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汽车座椅安全带固定点强度试验(EC14)解析
浏览次数:321发布日期:2022-02-15


汽车座椅安全带固定点强度试验(EC14)解析--上海霖智科技

  固定点强度的校核是汽车座椅强度验证中优先级非常高的项目。本文以《GB14167-2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》(EC14中文版)为基础,介绍安全带固定点强度的测试方法和评价基准。

针对M1类前向三点式安全带,国标对其固定点强度的大致要求是:

13.5kN的力,沿着水平向上10°朝正前方向,分别拉肩部和腰部安全带。同时用20倍座椅重力的力,水平朝正拉座椅。座椅至少能保持200ms,下有效固定的距离和上有效固定点位移应满足法规对布置的要求。


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1 适用对象

本文仅涉及总质量不大于2.5tM1类车的三点式安全带固定点的强度测试。

2 试验设备

安全带固定点强度试验一般有专门的测试平台。该平台主要由台架、横梁、液压站、电液伺服缸、移动装置、数据采集处理系统等组成。

9个液压缸分别安装在台架上的三排横梁上,每排横梁3个液压缸。每个液压缸的横向和高度位置均可以调节,以满足加载位置和方向的要求。采用伺服控制器控制液压缸的载荷大小和速度,能够保证9个缸同步加载。除了加载设备还需要增加摄像机或位移传感器跟踪有效固定点的位移量。


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3 座椅准备

将座椅固定到车身框架或者整车上,车身的固定不得影响安全带固定点强度,建议将构架固定在接近车轮轴线或悬架连接点的支承物上。

如果仅为了验证座椅上的安全带固定点强度,可以将座椅直接固定在与车身匹配的刚性夹具上。


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关于座椅调整,法规要求座椅应在对于强度最为不利的使用位置,常见的位置有最后zui低和最前最高这两个位置(Homework, Why?)。靠背调整到设计位置。头枕调整到最高使用位置。

长条座椅的所有位置应该同时进行该试验。


4 工装准备

测试载荷并不是直接加载到固定点上,而是用液压缸拉两个刚性人体模块,再通过套在模块上的安全带将载荷传递到固定点上。

上、下模块分别代表乘员的躯干和骨盆轮廓,在此基础上加以改进,以方便施加载荷和力的传递。模块的详细图纸可见国标40页附录F
需要注意的是骨盆模块有大小两种类型,实验时默认使用宽度为406mm的大尺寸模块。小尺寸模块宽度254mm,主要用在后排中间位置座椅上。
试验前,首先将骨盆模块放置在坐垫上,尽量往后推至靠背,安全带向后拉紧。然后将躯干模块放置到骨盆模块上方位置,安全带置于模块上拉紧,无需预加载。
因为主要是考察安全带固定点而非织带的强度,因此一般采用模拟安全带"替代原装安全带。安全带的导向件、导向环、带扣均可用工装替代原装产品,但卷收器需要保留。


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如果座椅上布置有安全带固定点,则还应在座椅上增加20倍自身重力的载荷。

至于如何加载,法规并没有明确规定。如果是骨架,可以将刚性横梁焊接在座椅重心位置,一般在靠背调角器附近,然后给横梁的两端施加载荷。如果是整椅,可以将特制工装绑在座椅上,然后给工装施加载荷。
对于后排座椅,如果靠背总成上有卷收器,并且是直接固定在车身上的,那么在计算重量和重心高度的时候,不需要考虑坐盆总成,只需要考虑带有卷收器的那部分靠背总成。


5 加载方法

人体模块加载

加载方向:平行车身纵向中心平面,水平线向上10°±5°
加载大小:首先加载10%的预加载(允许误差±30%),然后加载到13.5±0.2kN
加载时间:60s内加载到规定值,如果制造商有要求也可在4s内加载到规定值,然后保持至少200ms


20倍重力加载

加载方向:平行车身纵向中心平面,水平向前。
加载大小:最大载荷20倍座椅总成重力。
加载时间:与人体模块保持同步。说明: 图片


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制造商在固定点结构设计时,往往会在国标的基础上加10%20%甚至55%的余量,因此最大载荷也可能达到110%-155%

6 评价基准

1. 最大载荷能保持200ms以上,允许固定点周围区域有变形,包括部分断裂、或产生裂纹;

2. 试验过程中下有效固定点之间的距离和上有效固定点的位移需要满足下图要求;

3. 卸载后保证所有座位上的乘员手动操作位移装置和锁止装置即可撤离车辆;(比如座椅靠背仍可以往前调节)

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这个试验的难点主要有两个方面:

首先,加载到规定载荷后,座椅能保持至少200ms,不会出现机构件,尤其是滑轨的解锁或拉脱,不会出现骨架、螺栓断裂或分离等失效。


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另外一个就是当上有效固定点在座椅上时(前排比较少,多出现在后排中间位置),座椅骨架的主要框架需要有足够的强度以抵抗前倾的变形,保证上固定点位移位移量不会超出范围。与此同时还要兼顾座椅与车身的连接件强度极限,以及车身地板的承受能力。

至于下固定点位距离,由于骨盆模块本身宽度就有406mm,一般不会出问题。


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