央視點(diǎn)名京東，CAE仿真提高兒童安全座椅質(zhì)量

據(jù)央視報(bào)道，上海市市場(chǎng)監(jiān)管局近期發(fā)布的市場(chǎng)檢驗(yàn)和質(zhì)量抽查結(jié)果顯示，相當(dāng)多的兒童安全座椅質(zhì)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(lái)自電商平臺(tái)，包括1號(hào)店、唯品會(huì)、網(wǎng)易考拉、淘寶(含天貓)、京東等。在被抽樣的這幾家網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，京東商城的不合格檢出率最高，約為41.7%，遠(yuǎn)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(chē)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(chē)碰撞過(guò)程中，座椅系統(tǒng)通過(guò)約束、限制乘員保持合理的位移，以分散乘員身體承載過(guò)大沖擊力，減少乘員損傷的能力。我國(guó)汽車(chē)兒童安全座椅碰撞性能評(píng)價(jià)仍然主要依賴實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低開(kāi)發(fā)成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)說(shuō)是嚴(yán)重的制約。而通過(guò)有限元分析的方法能夠有效解決以上問(wèn)題。

在兒童安全座椅整個(gè)有限元分析過(guò)程中，前處理是一個(gè)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)，兒童座椅內(nèi)放置被安全帶約束的Q1.5兒童假人，臺(tái)車(chē)在滑軌上逐漸加速到50km/h，并保持此速度進(jìn)行初速度為50km/h的正面碰撞，得到臺(tái)車(chē)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(chē)前進(jìn)方向上的初始速度50km/h，同時(shí)給臺(tái)車(chē)座椅金屬板一個(gè)與初速度方向相反的加速度脈沖載荷，模擬汽車(chē)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(shí)刻、60ms和120ms時(shí)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)仿真如下圖所示，從假人運(yùn)動(dòng)形態(tài)來(lái)看，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

碰撞過(guò)程假人運(yùn)動(dòng)形態(tài)仿真結(jié)果

碰撞過(guò)程中假人運(yùn)動(dòng)形態(tài)試驗(yàn)結(jié)果

下圖為假人頭部合成加速度仿真分析與碰撞試驗(yàn)結(jié)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(jié)果42.0g（在66.8ms處），稍大于試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果116.6，遠(yuǎn)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(yàn)結(jié)果

下圖為試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果的41.1g,符合ECER44法規(guī)中胸部合成加速度不得超過(guò)55g的規(guī)定。同時(shí)，從胸部合成加速度整體趨勢(shì)看，仿真結(jié)果也與試驗(yàn)基本一致。

假人胸部合成加速度

在汽車(chē)使用越來(lái)越頻繁的潮流下，汽車(chē)兒童安全座椅質(zhì)量受到的重視在逐漸增加，而日趨嚴(yán)格的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)、安全要求、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)使得企業(yè)必須高效的完成新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。通過(guò)以上試驗(yàn)與有限元仿真分析結(jié)果可知，物理試驗(yàn)與仿真分析結(jié)果基本吻合，有限元分析技術(shù)在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低開(kāi)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(shì)，讓越來(lái)越多企業(yè)選擇有限元分析技術(shù)助力產(chǎn)品研發(fā)。

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