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央视点名京东,CAE仿真提高儿童安全座椅质量

有限元: 2019-11-08 11:08:52 阅读数: 115 分享到:

据央视报道,上海市市场监管局近期发布的市场检验和质量抽查结果显示,相当多的儿童安全座椅质量堪忧。

据悉,本次抽查的58批次儿童安全座椅中,有14批次不合格,不合格检出率约为24%。抽查样品主要来自电商平台,包括1号店、唯品会、网易考拉、淘宝(含天猫)、京东等。在被抽样的这几家网络平台中,京东商城的不合格检出率最高,约为41.7%,远高于这次抽查的平均不合格检出率。目前,这次抽查中涉及的14批次样品已经全部下架。

研究表明,在乘车中正确使用儿童安全座椅,婴儿(1岁以下)在交通事故中的死亡率降低71%,1~4岁的幼龄儿童在交通事故中的死亡率也能降低54%。显然,相比使用成人安全带和成人怀抱的方式,儿童安全座椅的使用是降低事故伤害的最有效手段。儿童安全座椅碰撞性能是指在汽车碰撞过程中,座椅系统通过约束、限制乘员保持合理的位移,以分散乘员身体承载过大冲击力,减少乘员损伤的能力。我国汽车儿童安全座椅碰撞性能评价仍然主要依赖实验,这对于企业提高产品质量、降低开发成本、提高产品竞争力来说是严重的制约。而通过有限元分析的方法能够有效解决以上问题。

在儿童安全座椅整个有限元分析过程中,前处理是一个重要的环节,涉及到单元选取、材料建模、接触连接定义及加载等,它直接影响着碰撞仿真的计算精度与效率。元王CAE仿真专家利用HyperMesh将儿童安全座椅主体、把手、底座上下盖板等板件使用壳单元(大小为5~10mm)建模,背靠板使用了六面体单元网格。

儿童安全座椅网格

根据欧洲安全标准,儿童座椅内放置被安全带约束的Q1.5儿童假人,台车在滑轨上逐渐加速到50km/h,并保持此速度进行初速度为50km/h的正面碰撞,得到台车碰撞的加速度波形如下图所示。

碰撞加速度曲线

仿真模型工况加载:给儿童安全座椅碰撞有限元模型定义汽车前进方向上的初始速度50km/h,同时给台车座椅金属板一个与初速度方向相反的加速度脉冲载荷,模拟汽车正面碰撞效果。重力方向加载9.8m/s^2的重力加速度。


假人在碰撞发生初始时刻、60ms和120ms时的运动形态仿真如下图所示,从假人运动形态来看,仿真结果与试验结果基本一致。

碰撞过程假人运动形态仿真结果

碰撞过程中假人运动形态试验结果

下图为假人头部合成加速度仿真分析与碰撞试验结果,两条曲线的整体波形基本一致,头部最大碰撞加速度仿真结果42.0g(在66.8ms处),稍大于试验最大峰值40.7g(在71.9ms处)。由此得到的头部损伤指数HIC为140.1,大于试验结果116.6,远小于ECER44(欧洲儿童乘员约束系统法规)法定值570.

假人头部合成加速度仿真与试验结果

下图为试验与仿真得到的假人胸部合成加速度曲线。两者比较,仿真最大峰值为43.7g,略大于试验结果的41.1g,符合ECER44法规中胸部合成加速度不得超过55g的规定。同时,从胸部合成加速度整体趋势看,仿真结果也与试验基本一致。

假人胸部合成加速度

在汽车使用越来越频繁的潮流下,汽车儿童安全座椅质量受到的重视在逐渐增加,而日趋严格的竞争形势、安全要求、环保标准使得企业必须高效的完成新产品开发。通过以上试验与有限元仿真分析结果可知,物理试验与仿真分析结果基本吻合,有限元分析技术在提高产品质量、降低开发成本、提高产品研发效率等方面有着巨大的优势,让越来越多企业选择有限元分析技术助力产品研发。


选择元王CAE仿真应用专家,为您的企业带来无限可能。



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