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随着汽车行业的发展,汽车的安全性已经成为当今非常重要的研究领域。汽车座椅作为保护乘客的主要安全部件之一,我国于2014年10月颁布了法规GB13057-2014《客车座椅及其车辆固定件的强度》来保障客车座椅的碰撞安全性。同时,随着国内外对汽车轻量化要求的呼声越来越高,针对汽车座椅,在保证座椅碰撞安全性的前提下对座椅进行轻量化是必要的。所以,客车座椅轻量化和碰撞安全性的研究对降低汽车成本,提高汽车碰撞安全性具重要应用价值和实际意义。本文依据法规GB14167-2013、CAE分析方法和拓扑优化方法,建立座椅安全带固定点试验有限元模型,实现座椅结构轻量化,并验证轻量化座椅可靠性及碰撞安全性。主要研究内容包括:(1)依据法规GB14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点及上固定点系统》要求,建立座椅安全带固定点试验仿真模型并计算。从试验中绳索的时间位移曲线、座椅整体变形和座椅局部变形三个方面将试验结果和仿真分析结果进行对比,验证了静态有限元模型有效可用。(2)基于安全带固定点试验仿真分析结果,选取座椅脚架为轻量化对象。通过OptiStruct软件建立拓扑优化模型,提取试验中各安全带固定受力作为优化模型的边界条件。设置模型设计变量、约束条件及优化目标,得到优化结果。将优化后的脚架导入安全带固定点仿真模型,验证了轻量化方案可靠性。(3)依据法规GB13057-2014建立座椅动态试验有限元模型。从假人姿势、假人损伤值将实验结果和仿真分析结果进行对比,验证了动态试验仿真模型的准确性和有效性。并将轻量化后脚架导入动态有限模型,验证了轻量化座椅的碰撞安全性。本研究的在保证客车座椅碰撞安全性的前提下对座椅脚架进行轻量化,实现座椅脚架减重了达13%。