一、引言随着汽车保有量的增加和交通运输的日益繁忙, 汽车安全性已经成为汽车生产和使用部门都十分关心的问题。汽车座椅的安全性也越来越受到人们的重视。汽车座椅的安全性分为汽车座椅的主动安全性与被动安全性两方面。汽车座椅的主动安全性主要是指座椅给驾驶员提供良好的驾驶环境，主动避免事故发生的能力。汽车座椅的被动安全性是指在发生事故后座椅能有效的减轻对驾驶员及乘员伤害的能力。提高座椅安全性能的研究对于保护乘员的安全，减少事故中乘员受到伤害具有很重要的意义。载货汽车机械可调式座椅由于具有机械可调机构，结构比普通座椅复杂，座椅重量比普通轿车座椅也要大。因此，研究载货汽车机械可调式座椅，探讨提高载货汽车机械可调式座椅的安全性，具有一定的现实意义。在计算机技术高度发达的今天，在计算机上对所研究的问题进行仿真分析是一种既现实又经济的方法。有限元法是以计算机为手段的一种电算方法，能够有效地解决复杂的工程力学问题。本文针对我国某座椅厂对于其载货汽车机械可调式座椅在开发过程中出现的安全性能问题，应用大型有限元软件Altair HyperMesh及ABAQUS/Standard，研究了座椅总成、靠背的静强度特性以及头枕的静态特性，并运用有限元软件PAM-CRASH对座椅头枕的动态特性进行了研究。二、论文的主要内容在阅读大量文献的基础上，考察了国内外座椅安全研究的现状，概述了座椅系统的强度问题，以及有限元理论在座椅系统安全性研究中的应用。使用Altair HyperMesh软件，对国内某座椅厂的载货汽车机械可调式座椅进行有限元模型的建立。本章详细介绍了座椅几何模型的建立、单元的划分、单元之间的连接关系的定义，论述了座椅有限元模型建立的过程。所建立的模型包括座椅座垫、靠背、调<WP=68>角器、头枕。模型中包括空间板单元22011个，空间梁单元289个，刚性体单元1786个。本章介绍了座椅静强度的法规和对模型在各法规下边界条件的定义，并对座椅总成静强度和座椅靠背静强度进行了仿真计算。座椅总成静强度按照FMVSS－207的要求在座椅质心处水平加载座椅的20倍重力值。座椅靠背静强度按照ECE-R17的要求在座椅靠背加载相对于座椅R点的530Nm的力矩。通过对座椅总成静强度和座椅靠背静强度的仿真计算，发现座椅多处结构出现塑性变形。本章针对座椅多个部位产生的塑性变形提出了多个座椅结构的改进方案。通过仿真分析，选择出最合理的一组改进方案。同时对座椅强度过剩的部位进行改进，使部件在既满足美国FMVSS-207和欧洲ECE-R17规定的要求又能够减轻座椅的质量。使座椅总成和靠背的静强度特性得到改进。并通过试验结果验证了改进模型的正确性。本章对座椅头枕的安全性能性进行了仿真分析。分析内容分包括座椅头枕的后移量，头枕的静强度以及头枕的吸能特性。在欧洲ECE-R17法规指导下，分析了载货汽车机械可调式座椅头枕后移量和静强度，分析结果表明，座椅头枕的后移量和静强度符合欧洲ECE-R17的规定。并讨论了影响头枕后移量的因素。然后按照欧洲ECE-R17关于座椅头枕吸能性的规定，在PAM-GENERIS中建立质量为6.8kg，直径为165mm的冲击头型，以6.69m/s的冲击速度水平向前冲击头枕。经仿真结果分析发现该座椅头枕的吸能性符合法规的标准。并对头枕材料对头枕吸能性的影响做了一定的分析。三、本文研究的意义本文研究的意义在于：吸收有限元软件Altair HyperMesh及ABAQUS/Standard，掌握<WP=69>了利用有限元软件研究座椅静态特性的一般过程，这为后人总结了经验，为日后的研究工作奠定了理论基础和实践经验。握利用显式有限元分析软件PAM-CRASH进行座椅头枕吸能性研究的基本方法。为座椅头枕吸能性的研究奠定了实践经验。过对某载货汽车机械可调式座椅总成静强度和靠背静强度分析及结构的改进，指导了座椅的实际开发，具有一定的现实意义，并对以后同类座椅的开发具有一定的参考价值。