儿童座椅固定点强度分析规范

Q/SZJ191001-2017儿童座椅安装点强度分析规范ISOFIXanchoragesAnalysisSpecification20XX20XX-12-31实施20XX-11-27发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017儿童座椅安装点强度分析规范范围本标准规定了术语和定义、儿童座椅安装点强度分析要求及方法。本标准适用于本公司儿童座椅安装点强度CAE分析。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB14167-2013车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点；整车碰撞分析有限元建模规范。术语和定义无摘要Abstract本规范描述了儿童座椅固定点强度分析流程，评估儿童座椅固定点强度是否满足《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》要求。ThisdocumentdescribesthecommonproceduretoassesstheGB14167-2013Safety-beltanchorages,ISOFIXanchoragessystemsandISOFIXtoptetheranchoragesforvehiclesanalysisspecification.流程图ProcessFlowDiagram儿童座椅固定点强度分析流程图如图1所示。白车身有限元模型输入白车身有限元模型输入BIWFiniteelementmodelinput检查基础模型Checkbasemodel建立加载装置CAE模型SetuploadingdeviceCAEmodelinput布置位移传感器Layoutofdisplacementsensorinput模型约束设置Constraintssetinput模型加载设置Loadssetinput分析模型接触设置Contactsetinput控制卡片设置Controlcardsetinput提交计算Submittoanalysisinput结果处理Resultinput图1ISOFIX强度分析流程图工具描述ToolDescription仿真分析过程中需要用到的如下软件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前处理(Preprocessors):HyperMesh,Primer求解器(AnalysisCode):LS-DYNA后处理(Postprocessors):Hyperview,Hypergragh,LSPrePost建模过程ModelingProcedure单位Units建模中所用单位制如下所示:Theunitsusedinthemodelingareasfollows:力(Force) 千牛(KN)质量(Mass) 吨(kg)长度(Length) 毫米(mm)时间(Time) 毫秒(ms)内容ContentsISOFIX固定点强度分析模型包含白车身、后排座椅以及刚性加载装置，该模型根据《整车有限元建模规范》建立。ABIWmodel,rearseatandrigidwallareneeded.Detailedmodelingprocedurecouldbefoundinthefullvehiclecrashanalysisfiniteelementmodelingspecification.坐标系CoordinateSystems整车有限元模型采用标准的笛卡尔整体坐标系，当测量加速度、速度和侵入量时，可能需要采用局部坐标系。ThefiniteelementmodelsshouldusethestandardglobalCartesiancoordinatesystem.Whenmonitoringaccelerations,velocities,anddisplacements,localcoordinatesystemsmaybeused.建模技巧ModelingTechniques有限元基础模型输入ISOFIX固定点强度分析模型可从整车碰撞CAE模型中提取，将有限元模型导入CAE分析的前处理软件，该模型要求根据《整车碰撞有限元建模规范》规范建立，提取关键部位包括：在白车身模型基础上进行如下简化，对前排座椅，通常分析驾驶员侧，截取区域纵向为被测固定点前方至少500mm，后方至少300mm处，横向包括中通道在内的大半侧车身；对后排座椅，截取区域纵向为被测固定点前方至少500mm，后方至少300mm处、横向包括整个车身。对于四门车，包括C柱；对于两门车，包括B柱。检查有限元基础模型7.4.2.1检查如7.4.1所述的模型，要求数模齐全，网格质量及连接满足《整车碰撞有限元建模规范》要求。7.4.2.2清除模型中空的component,property,material,curve,sys,accelerometer及控制卡片，删除与本分析无关的set及group；7.4.2.3对于前后可调的座椅，应该使座椅处于其正常使用的位置。如果座椅安装有高度可调的头枕，则应将座椅头枕调节到最高位置；7.4.2.4确认各ISOFIX安装点的位置，安装点附近件的数模、连接、材料牌号与参数；加载装置导入SFAD加载装置模型，并进行定位，具体方法如下：7.4.3.1加载模块所有节点一起平移至连接位置，使加载模块的下部安装点轴线与车身的下安装钩轴线重合；7.4.3.1调整加载模块的上连接织带seatbelt单元使其绕过座椅靠背蒙皮后与车身安装点连接；加载模块的上连接织带与座椅蒙皮的接触位置应沿着织带对靠背挤压的受力方向移动20mm，模拟泡沫压缩量，接触处用滑环模拟，并将摩擦系数设置为0。如图2所示。图2SFAD加载装置分析模型接触设置儿童座椅固定点强度分析模型主要包括以下接触：CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:加载装置与安全带及座椅接触；CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:整车自接触；CONTACT_AUTOMATIC_SPOTWELD：整车焊点与车身连接接触。假人与车的接触。控制卡片设置计算控制卡片主要定义：CONTROL_TERMIANTION:设定分析时间100ms；CONTROL_TIMESTEP:设定计算控制时间步长，根据网格质量控制最小单元尺寸确定。当最小单元尺寸为3mm时，dt2ms应大于6.0×10-4ms；CONTROL_SHELL:设定壳单元控制卡片；CONTROL_SOLID:设定体单元控制卡片；CONTROL_CONTACT:设定接触控制卡片；CONTROL_PARALLEL:设定并行处理器控制卡片：CONTROL_OUTPUT:设定输出参数控制卡片；CONTROL_ENERGY:设定能量控制卡片。数据输出卡片主要定义：DATABASE_GLSTAT：定义文本输出总体信息；DATABASE_MATSUM：定义文本输出材料信息；DATABASE_NODOUT：定义文本输出节点信息；DATABASE_RCFORC：定义接触数据输出信息；DATABASE_SLEOUT：定义文本输出梁单元信息；DATABASE_SECFORC：定义截面数据输出信息；DATABASE_BINARY_D3PLOT：定义计算结果文件输出信息；DATABASE_BINARY_D3THDT：定义单元历史数据输出信息。假设和限制Assumptions/Limitations假设Assumptions焊接假设WeldAssumptions8.1.1.1除非特别指定，通常情况下不考虑焊点失效。8.1.1.2所有焊点都起作用。8.1.1.3当不能获得焊点信息时，焊点间距为40-60mm。材料假设MaterialAssumptions8.1.2.1同一个PART中，所有区域的材料属性一致。8.1.2.2考虑应变率影响。8.1.2.3不考虑材料撕裂。几何假设GeometryAssumptions8.1.3.1忽略非显著特征，如直径小于6mm的孔。8.1.3.2不考虑制造过程中产生的褶皱、裂缝及其他非设计特征。刚性部件RigidComponents8.1.4.1在碰撞过程中变形很小的件设置为刚性。8.1.4.2螺栓通常被看做不失效的刚性连接。影响很小的部件8.1.5.1对结果影响很小的部件可以不包含在模型中，但是要配重。限制Limitations材料Material8.2.1.1材料的应力应变曲线只是试验值的近似。数值限制NumericalLimitations8.2.2.1任何数值解都是近似解。载荷和边界条件Loads/BoundaryConditions根据《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》的要求，对车身被“截”处结构件、后悬架固定点处、纵梁后部加以约束。施加约束的原则是保证车身整体相对试验台架固定不动且不影响座椅固定处局部强度，如图3，分析模型的重力加速度为9.81×10-3mm/ms2。图3分析模型约束示意图工况（共4个工况）正向加载（forward）同时验证上、下安装点的强度若有上安装点，需要同时验证上安装点及下安装点强度，如图4中（a），四种小工况中仅有此工况连接上固定点。验证下安装点强度释放上固定点，只验证下固定点强度，如图4中（b）。斜向加载（oblique）通过斜向施力（分左右两个方向，为2个工况），验证下安装点的强度如图4中（c）。载荷方向与大小载荷已在加载装置模块文件SFAD.dyn中定义好，具体要求如下：正向加载沿平行于汽车纵向中心面的水平线向前成0°±5°，向上成10°±5°的方向施加载荷；8kN±0.25kN斜向加载沿平行于汽车纵向中心面的水平线向左（右）成75°±5°，向上成0°±5°的方向施加载荷；5kN±0.25kN（b）（c）（b）（c）（a）图4儿童座椅安装点试验加载方向示意图当载荷被转移到车辆座椅总成，而不是直接传递到车辆结构上时，需要考察座椅在车身上的固定点强度。在施力点处需另外加载纵向水平的座椅惯性力，大小等同于20倍座椅总成的自重力（对于四六分的后排座椅，应在较大座椅位置处的施加座椅惯性力），如图5所示，加载速率和持续时间与图5中相同。如果上固定点集成在座椅骨架上，施加该惯性力时需要将加载模块与上固定点用织带连接好，结果评价标准不变。图5加载力曲线示意图结果Results分析结果主要包括：SFAD加载处的相对位移量；后排座椅各安装点周围主要结构件的变形图、塑性应变云图、塑性应力云图；儿童座椅各安装点主要结构件的应变云图。性能要求PerformanceRequirement