央視點名京東，CAE仿真提高兒童安全座椅質量
據(jù)央視報道，上海市市場監(jiān)管局近期發(fā)布的市場檢驗和質量抽查結果顯示，相當多的兒童安全座椅質量堪憂。
據(jù)悉，本次抽查的58批次兒童安全座椅中，有14批次不合格，不合格檢出率約為24%。抽查樣品主要來自電商平臺，包括1號店、唯品會、網(wǎng)易考拉、淘寶(含天貓)、京東等。在被抽樣的這幾家網(wǎng)絡平臺中，京東商城的不合格檢出率最高，約為41.7%，遠高于這次抽查的平均不合格檢出率。目前，這次抽查中涉及的14批次樣品已經(jīng)全部下架。
研究表明，在乘車中正確使用兒童安全座椅，嬰兒（1歲以下）在交通事故中的死亡率降低71%，1~4歲的幼齡兒童在交通事故中的死亡率也能降低54%。顯然，相比使用成人安全帶和成人懷抱的方式，兒童安全座椅的使用是降低事故傷害的最有效手段。兒童安全座椅碰撞性能是指在汽車碰撞過程中，座椅系統(tǒng)通過約束、限制乘員保持合理的位移，以分散乘員身體承載過大沖擊力，減少乘員損傷的能力。我國汽車兒童安全座椅碰撞性能評價仍然主要依賴實驗，這對于企業(yè)提高產(chǎn)品質量、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品競爭力來說是嚴重的制約。而通過有限元分析的方法能夠有效解決以上問題。
在兒童安全座椅整個有限元分析過程中，前處理是一個重要的環(huán)節(jié)，涉及到單元選取、材料建模、接觸連接定義及加載等，它直接影響著碰撞仿真的計算精度與效率。元王CAE仿真專家利用HyperMesh將兒童安全座椅主體、把手、底座上下蓋板等板件使用殼單元（大小為5~10mm）建模，背靠板使用了六面體單元網(wǎng)格。
兒童安全座椅網(wǎng)格
根據(jù)歐洲安全標準，兒童座椅內(nèi)放置被安全帶約束的Q1.5兒童假人，臺車在滑軌上逐漸加速到50km/h，并保持此速度進行初速度為50km/h的正面碰撞，得到臺車碰撞的加速度波形如下圖所示。
碰撞加速度曲線
仿真模型工況加載：給兒童安全座椅碰撞有限元模型定義汽車前進方向上的初始速度50km/h，同時給臺車座椅金屬板一個與初速度方向相反的加速度脈沖載荷，模擬汽車正面碰撞效果。重力方向加載9.8m/s^2的重力加速度。
假人在碰撞發(fā)生初始時刻、60ms和120ms時的運動形態(tài)仿真如下圖所示，從假人運動形態(tài)來看，仿真結果與試驗結果基本一致。
碰撞過程假人運動形態(tài)仿真結果
碰撞過程中假人運動形態(tài)試驗結果
下圖為假人頭部合成加速度仿真分析與碰撞試驗結果，兩條曲線的整體波形基本一致，頭部最大碰撞加速度仿真結果42.0g（在66.8ms處），稍大于試驗最大峰值40.7g（在71.9ms處）。由此得到的頭部損傷指數(shù)HIC為140.1，大于試驗結果116.6，遠小于ECER44(歐洲兒童乘員約束系統(tǒng)法規(guī))法定值570.
假人頭部合成加速度仿真與試驗結果
下圖為試驗與仿真得到的假人胸部合成加速度曲線。兩者比較，仿真最大峰值為43.7g,略大于試驗結果的41.1g,符合ECER44法規(guī)中胸部合成加速度不得超過55g的規(guī)定。同時，從胸部合成加速度整體趨勢看，仿真結果也與試驗基本一致。
假人胸部合成加速度
在汽車使用越來越頻繁的潮流下，汽車兒童安全座椅質量受到的重視在逐漸增加，而日趨嚴格的競爭形勢、安全要求、環(huán)保標準使得企業(yè)必須高效的完成新產(chǎn)品開發(fā)。通過以上試驗與有限元仿真分析結果可知，物理試驗與仿真分析結果基本吻合，有限元分析技術在提高產(chǎn)品質量、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品研發(fā)效率等方面有著巨大的優(yōu)勢，讓越來越多企業(yè)選擇有限元分析技術助力產(chǎn)品研發(fā)。
選擇元王CAE仿真應用專家，為您的企業(yè)帶來無限可能。
