在国际上，有多种不同的测试程序来评估在侧面碰撞中车辆对乘员的保护性能。例如，修订后的FMVSS201法规(立柱侧面碰撞)、FMVSS214法规(可变型障碍壁侧面碰撞 MDB)及LINCAP 消费者测试规程、美国高速公路安全保险协会(IHS)的侧面碰撞测试规程等等。从2006年7月1日开始，我国发布了汽车侧面碰撞的乘员保护标准 GB 20071-2006，提高了对国产汽车侧面碰撞保护的要求。
汽车座椅作为汽车内乘员保护的重要部件，对于侧面碰撞的要求非常高。许多汽车座椅供应商经过多年的经验总结开发出了一些针对座椅的侧面碰撞中车辆对乘员的保护性能评价方法，并逐渐形成了各自的企业标准。其中包含静力设计法规和带假人的二次碰撞设计法规。由于静力方法求解速度快，计算精度高，资源占用较少，在设计早期得到了很普遍的应用，从一定程度上起到评价座椅侧面碰撞乘员保护的作用。
目前，国内的座椅供应商还没有座椅的侧面碰撞座椅设计法规，本文参考了 GB 20071-2006 的一些座椅设计法规，提出了座椅侧面碰撞的静力设计法规。应用 ABAQUS/Standard分析了某轿车座椅的侧撞保护性能。
1 座椅侧面碰撞的静力设计法规的提出方法
为了实现座椅在侧面碰撞中的保护作用，需要确定座椅能够承载一定的侧向载荷形成座椅侧面碰撞的设计法规。GB 20071-2006 中对碰撞块的定义如图1所示。
图1 碰撞块的尺寸(正面)
图2 碰撞块的尺寸(侧面)
根据座椅的尺寸、在整车中的位置和侧撞过程中变形和载荷传递路径的估计，我们可以针对特定的座椅，确定一个用于检测座椅侧面碰撞性能的测试块的位置和尺寸，见图3。将远离车门一侧的测试块固定在靠近车门一侧加载。载荷的大小或者位移量要求根据设计目标确定。
图3 座椅侧面碰撞的静力法规测试块
2 座椅侧面碰撞的静力分析实例
本文选取了国内某轿车的座椅，根据其环境数据和GB 20071-2006 要求，确定了测试块的尺寸250mm*150mm;根据整车侧撞的情况确定了在座椅的靠背骨架上通过测试块，施加载荷F=35KN，要求不允许出现结构的失效。
图4是本文所选取的座椅模型和边界条件;图5是座椅在35KN下的变形图:图6为座椅在35KN下的应力分布图;图7座椅在 35KN下的Y向位移分布图。座椅侧向最大位移为45.7mm。
图4 座椅的 FE model
图5 座椅在 35KN 时的变形图
图6 座椅在 35KN下的应力分布图
图7座椅在 35KN下的Y向位移分布图
为了提高侧撞安全性，靠背骨架两侧的冲压件、座垫支撑梁和滑轨选用了高强度钢来保证其强度，其应力分布见图8，9，10。最大应力分别为为708MPa、695MPa和885.7MPa，有一定的屈服但是没有超过其拉伸极限 980MPa。
图8靠背骨架两侧的冲压件的应力分布图
图9 座垫支撑梁的应力分布图
图10 滑轨的应力分布图
由分析结果可以看出此座椅满足侧面碰撞静力设计要求，没有结构失效;侧向位移较小，保证了乘员在侧面碰撞中的安全。由于确保了 35KN的载荷，从而保证该座椅在整车侧面碰撞试验中安全通过，做乘员起到了保护作用。
3 小结
座椅侧面碰撞的静力设计法规的提出，不仅为座椅设计阶段提供了在侧面碰撞中座椅乘员保护的检测方法，而且使得静力分析手段应用在座椅的侧面碰撞安全性方面，在座椅设计阶段降低了设计成本，缩短了设计周期，成为当前座椅设计方面行之有效的工程分析手段。
资料来源：达索官方
