机动车儿童座椅安全性研究综述

随着机动车安全技术的日益发展,儿童乘车安全的问题不断凸显,儿童乘车安全逐渐成为一项重要研究课题。车辆发生碰撞时,儿童座椅也称儿童约束系统(Child Restraint System,CRS)是影响儿童安全的决定性因素。针对乘用车儿童座椅安全性问题,综述了儿童安全座椅和儿童座椅安全性研究,以及机动车儿童座椅安全性功能和类型,并比较国内外对于座椅安全性相关技术法规和评价方法,阐述了儿童座椅安全性的研究现状。结合多名研究学者关于儿童座椅安全性的研究,列举多个不同影响因素对儿童座椅安全性的影响,有针对性地提出自适应匹配方法适用于不同儿童乘员使用集成式儿童约束系统的乘车安全和误使用等问题的相关优化建议,对于提高儿童座椅的安全性具有重要意义。

支撑腿误使用对ISOFIX型儿童座椅安全性能的影响

支撑腿是ISOFIX型儿童座椅(CRS)的一种抗翻转装置,支撑腿的误使用现象非常普遍。该文使用P系列3岁儿童假人(P3)进行了台车试验,将支撑腿正常使用和误使用情况下儿童假人的伤害值进行对比,结合MADYMO仿真分析,量化支撑腿误使用情况下儿童假人各伤害指标损伤值的增加量。不使用支撑腿﹑支撑腿与地板有间隙﹑支撑腿与地板有预紧这3种误使用与正常使用的台车对比试验。结果表明:与正常使用相比,在几种支撑腿误使用情况下,假人头部最大位移量将增加14.3%,头部HIC值最大增加37.2%,胸部3 ms加速度最大增加37.3%;仿真结果与试验有相同的变化趋势。

儿童座椅正确使用和误使用的正面碰撞台车试验仿真

建立了带正确使用条件的4种类型儿童座椅(利用车辆座椅安全带锚固的5点式背带型、护板型和着衣型及采用ISOFIX锚固的5点式背带型)正面碰撞台车试验有限元仿真模型,并分别进行仿真和试验校验。接着采用同样的有限元模型进行误使用条件下的仿真分析。结果表明,4种类型儿童座椅在误使用情形下的假人伤害值都比正确使用情形时大;而采用ISOFIX锚固的5点式背带型儿童座椅的保护性能比其他3种类型更优越。

基于ECE R129法规的儿童座椅侧面碰撞台车试验系统

根据欧洲经济委员会(ECE)推出的R129法规中儿童座椅侧面碰撞保护性能的要求,建立了侧面碰撞台车试验系统。用已有后向碰撞波形发生装置,组合了后向碰撞聚氨酯管、橄榄头、台车初速度,调试波形,实现了侧面碰撞所需的速度波形。按照该法规,设计台车座椅和门板系统,进行Q系列3岁假人模型的侧面碰撞试验,测量了假人头部、胸部损伤,分析了座椅与门板相对速度曲线和碰撞过程的高速摄影图像。结果表明:速度波形符合该法规要求,台车座椅和门板系统位置准确、结构稳定。因而,该台车试验系统,能满足该法规要求,进行侧面碰撞试验。

基于多目标优化的儿童座椅匹配方法

基于一款已获得国家专利的集成式儿童安全座椅约束系统参数可调的特征,选择座椅高度、靠背角度、安全带限力器限力值为优化变量,以儿童乘员头部损伤、胸部损伤、颈部损伤为优化目标,采用多项式回归近似模型和多目标进化算法相结合的方法对该集成式儿童座椅在保护3岁、6岁、10岁儿童乘员时的可调约束参数进行了多目标优化.结果表明:优化后的约束参数能对上述儿童乘员提供更好的保护作用,优化效果显著.最后在得到的3组优化约束参数的基础上,提出了一种针对3～10岁不同身材儿童的自适应匹配方法.

ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元仿真

建立了ISOFIX型儿童座椅的有限元模型,并应用HybridⅢ3岁儿童假人有限元模型,建立了ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元模型,进行了仿真,对比分析了台车试验与有限元仿真的假人动态举动,头部、胸部和髋部的合成加速度波形及假人伤害值。接着用有限元模型对儿童座椅上拉带限力效果进行了评价。结果表明,有限元模型仿真结果与试验结果基本吻合,假人伤害值均在法规指标值以内。上拉带限力虽使头部最大前向移动量有所增加,但仍远小于指标值,且其他伤害值都有不同程度的降低。

基于有限元-多刚体耦合方法的儿童座椅结构改进

对某反向安装儿童安全座椅的结构进行了改进设计。采用有限元-多刚体耦合的方法,依据欧洲经济委员会(ECE)的法规R44的要求,建立了改进前后的儿童安全座椅正面碰撞台车试验模型,并进行了模型验证。完成了改进后的儿童安全座椅结构正面台车碰撞实验。仿真结果表明:座椅改进后的儿童假人头部综合加速度峰值约降低15 g;胸部综合加速度超过55 g的时间缩短为2 ms;胸部垂向加速度超过30 g的时间约为2.4 ms。台车试验结果与仿真结果一致,胸部综合加速度超过55 g的时间缩短为1.7 ms;胸部垂向加速度超过30 g的时间约为2.85 ms,且台车实验中座椅结构未产生明显破坏。

关于儿童座椅ISOFIX装置的开发

作者对中国儿童座椅ISOFIX装置开发进行深入研究，寻找中国儿童座椅ISOFIX装置存在的问题，并且针对不同车型提出合理的设计方法和一些建议，供社会各界人士探讨。

儿童座椅中可迁移元素的测定与评估

建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定儿童座椅中硼、铝、铬、锰、钴、镍、铜、锌、砷、硒、锶、镉、锡、锑、钡、汞、铅17种可迁移元素的方法。方法检出限为6~68μg/kg,加标回收率在90%~105%之间,相对标准偏差为1%~4%,方法满足EN71-3标准和GB 6675.4标准的检测要求,适合儿童座椅中可迁移元素的测定。

关于儿童座椅在中国未来发展的探讨

作者对中国儿童座椅市场进行了深入研究,寻找中国儿童座椅市场上存在的问题,并且提出汽车主机厂在儿童保护当中发挥的作用。

可成长性儿童座椅分析与设计

将可成长性理念与儿童座椅相结合,通过用户调研确定座椅特性,进行设计定位.运用功能特性和使用需要来确定座椅的功能、材料和结构,依据人机数据和分析确定座椅的尺寸和细节,整体设计既满足儿童和成年人的使用需求,又具趣味性.最终通过可成长性设计延长了儿童座椅的使用周期,并提升了其情感内涵.

儿童座椅中可迁移三价铬与六价铬的测定与评估

建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(HPLC-ICP-MS)测定儿童座椅中三价铬和六价铬迁移元素的方法。方法检出限为0.09~0.21μg/kg,加标回收率为88.5%~102.5%,相对标准偏差为2.8%~3.5%,方法满足EN71-3标准的检测要求,适合儿童座椅中可迁移三价铬和六价铬的测定。

儿童座椅B类锁止装置性能试验系统

从机械系统和电气系统两个方面,论述一种儿童座椅B类锁止装置性能试验系统的研制。系统采用PLC和触摸屏,实现试验过程的高度自动化,具有可靠性高、人机交互友好等特点。各项技术指标满足我国相关标准要求。

汽车儿童座椅(CRS)误操作调研与改良分析

获得安全认证的汽车儿童座椅在使用时却未必安全,不论是欧盟ECER44/04还是美国FMVSS213法规标准都不能预测用户误操作后的危险,即使商家通过视频教学或产品使用方法贴纸等策略,也难避免由于理解误差导致的误读和误操作,文章从用户行为研究出发,以国内某款Group123儿童座椅为例,通过实际的问卷和操作调研获得一手误操作数据,结合易用性设计的理论分析,力求从造型设计的角度提供引导用户操作的建议,弥补结构和法规上不能恰当解决的误操作问题。

澳大利亚自行车儿童座椅新旧标准差异分析

从适用范围、部件组成、尺寸、结构、强度和耐久性能、束缚系统、足部防护、座椅的安装、材料和其他方面,全面比较了澳大利亚自行车儿童座椅2016版标准AS 4287:2016《儿童使用和护理用品—自行车儿童座椅—安全要求和测试方法》和1995版标准AS/NZS 4287:1995《自行车儿童座椅—安全要求》要求的变化以及试验方法的差异。

电动自行车儿童座椅结构安全性研究

为给电动自行车儿童座椅标准提供有效的参考数据,利用CAE系统建立了电动自行车货架、一款有束缚装置座椅的三维模型。结合电动自行车相关标准和我国儿童体重、身高分布状况,利用CAE系统中的力学分析模块,在电动自行车匀速行驶、紧急制动、弯道行驶等工况下分别对有、无束缚装置的座椅进行了力学分析,研究了座椅的安全系数、应力分布规律、最大应力发生位置及最大变形发生位置。同时利用CAE系统研究了座椅踏板的强度及变形分布规律,研究了足部防护装置的大小对保护效果的影响。

汽车乘员分类(OC)和儿童座椅自动识别(AKSE)

使用安全气囊后，由于安全和保险原因，需要识别乘员座椅上是否有乘员，因为在发生交通事故、且座椅上没有乘员时无需打开安全气囊，以免花费不必要的安全气囊维修费。

儿童座椅市场 春天来临

我国第一部关于机动车儿童座椅约束装置的强制性国家标准——《机动车儿童乘员用约束系统》国家标准已从今年7月1日起开始实施。这个消息让广大儿童安全座椅生产厂家着实兴奋了一把，法规出台后，整个行业销量成倍增长。然而兴奋过后，面对尚不成熟的国内儿童安全座椅市场，我们要做的还很多。

基于有限元法儿童座椅包装件的跌落优化分析

目的通过对儿童安全座椅整体包装件开展优化设计,提高包装件的防护性能,避免座椅在物流运输过程中造成的外观性、功能性损坏,以节约生产成本。方法利用有限元方法建立座椅和包装件有限元模型,并开展不同工况下的仿真分析。通过测试产品物理性能,验证模型的有效性。基于跌落仿真和试验结果,从包装设计和座椅结构两方面提出优化方案,并结合优化结果确定最佳方案。结果跌落仿真与试验结果一致,且不同工况下座椅椅背受损的情况较多,将其确定为主要研究对象。对此提出的包装优化方案保护性能更佳,在不同跌落工况下应力均有所降低,其中在侧面跌落工况中结构的最大应力降低至23.4 MPa,接近材料屈服值,优化比例相对原始包装降低了11.0%。结论仿真与试验结果基本吻合,验证了有限元模型的有效性。可以通过优化包装设计、改进产品结构等方式解决了跌落破裂的问题,提高了儿童座椅抗冲击性能。

针对儿童座椅拉拽失效的车身结构改进

在乘用车前期设计阶段,为让儿童保护的安全性能得到控制和优化,以某乘用车根据国家安全法规要求进行儿童座椅拉拽台架试验时,ISOFIX固定装置出现焊点从车身上拉脱失效为例,基于焊点热影响区损伤的焊点失效准则和钣金断裂失效准则,运用有限元分析对其进行虚拟评估和结构改进,有限元分析与试验结果吻合良好。改进结构通过了儿童座椅拉拽台架试验,表明了基于儿童座椅拉拽安全性能的车身结构强度分析具有很好的可靠性和适用性。