【正文】 向后對(duì)其施加 20 倍座椅總成質(zhì)量的載荷，座椅及固定點(diǎn)應(yīng)能承受以上載荷，座椅不得與車(chē)體分離。 ⑴座椅總成靜強(qiáng)度法規(guī)： 美國(guó) FMVSS207 對(duì)座椅總成靜強(qiáng)度規(guī)定，在座椅總成質(zhì)心處水平向前、水平向后，施加 20 倍座椅總成質(zhì)量的載荷，座椅應(yīng)能承受以上載荷。在靜態(tài)載荷作用下，座椅軟墊對(duì)強(qiáng)度特性的影響很小，因此座椅的靜強(qiáng)度特性主要是針對(duì)座椅骨架而言的 。從座椅所受載荷的形式上分，汽車(chē)座椅的強(qiáng)度可分為座椅的靜強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。座椅的壽命應(yīng)該足夠長(zhǎng)，不至于過(guò)早變形或損壞 。汽車(chē)座椅強(qiáng)度直接關(guān)系到座椅的安全性，是座椅安全性設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容。例如在方案設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)座椅的沖擊強(qiáng)度特性有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，避免低劣的方案投入設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)；計(jì)算所得的詳細(xì)數(shù)據(jù)，可以反映出每一細(xì)微部分的變形過(guò)程，為設(shè)計(jì)人員提供更詳細(xì)的資料，這是碰撞試驗(yàn)無(wú)法做到 的。碰撞試驗(yàn)是進(jìn)行座椅安全性研究最早采用的方法，但是碰撞試驗(yàn)費(fèi)用的昂貴和耗費(fèi)時(shí)間，使每一次修改設(shè)計(jì)的周期變得很長(zhǎng)。隨著座椅結(jié)構(gòu)形式的不斷變化，單純用梁?jiǎn)卧巡蛔阋跃_地描述座椅骨架的結(jié)構(gòu)，于是，設(shè)計(jì)人員越來(lái)越多地使用了其他的單元形式建模，如空間板殼單元、實(shí)體 單元等。早期的汽車(chē)座椅骨架大都采用簡(jiǎn)單的鋼管結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)計(jì)人員最早采用空間梁?jiǎn)卧M(jìn)行強(qiáng)度分析。對(duì)于駕駛員座椅，由于裝有各種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是非對(duì)稱(chēng)的；同時(shí)，汽車(chē)在行駛過(guò)程中，座椅上承受著復(fù)雜的載荷，結(jié)構(gòu)的各個(gè)桿件既受彎曲又受扭轉(zhuǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，有限元算法逐漸運(yùn)用到了汽車(chē)座椅安全性的研究中。 ST12 成分：碳 (C)≤,錳 (Mn)≤,磷 (P)≤,硫 (S)≤,Alt a≥ 18 圖 下滑軌示意圖 第 5 章 座椅骨架的強(qiáng)度校核 有限元算法在汽車(chē)座椅安全性研究中的應(yīng)用 座椅安全性設(shè)計(jì)的研究手段有很多。其牌號(hào)一般可分為： ST12，ST13， ST14， ST25， ST16 等；機(jī)械性能：其是最普通的，最基礎(chǔ)的鋼號(hào)，原則上（鋼廠規(guī)定）只能折彎，成形，不允許沖壓。抗拉強(qiáng)度 MPa≤270～ 410。 滑軌分為上滑軌和下滑軌兩部分，如圖 為上滑軌，圖 為下滑軌?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類(lèi)等。 圖 手柄 17 熱處理 :推薦 熱處理 溫度：正火 850，淬火 840，回火 600 45 號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工 ,模具中常用 來(lái)做 模板 ,梢子 ,導(dǎo)柱等 ,但須熱處理 。 圖 齒板 手柄是調(diào)節(jié)調(diào)角器的重要零件如圖 。冷拉 +熱處理 ,≤321HB 齒板與調(diào)角器手柄的設(shè)計(jì) 齒板是連接手柄、板簧、平衡彈簧的重要部件如圖 。 因此，板簧的材料選用 65Mn 彈簧鋼。退火態(tài)可切削性尚可，冷變形塑性低，焊接性差。用作小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發(fā)條，也可制作彈簧環(huán)、氣門(mén)簧、離合器簧片、剎車(chē)彈簧及冷拔鋼絲冷卷螺旋彈簧。 座椅調(diào)角器板簧，由板條繞制而成 ， 板條的橫截面呈圓弧形 ，如圖 。本設(shè)計(jì)中采用的調(diào)角器為機(jī)械板式調(diào)角器，其結(jié)構(gòu)如下圖 所示。雙聯(lián)動(dòng)調(diào)角器是指左右兩套調(diào)整鎖止機(jī)構(gòu)在一套調(diào)整機(jī)構(gòu)控制下同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)鎖止，具有鎖止強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)載重汽車(chē)駕駛員座椅。范圍有級(jí)調(diào)節(jié)及折疊，適用于各類(lèi)汽車(chē)駕駛員座椅。調(diào)角器分為機(jī)械調(diào)角器和電動(dòng)調(diào)角器，機(jī)械調(diào)角器又包括機(jī)械板式調(diào)角器、機(jī)械桿式調(diào)角器、雙聯(lián)動(dòng)調(diào)角器等。 （ 3）調(diào)角器 調(diào)角器是對(duì)靠背、座墊夾角進(jìn)行調(diào)整和鎖止的機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中采用的的是雙鎖止滑道，調(diào)整距離為 0～177?；牢灰频某叽缂醋吻昂笳{(diào)整的距離需根據(jù)相應(yīng)人體尺寸和人機(jī)工程學(xué)原理確定，一般前后調(diào)整距離為 0～177。 14 圖 連接圖 （ 2）滑道 滑道是調(diào)整座椅在車(chē)廂縱向水平位置前后位移的機(jī)構(gòu)，有單鎖止滑道和雙鎖止滑道之分，滑道的選用一般根據(jù)鎖止強(qiáng)度確定。如圖 調(diào)整過(guò)程中高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主調(diào)整一側(cè)的垂直方向位移改變會(huì)通過(guò)座椅左右 兩側(cè)鉸接桿件間的前后桿，帶動(dòng)另一側(cè)的鉸接機(jī)構(gòu)產(chǎn)生垂直位移，達(dá)到底座在垂直方向位移整體改變的目的。如圖 降機(jī)構(gòu) 圖 高度調(diào)節(jié)示意圖 其中，鉸接桿件 2 與調(diào)整螺桿連接部分為光滑通孔，與調(diào)整螺桿無(wú)螺 紋一端相接合，在調(diào)整螺桿有螺紋部分與連接桿件 2 的接觸處，焊有有固定螺母，將鉸接桿件 2 固定在調(diào)整螺桿有螺紋處和無(wú)螺紋處的中間，限制其沿調(diào)整螺桿軸向的自由度。高度調(diào)整的范圍應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，以能滿(mǎn)足大部分人群的使用要求為目標(biāo)進(jìn)行確定，一般調(diào)整范圍為 0～ 100 mm 。 該調(diào)溫裝置 如圖 34 包括有： 301 入 口、 302上層散熱片、 303氣流出口、305廢氣出口、 310風(fēng)道、 311風(fēng)扇、 312隔熱片、 313 導(dǎo)風(fēng)片。吸熱和放熱的大小是通過(guò)電流的大小以及半導(dǎo)體材料 N、 P 的元件對(duì)數(shù)來(lái)決定。 (1)半導(dǎo)體制冷 /制熱片原理 [21,22] 珀?duì)栙N的 具體原理如下：圖 33 為是一個(gè)單片的制冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有 N 型和 P 型的半導(dǎo)體材料（碲化鉍），半導(dǎo)體元件用串聯(lián)形式在電路上連結(jié)組成當(dāng)一塊 N 型半導(dǎo)體材料和一塊 P 型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對(duì)。 座椅調(diào)溫裝置包括兩個(gè)部分的內(nèi)容，分別為半導(dǎo)體制冷 /制熱片以及散熱片兩個(gè)部分，半導(dǎo)體制冷 /制熱片又稱(chēng)珀?duì)栙N，是一種熱泵，是利用半導(dǎo)體的珀?duì)栙N效應(yīng)，通電后半導(dǎo)體制冷 /制熱片一面制冷與其對(duì)應(yīng)的一面制熱，半導(dǎo)體制冷 /制熱片的一 面為需要面另一面為廢棄面。 風(fēng)扇主要包括：散熱風(fēng)扇、軸流風(fēng)扇、離心風(fēng)扇、混流風(fēng)扇、貫流式風(fēng)扇。駕駛員可以在制冷、制熱中隨意調(diào)節(jié)，并可調(diào)節(jié)制冷制熱的等級(jí)。外置座椅調(diào)溫裝置 是指，在座椅外部完成氣體的溫度調(diào)節(jié)并且通過(guò)輸入管道將氣體推入座椅內(nèi)部的裝置。 圖 31 座椅調(diào)溫裝置的分類(lèi) 由上圖可知： 雙向調(diào)溫座椅按其實(shí)現(xiàn)方式又可分為內(nèi)置座椅調(diào)溫裝置和外置座椅調(diào)溫裝置。 放在座椅內(nèi)的調(diào)溫裝置主要分為兩大類(lèi)（如圖 31）。操作形式為手柄式。齒距為 2，前調(diào)角度為 30176。常見(jiàn)的形式為調(diào)角器采用向心齒板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)限位，用平面渦卷彈簧自動(dòng)回位式。 座椅骨架：座椅骨架主要包括靠背骨架和坐墊骨架兩部分，通常采用直徑為 2025mm，壁厚為 12mm 的電焊鋼管或無(wú)縫鋼管彎曲成型方法制造；也可采用 13mm 厚的鋼板沖壓或滾扎成型的方法制造。 頭枕安裝在至少與耳朵上緣平齊的地方，后腦與頭枕之間的距離≤20cm。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)人機(jī)布置確定頭枕的設(shè)計(jì)高度及調(diào)節(jié)范圍。 ~110176。～ 170176?！?135176。～ 115176。為了提高舒適性，滿(mǎn)足駕乘人員在休息時(shí)的需求，靠背傾角應(yīng)為可調(diào)式，并且調(diào)整范圍盡 可能大。當(dāng)靠背傾角超過(guò) 110176。設(shè)計(jì)時(shí)，靠背的高度和寬度一般分別為 600 mm 和 480 mm。此處取 5176。坐墊深度過(guò)大時(shí)，造成人體軀干相對(duì)前移，腰部得不到良好的支撐，引起疲勞；坐墊深度過(guò)小時(shí)，會(huì)因大腿得不到良好的支撐而感到不舒適：因此，坐墊的深度應(yīng)按臀部至大腿表面全長(zhǎng)的 3/4 設(shè)計(jì)，一般取 400— 480mm。坐墊深度的設(shè)計(jì)原則在充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。綜合以往經(jīng)驗(yàn)取傾角為 10176。因此傾角不能太大，一般為 5176。二是防止乘坐者從坐緣滑出座面，這對(duì)于經(jīng)常處于震動(dòng)顛簸環(huán)境中的駕駛員座椅非常重要。 座面傾角：指座面與水平面所夾角度。否則坐者必須向前緣處移動(dòng)以避免壓迫膝窩，卻得不到靠背的支持，這兩種坐姿都是不舒適的。正確的座深應(yīng)使靠背方便地支持腰椎部位。一般 汽車(chē) 座椅寬度取 480520mm 座深：指在座椅中心平面上，坐墊前緣的垂直切線(xiàn)至坐墊最后端線(xiàn)的距離。為使乘員能調(diào)整坐姿，座寬取適當(dāng)大于臀寬。座寬必須能容納身材粗壯的人。汽車(chē)座椅靜態(tài)參數(shù)的選取原則：正常姿勢(shì)下人體尺寸是座椅幾何尺寸確定的基準(zhǔn)，以下是汽車(chē)座椅主要參數(shù)的選取方法： 椅面高度：椅面高度應(yīng)使乘 員大腿接近水平、小腿自然放置，即保證不因椅面過(guò)高而使大腿肌肉受壓，又保證不因椅面過(guò)低而增加背部肌肉負(fù)荷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取高度為 350mm。所以駕駛員座面應(yīng)該避免斗形座面。 8 坐骨下面坐面高度要合理，并且要與地面平行，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)平坦保證壓力合理分布，不同坐姿會(huì)影響乘坐人員的體壓分布。因此座椅設(shè)計(jì)從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)該保證腰曲弧線(xiàn)正常；從坐姿生物力學(xué)角度，應(yīng)保證肢體免受異常力作用 [7， 8]。但 是，當(dāng)人體