeo uo bl E gn eigS ag a U i ri f n ier gS ine S a g a 2 10,hn ) C l g f tmoi n ier,h n h i nv syo g ei ce c,h n hi 0 6 0 C ia l A e n e t E n n

【摘

要】研究主动式头枕调整机构，以某轿车驾驶员座椅为例，基于P M C A H软件， A—R S建立座椅

骨架、头枕及假头型的有限元模型，讨论座椅头枕在不同冲击载荷作用条件下，反映在假头型上的加速度特性曲线，讨论座椅头枕软垫材料特 J对座椅头枕吸能性的影响。生 关键词：轿车座椅；头枕；吸能性；头枕调整机构

【 bt c】 i edet jsn ehn m id cs dB sd nP M- R S f a, A s at A te ar u i m cai i us . a A C A Hs w rⅡ r cv h sa t g d s s s e eo o e一 i nt e m n oe o h ett c r、e rsaddmm 'ha e u frh di e . cl i le t dlftesas ut eha et u ys e istp o e e e m r u d n d s t c resa Ace- v t eai hrc r t sc re fd m ySh a e d cse h nh a rs i d r g dfrn m a t r o c aat ii uv so u m’ e a i usd w e e et s ui iee t p . t n e sc d r s d n f i c

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中图分类号：H1,4 1文献标识码： T 6U 6. 9 A

1引言 目前人们对汽车座椅头枕的舒适性和安全 I要求越来越高，生

2主动式头枕调整机构及有限元模型 本文研究的主动式头枕调整机构装在座椅框架的上端部，一

该头枕按照预座椅头枕安全性能的优劣直接关系到车内乘员在车辆发生追尾对连杆将发生碰撞时靠背吸收的能量传递给头枕， 来事故中的人身安全。座椅头枕的目的是为了在驾驶时给驾驶员头先设定在座椅骨架上的转动支点，同时水平向前和向上运动，

该装置的结构相对于其他形式的主动式头枕来说部良好的支撑，良好的头枕设计能减少长期驾驶疲劳，提高舒适达到设计位置。调节原理也相对简单：上方用衬垫支撑，由一条连杆连性。主动式头枕将头枕与座椅靠背相连结，当车祸发生时，驾驶员比较简单，车辆遭后方追撞时，乘客的身体因撞背部瞬间与座椅靠背挤压，杠杆原理让位于座椅背靠的支点不接至座椅靠背内的压力板，会撞将压力板往后推，促使头枕往上往前推动，头枕上部即会向前支撑住头、颈部，有效避免车辆撞击时，对击力的作用，向靠背， 于驾乘人员产生的甩鞭效应所造成的严重颈椎受伤。

动。在动作完成后，自动阪复到原来位置，会以备下次使用。整套

如图 I所示。 轿车头枕调整机构的种类大体上分为两类：一类为被动式座机构在恢复时的恢复力由蛇形弹簧提供，椅头枕调整机构，即通过高度调高器调节头枕的升降来进行头枕高度位置的调整。这种高度调整结构具有结构简单，工作可靠等优点，广泛应用在低档和少部分中档轿车的座椅上。另一类为主动式座椅头枕调整机构，即在被动式头枕机构的基础上增加了—套主动式系统，以便在汽车后撞中头颈猛烈晃动之前，托住乘客的头颈，防止或降低受伤的可能。主动式头枕的另—比是在动作完成后， 自动回复到原来位置(正常情况下和被动式头枕使用方法一样 )以备，下次使用，无须进行维修，其设计目的则是在提供充分的头颈椎保护。这种头枕机构结构复杂成本高，但工

作性能稳定，能有效提高 汽车行驶安全陆，主要应用在中高档桥车的座椅上。 图 1主动式头枕调整机构

座椅头枕吸能性主要研究头枕在受到冲击载荷时，各部件的

座椅头枕吸能性主要研究头枕在受到冲击载荷时，各部件的

变形、受力情况。较软的座椅头枕软垫会使头枕吸能失效，较硬的变形、受力情况。在进行座椅头枕吸能性分析时，根据在有限元前座椅头枕软垫又会给乘员带来意外伤害。因此根据冲击速度不同处理软件 MS . T A CP R N中建立的某轿车驾驶员座椅骨架的有限 A 合理匹配头枕软垫材料特性显得尤为重要。本文讨论座椅头枕在元模型，对主要的吸能性部件一座椅头枕软垫进行有限元建模。

不同冲击载荷作用条件下，反映在假头型上的加速度特性曲线形根据国家标准规定，作用在头枕上的假头型应满足以下要求：头状，讨论座椅头枕软垫材料特性对座椅头枕吸能性的影响。 型质量等于 6 k, . g头型直径为 15 m, 8 6 m基于此构建假头型的有 ★来稿日期： 0— 5 2★ 2 9 0— 9基金项目： 0上海高校知识创新工程( 8工程 ) 05建设项目资助 ( 0 0 ) J 91 Z