將安全帶約束系統(tǒng)集成在座椅內(nèi)部的安全座椅性能準(zhǔn)靜態(tài)測試

目前，已經(jīng)建立了利用安全座椅保護(hù)駕駛員的側(cè)面碰撞模型和后面碰撞模型。全美賽車聯(lián)合會規(guī)定：“在2015賽季進(jìn)行的沖刺杯系列比賽中，駕駛員座椅至少有7個安全帶固定點(diǎn)，所有安全帶約束系統(tǒng)都集成在座椅內(nèi)部。主要介紹了利用準(zhǔn)靜態(tài)測試方法對全美賽車聯(lián)合會所規(guī)定的座椅進(jìn)行測試的方法以及測試協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

將安全帶約束系統(tǒng)集成在座椅內(nèi)部與傳統(tǒng)的將其固定在底盤上相比，前者可以使用較短的安全帶并能改進(jìn)安全帶的幾何形狀，消除了安全帶通孔，這些改變可提高安全座椅的可靠性和汽車的安全性。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，利用準(zhǔn)靜態(tài)測試方法進(jìn)行測試驗(yàn)證。準(zhǔn)靜態(tài)測試是一種高效、可靠測試組件和系統(tǒng)安全性的方法。首先，利用滑臺試驗(yàn)對該座椅進(jìn)行不同負(fù)荷下的模擬碰撞測試，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)中所使用的滑臺可以提供2.5MN的推力，負(fù)荷為500kg時達(dá)到的峰值加速度為90g，水平方向最大位移為1.7m，可達(dá)到的最大速度為80km/h。之后，對滑臺試驗(yàn)的高速視屏進(jìn)行分析，判斷安全帶約束系統(tǒng)收緊時間，分析所采集的數(shù)據(jù)以判斷各點(diǎn)所承受的最大負(fù)荷以及最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間。

準(zhǔn)靜態(tài)測試分析結(jié)果表明，將安全帶約束系統(tǒng)集成在座椅內(nèi)部，使得安全帶長度變短，減小了乘員允許運(yùn)動的幅度。由于取消了安全帶通孔之類的裝置，因此可以對安全帶幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，并消除了由這些裝置引起的諸如安全帶調(diào)節(jié)器錯位、閥座卡死以及安全帶變形等問題。此外，可以對集成后的安全座椅使用可變形的座椅安裝支架系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在車輛發(fā)生嚴(yán)重碰撞時將座椅移開，避免乘員在碰撞發(fā)生后產(chǎn)生二次碰撞，但若將安全帶約束系統(tǒng)固定在汽車底盤上則無法使用該系統(tǒng)。將準(zhǔn)靜態(tài)測試結(jié)果與美國安全技術(shù)法規(guī)FMVSS 210進(jìn)行對比，腰帶承受的負(fù)荷是法規(guī)規(guī)定的1.2倍、整個安全帶約束系統(tǒng)所承受的組合負(fù)荷是法規(guī)規(guī)定的3.5倍。最后需要注意，準(zhǔn)靜態(tài)測試結(jié)果中并非每一處的負(fù)荷都達(dá)到安全系數(shù)1.5。

John Patalak et al. SAE 2015-01-0739.

編譯：王祥