汽车靠背锁冲击实验失效及优化(共1864字).doc

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1、汽车靠背锁冲击实验失效及优化(共1864字)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;锁根据GB150832006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

2、度满足图纸要求,CAE模拟满足GB150832006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

3、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。

4、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。(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。第 4 页 共 4 页