刍议乘用车座椅结构安全性设计与优化策略

摘 要：随着我国城市化建设的不断加快，使得汽车成为人们出行必备的交通工具， 对人们的生活方式及生活质量产生了重要影响，而人们也愈发关注汽车的安全 性。其中座椅是汽车构造体系中的一个重要部分，可直接影响到汽车的使用安全。 本文将结合实际情况对乘用车座椅结构安全性设计与优化进行分析研究，旨在促进我国汽车产业的不断发展。

关键词：乘用车；座椅结构；安全性设计

中图分类号：TU714 文献标识码：A

我国在20世纪 90年代已经制定出了较为完善的汽车安全法规，并从主动与被动两个方面来判定汽车的安全性能是否符合国家相关标准中的具体要求，而汽车座椅作为汽车结构中的一个重要组成部分，已逐渐成为各大生产厂家所关注的焦点，而消费者也开始将汽车座椅的安全性作为购买汽车使得重要参考依据。本文将结合实际情况，对乘用车座椅结构安全性设计优化作进一步分析与研究，以期为今后的相关工作提供宝贵经验。

一、座椅安全性设计

从乘用车的座椅分布情况来分析，乘用车的座椅主要可分为3种，即前排、中排、后排。通常情况下，普通的家用轿车只有前后两排，而商务轿车却同时拥有前、中、后3排座椅。随着我国城市汽车数量的不断增加，使得城市中发生交 通事故的频率也在逐年上升。因此，为了有效降低各种交通事故的发生频率，相关技术及科研人员应对乘用车中存在的安全隐患以及乘用车座椅的安全性作进 一步分析与研究。对于坐在前排的乘车人员来说，舒适安全的乘用车座椅可以为乘车人员创造一个良好的乘车环境，同时还可以有效缓解驾驶员的疲劳并让驾驶员在驾驶过程中集中注意力，可有效降低交通事故发生的频率。因此设计师在设 计过程中应充分考虑到各个细节，例如车内座椅的布置、座椅气垫的大小以及靠背的承受力等，设计人员应在设计过程中应不断优化这些细节，从而为驾驶员的安全驾驶营造一个良好的驾车环境，在一定程度上可有效降低交通事故的发生率。由于交通事故发生时前排乘坐人员身处一个较为危险的环境，因此设计师在 设计座椅时还应考虑到安全气囊、安全带与乘用车座椅之间的配合度，从而为前排乘坐人员的人身安全提供有力保障。虽然后排座椅在汽车结构中处于较为靠后 的位置，与前排座位相比危险系数较低，但是相关设计人员仍然应谨慎设计，后排座椅。由于后排座椅在汽车结构中兼具隔离成员舱与行李舱的功能，因此在交通事故发生时还应考虑到行李移动是否会对后排乘坐人员造成一定的身体伤害。 设计人员应充分考虑到后排靠背骨架的强度，为后排座椅的乘坐人员提供有力的安全保障。

设计人员在设计城用车座椅的过程中，主要包含以下几方面设计内容：

第一， 乘用车座椅的强度，较高的强度可以在交通事故发生时有效保证乘坐人员的生命安全，设计人员在設计过程中应以保证乘坐人员的生命安全为基本准则，同时延 长乘用车座椅的使用寿命，并保证座椅受到巨大冲击时不会出现断裂、形变等现象。

第二，结构形式方面的设计。在设计过程中，设计师应充分考虑到安全带与 座椅的连接方式以及座椅可能对安全带约束力产生的一系列影响，若是影响到安全带的正常使用，应针对这一问题作具体思考并提出有效的解决措施。

第三，座椅靠背方面的设计。座椅靠背的形状、尺寸、角度及强度等问题都是设计师在设计过程中需要考虑、注意的问题，优质的座椅设计可有效降低事故发生时对人体 产生的强烈撞击。

第四，座椅坐垫方面的设计。座椅坐垫属于汽车结构中主动安 全性的范围，舒适的坐垫可以让驾驶人员在驾驶过程中充分集中注意力，缓解驾驶疲劳，从而减少交通事故发生的频率。第五，座椅头枕方面的设计。在事故发 生时，座椅头枕可以起到保护人体颈椎的作用，最大程度降低事故对人颈部的伤 害，因此设计人员在设计过程中应重视对这一固位的设计，以保证人们的出行安全。

二、验证试验

乘用车座椅要在强度刚度以及稳定性等方面符合我国相关法律中的具体要 求以及设计需求，同时还要以经济视角对乘用车座椅的经济性进行核算。为有效保证乘用车座椅的安全性，在座椅设计结束后应针对座椅进行静态试验与动态试验，并根据乘用车座椅的变形程度来判断座椅的安全性能，且只有在乘用车座椅 通过试验后才可以进入生产阶段。静态试验主要针对以下3个方面：

第一，座椅 靠背及调节装备强度方面，在试验过程中按照规定利用假背模型对靠背沿纵向向 后施加相对于座椅 R点 530Nm力矩的负载。

第二，座椅强度方面。应以乘用车 座椅的质心为基准，水平向座椅的前后分别施加座椅总成重量 20倍以上的负荷。

若是乘用车座椅存在安全带固定点，在进行试验时应按照 GB14167中的相关规 定，额外增加安全带固定点需要承受的负荷。第三，ISOFIX固定点系统及上拉 带固定点强度方面。当座椅因设计需要安装 ISOFIX固定点系统或上拉带固定点 时，应在试验过程中按照 GB14167-2014中的详细规定及要求对 ISOFIX固定点 系统或上拉带固定点施加相应负荷。

后排座椅是动态试验的主要对象，将边长为 0.3m、重量为 18kg且棱角倒 圆约为两厘米的物体作为行李箱来模拟事故发生时的场景。首先应将多个物体放 置在后排座椅与相应的底板上，然后让汽车按照一定速度向前行驶，直到与其他 物体或车辆发生碰撞时才可以停下。在汽车刹车后，后排的物体会受到惯性的影响，而向前滑动，而后排座椅会受到物体运动产生的反作用力的影响发生一定程度的形变。在试验结束后，以座椅的形变程度作为判定座椅安全性的重要依据， 通常情况下，汽车座椅硬度需要超过 50才可以达到国家相关标准中的要求。后排座椅起到支撑作用的力量主要来自于座椅靠背提供的支撑力，因此在试验过程中应注意座椅靠背的结构形式。例如分体式座椅主要是由支撑板、主钢管、安全带固定夹、支架等部件组成，在实验过程中会将后排座椅的整体骨架、中间支架加以固定。此时，整个座椅被固定在试验汽车上，而座椅靠背也处于完全被锁 止的状态，同时车身也应由试验人员固定在实验台上，在完成上述工作后可针对试验进行碰撞试验，利用这种方式可直接测试出座椅连接构件的强度，是一种有效的动态试验方式。

三、设计优化

在正常行驶过程中乘用车的安全性可直接对车内人员的生命安全造成影响。 因此应根据实际情况以及乘用车座椅设计中存在的问题进行分析，并采取有效措施，对乘用车座椅的设计方案进行优化。首先，应提升座椅骨架的强度。设计人 员应在设计乘用车座椅的过程中，应对乘用车的靠背骨架以及坐盆骨架的强度与结构进行优化，从而达到提升座椅各部件承受能力的目的。其次设计人员应在设计过程中选用优质骨架材料，骨架材料的强度、刚度以及稳定性应符合设计标准 以及国家相关标准中的具体要求，从而为乘用车的安全性能提供有力保障。最后，设计人员可结合实际情况，增设翻边结构于座椅的支撑架旁，促使主钢管对乘用车座椅的作用力得以有效提升，同时还可以在一定程度上提升座椅的抗形变能力，为人们的安全出行创造有利条件。

结论

综上所述，随着我国近几年汽车产业的快速发展，使得乘用车的安全性逐渐成为社会广泛关注的重点问题，与此同时乘用车座椅作为汽车构建中的重要组成部分，其安全性也同样不容忽视。虽然现阶段我国乘用车座椅的安全性已经有了显著提升，但是这种安全性仍然处于被动状态，在主动方面还需要相关技术人员做进一步优化，从而提高乘用车的安全性能以降低交通事故人员的伤亡情况，为人们的乘车安全提供有效保障。

参考文献

[1]徐毅.乘用车座椅结构安全性设计与优化研究[J].科技传播，2016，8（5）：177-178.

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