汽车后排座椅安装点结构优化设计

王 伟 段茂才 刘 剑（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

汽车后排座椅安装点结构优化设计

王 伟 段茂才 刘 剑
（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

某轿车在开展儿童座椅固定点强度试验时，后排座椅锁钩与车身钣金连接处被撕裂，导致实际加载力无法达到试验要求，试验失败。本文针对安装座椅锁钩处的车身钣金结构及关联件进行分析，提出解决方案，经CAE仿真分析，优化后结构满足ISOFIX强度试验要求。

ISOFIX；强度试验；结构优化

ISOFIX（International Standards Organisation FIX）是用来固定儿童座椅的一个标准系统。ISOFIX系统由两个下固定点和一个上固定点组成，可以使儿童座椅与车身地板间建立一个刚性的连接。现在美国、欧盟和国内法规都对ISOFIX强度测试提出明确的要求，本文主要针对某轿车儿童座椅固定点强度试验过程中座椅锁钩与侧围钣金处被撕裂问题，结合法规要求，采用CAE仿真技术对此处进行设计和优化。

1 试验结果

根据ECE R14法规要求，ISOFIX系统强度试验需开展4项小试验：分别为正前、左斜、右斜方向的下固定点强度试验和正前方向的上&下固定点强度试验。某轿车在开展正前方向的上&下固定点强度试验时，座椅锁钩与车身连接处被撕裂，结果如图1所示。

2 缺陷分析

通过分析座椅锁钩处车身强度、锁钩的三个固定点受力等方面因素，该车型安装锁钩处车身强度不足、锁钩的三个固定点应力集中且受力不均，导致车身处被撕裂，引起试验失效。

3 结构优化

3.1 车身结构优化

考虑到锁钩安装处只有一层钣金（1.5mm、B210P1），强度不足，无法满足座椅锁钩处所受的拉力。

安装锁钩的三个螺栓受力不均，受到横向拉力时最外侧螺栓安装处受力最大，此处钣金首先被撕裂，其余两个螺栓无法承受全部拉力也被拉脱，如图2所示。

结合以上失效风险进行分析，需对下部两个螺栓处钣金强度进行补强，增加螺母板及两处焊点，以增加受力面积，减小因受力不均带来的单点撕裂风险，如图3所示。

3.2 凸焊螺母优化

为解决车身钣金上凸焊螺母面积小（边长12.57mm），受力时对钣金产生较大应力，且方形结构边角处容易产生

结语

应力集中问题，对凸焊螺母进行设计优化。如图4所示。

3.3 关联件强度分析、优化

锁钩处钣金加强后，分析到座椅靠背支脚受力增加，存在强度不足风险，将其材料由Qste420变更为Qste550，并优化结构，如图5所示。

在汽车座椅设计过程中，车身钣金处受力分析成为影响ISOFIX系统强度分析的重要组成，方案设计时要同时考虑钣金强度、座椅强度、凸焊螺母应力分析等因素影响，同时需分析关联零部件受力情况，确定最优方案。

[1] ECER14 关于汽车安全带安装固定点认证的统一规定[S].

[2]张洪涛，等.ISOFIX固定装置的技术要求及试验方法对比[J].汽车工程师，2009（04）.

[3]曹兆友，等.ISOFIX固定系统的安全性分析[J].汽车工程师，2009 （04）.

[4] 徐国强，路忠锋.后地板座椅安装点结构优化设计[J].汽车实用技术，2013，（02）：42-45.

U463

A

王伟，工作于长城汽车股份有限公司技术中心、专科学历、中级工程师、从事汽车试验及产品验证工作。