汽車后排座椅安裝點結構優化設計

王 偉 段茂才 劉 劍（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

汽車后排座椅安裝點結構優化設計

王 偉 段茂才 劉 劍
（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

某轎車在開展兒童座椅固定點強度試驗時，后排座椅鎖鉤與車身鈑金連接處被撕裂，導致實際加載力無法達到試驗要求，試驗失敗。本文針對安裝座椅鎖鉤處的車身鈑金結構及關聯件進行分析，提出解決方案，經CAE仿真分析，優化后結構滿足ISOFIX強度試驗要求。

ISOFIX；強度試驗；結構優化

ISOFIX（International Standards Organisation FIX）是用來固定兒童座椅的一個標準系統。ISOFIX系統由兩個下固定點和一個上固定點組成，可以使兒童座椅與車身地板間建立一個剛性的連接。現在美國、歐盟和國內法規都對ISOFIX強度測試提出明確的要求，本文主要針對某轎車兒童座椅固定點強度試驗過程中座椅鎖鉤與側圍鈑金處被撕裂問題，結合法規要求，采用CAE仿真技術對此處進行設計和優化。

1 試驗結果

根據ECE R14法規要求，ISOFIX系統強度試驗需開展4項小試驗：分別為正前、左斜、右斜方向的下固定點強度試驗和正前方向的上&下固定點強度試驗。某轎車在開展正前方向的上&下固定點強度試驗時，座椅鎖鉤與車身連接處被撕裂，結果如圖1所示。

2 缺陷分析

通過分析座椅鎖鉤處車身強度、鎖鉤的三個固定點受力等方面因素，該車型安裝鎖鉤處車身強度不足、鎖鉤的三個固定點應力集中且受力不均，導致車身處被撕裂，引起試驗失效。

3 結構優化

3.1 車身結構優化

考慮到鎖鉤安裝處只有一層鈑金（1.5mm、B210P1），強度不足，無法滿足座椅鎖鉤處所受的拉力。

安裝鎖鉤的三個螺栓受力不均，受到橫向拉力時最外側螺栓安裝處受力最大，此處鈑金首先被撕裂，其余兩個螺栓無法承受全部拉力也被拉脫，如圖2所示。

結合以上失效風險進行分析，需對下部兩個螺栓處鈑金強度進行補強，增加螺母板及兩處焊點，以增加受力面積，減小因受力不均帶來的單點撕裂風險，如圖3所示。

3.2 凸焊螺母優化

為解決車身鈑金上凸焊螺母面積小（邊長12.57mm），受力時對鈑金產生較大應力，且方形結構邊角處容易產生

結語

應力集中問題，對凸焊螺母進行設計優化。如圖4所示。

3.3 關聯件強度分析、優化

鎖鉤處鈑金加強后，分析到座椅靠背支腳受力增加，存在強度不足風險，將其材料由Qste420變更為Qste550，并優化結構，如圖5所示。

在汽車座椅設計過程中，車身鈑金處受力分析成為影響ISOFIX系統強度分析的重要組成，方案設計時要同時考慮鈑金強度、座椅強度、凸焊螺母應力分析等因素影響，同時需分析關聯零部件受力情況，確定最優方案。

[1] ECER14 關于汽車安全帶安裝固定點認證的統一規定[S].

[2]張洪濤，等.ISOFIX固定裝置的技術要求及試驗方法對比[J].汽車工程師，2009（04）.

[3]曹兆友，等.ISOFIX固定系統的安全性分析[J].汽車工程師，2009 （04）.

[4] 徐國強，路忠鋒.后地板座椅安裝點結構優化設計[J].汽車實用技術，2013，（02）：42-45.

U463

A

王偉，工作于長城汽車股份有限公司技術中心、專科學歷、中級工程師、從事汽車試驗及產品驗證工作。