汽车靠背锁冲击实验失效及优化

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了汽车靠背锁冲击实验失效及优化范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要:对某车型后排座椅靠背行李箱冲击实验失效原因进行深入分析,靠背锁在行李箱冲击实验中发生自解锁,导致靠背发生倒平失效。根据失效原因,对锁的结构进行优化。结果表明:优化后的结构,满足行李箱冲击实验要求,保障乘客安全,为汽车靠背锁的设计和实验提供参考。

关键词:靠背;失效分析;锁

引言

根据GB15083—2006规范,行李箱冲击实验需满足:座椅调节装置和锁止装置,允许产生变形、断裂,但不允许失效,并保持在原位置[1]。经过拆解失效样件发现:靠背骨架结构完好、变形量小、焊缝无撕裂现象;靠背锁功能正常、能正常锁止和解锁;解锁系统功能正常,无预解锁现象。同时靠背锁的静态强度满足图纸要求,CAE模拟满足GB15083—2006规范。基于此,本文作者对行李箱实验失效原因进行深入分析:靠背锁发生自解锁,导致靠背发生倒平失效,通过优化锁的结构,解决失效问题。

1靠背锁工作分析

由图1靠背锁结构可知,锁爪限制锁叶旋转,从而保证锁栓保持在锁叶“U”型槽内,使座椅靠背保持在原位置。其中簧提供辅助锁止作用,橡胶垫消除锁栓和锁叶“U”型槽之间的公差和间隙。方向拉动锁爪,锁爪逆时针旋转,锁叶在簧的带动下,顺时针旋转,从而使锁栓脱离锁叶“U”型槽,实现解锁。

2失效分析

2.1CAE有限元建模

利用某有限元软件建立与行李箱冲击实验一致的有限元模型[1-2],如图3所示。

2.2CAE有限元分析及结果

根据图4的有限元模拟结果分析可知:(1)冲击前(图4(a)),锁爪和锁叶正常咬合,与设计状态一致;(2)冲击中(图4(b)),锁叶会顺时针旋转,从而碰撞锁爪,导致锁爪逆时针旋转,有解锁的趋势,但锁叶与锁栓一致保持咬合状态,没有出现锁止失效;(3)冲击后(图4(c)),锁爪和锁叶未出现变形、断裂等失效,且咬合正常,座椅靠背保持在原位置,实验没有失效。经过上述分析,冲击中锁爪逆时针旋转,导致锁爪有自解锁趋势,这可能是导致实验失效的根本原因。如图5所示,进一步分析冲击过程中锁爪的状态:锁叶在冲击过程中碰撞锁爪,锁爪逆时针旋转,导致锁爪发生4.68mm的自解锁。根据图纸要求,该靠背锁的临界解锁行程为9mm。因此靠背锁发生50%以上的自解锁,很可能引发实验自解锁失效。靠背锁理想锁止状态是:静态强度和动态强度时,锁爪和锁叶均保持在原位置。

3结构优化及CAE模拟

3.1结构优化

根据失效分析,对结构进行了优化,如图6所示。由图可知:(1)增加销钉尺寸,将销钉设为限位挡点,限制锁叶在行李箱冲击中的旋转角度,防止锁叶碰撞锁爪。同时根据尺寸链计算,确定销钉尺寸,保障锁叶能正常锁止,如图6(a)所示。(2)在锁叶与锁爪碰撞点处做避让(预留间隙),保证极限公差条件状态下,锁叶与锁爪也不会发生碰撞,如图6(b)所示。(3)因(2)中锁叶与锁爪之间有间隙,导致解锁行程变化。所以如图6(c)所示,锁爪上增加解锁行程限位点,保持解锁行程不变。

3.2结构优化后有限元分析

CAE有限元分析如图7所示。结构优化后,锁叶在行李箱冲击过程中有旋转,但在销钉限制下,锁叶与锁爪没有发生碰撞,锁爪一直保持在原位置。通过CAE结果分析可知,靠背锁结构优化后,能有效避免锁叶与锁爪碰撞,解决锁爪自解锁风险。同时根据优化结果下发变更,靠背顺利通过行李箱冲击实验。证明靠背锁结构优化措施有效[3]。

4结论

(1)锁叶与锁爪发生碰撞是靠背锁行李箱实验失效的根本原因;(2)在CAE模拟动态实验时,不能只看结果,需结合各部件关系和远动趋势分析可能发生的风险,从而指导结构设计。

作者：毕欢 冯敏 单位：重庆延锋安道拓汽车部件系统有限公司