將安全帶約束系統集成在座椅內部的安全座椅性能準靜態測試

目前，已經建立了利用安全座椅保護駕駛員的側面碰撞模型和后面碰撞模型。全美賽車聯合會規定：“在2015賽季進行的沖刺杯系列比賽中，駕駛員座椅至少有7個安全帶固定點，所有安全帶約束系統都集成在座椅內部。主要介紹了利用準靜態測試方法對全美賽車聯合會所規定的座椅進行測試的方法以及測試協議標準。

將安全帶約束系統集成在座椅內部與傳統的將其固定在底盤上相比，前者可以使用較短的安全帶并能改進安全帶的幾何形狀，消除了安全帶通孔，這些改變可提高安全座椅的可靠性和汽車的安全性。為了驗證這一結論，利用準靜態測試方法進行測試驗證。準靜態測試是一種高效、可靠測試組件和系統安全性的方法。首先，利用滑臺試驗對該座椅進行不同負荷下的模擬碰撞測試，并采集相關數據。試驗中所使用的滑臺可以提供2.5MN的推力，負荷為500kg時達到的峰值加速度為90g，水平方向最大位移為1.7m，可達到的最大速度為80km/h。之后，對滑臺試驗的高速視屏進行分析，判斷安全帶約束系統收緊時間，分析所采集的數據以判斷各點所承受的最大負荷以及最大負荷出現的時間。

準靜態測試分析結果表明，將安全帶約束系統集成在座椅內部，使得安全帶長度變短，減小了乘員允許運動的幅度。由于取消了安全帶通孔之類的裝置，因此可以對安全帶幾何形狀進行優化，并消除了由這些裝置引起的諸如安全帶調節器錯位、閥座卡死以及安全帶變形等問題。此外，可以對集成后的安全座椅使用可變形的座椅安裝支架系統，該系統可以在車輛發生嚴重碰撞時將座椅移開，避免乘員在碰撞發生后產生二次碰撞，但若將安全帶約束系統固定在汽車底盤上則無法使用該系統。將準靜態測試結果與美國安全技術法規FMVSS 210進行對比，腰帶承受的負荷是法規規定的1.2倍、整個安全帶約束系統所承受的組合負荷是法規規定的3.5倍。最后需要注意，準靜態測試結果中并非每一處的負荷都達到安全系數1.5。

John Patalak et al. SAE 2015-01-0739.

編譯：王祥