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汽車座椅11大部件耐久性試驗(yàn)匯總
2020-11-10 22:17:33· 來源：焉知汽車座椅與內(nèi)外飾
車輛中大多數(shù)關(guān)鍵零部件的失效都是疲勞破壞。疲勞耐久性作為車輛產(chǎn)品主要性能指標(biāo)之一,直接關(guān)系到車輛安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性,對車輛產(chǎn)品品質(zhì)和聲譽(yù)產(chǎn)生重要的影
車輛中大多數(shù)關(guān)鍵零部件的失效都是疲勞破壞。疲勞耐久性作為車輛產(chǎn)品主要性能指標(biāo)之一,直接關(guān)系到車輛安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性,對車輛產(chǎn)品品質(zhì)和聲譽(yù)產(chǎn)生重要的影響,因此越來越受到企業(yè)以及用戶的重視。而座椅作為與駕駛員直接接觸的部件，它的疲勞耐久性能的重要性更是毋庸置疑的。
座椅耐久疲勞試驗(yàn)分為操作耐久試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)，今天為大家簡要介紹一下部分操作耐久試驗(yàn)。常見的操作耐久試驗(yàn)有頭枕操作耐久、腰托操作耐久、調(diào)角器耐久、高調(diào)器耐久、滑軌耐久。有的標(biāo)準(zhǔn)要求一個(gè)座椅的操作耐久測試需要在常溫、低溫、高溫三個(gè)環(huán)境下分別進(jìn)行試驗(yàn)，判定試驗(yàn)后合格需要兩個(gè)基本條件：試驗(yàn)后調(diào)節(jié)功能不失效，試驗(yàn)后的操作力在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。有的標(biāo)準(zhǔn)要求試驗(yàn)后操作手柄/手輪與附近部件結(jié)構(gòu)的間隙量在一定范圍內(nèi)，有的標(biāo)準(zhǔn)要求試驗(yàn)后操作手柄/手輪晃動(dòng)量在一定范圍內(nèi)。有的標(biāo)準(zhǔn)要求試驗(yàn)過程中不能出現(xiàn)惱人的噪音。
頭枕操作耐久
頭枕操作耐久根據(jù)頭枕解鎖結(jié)構(gòu)的不同，試驗(yàn)設(shè)置稍有不同。常見的解鎖機(jī)構(gòu)有兩種：頭枕一體化，是指解鎖按鈕在頭枕上，當(dāng)頭枕解鎖時(shí)，解鎖按鍵隨頭枕一起運(yùn)動(dòng)；頭枕導(dǎo)套一體化：解鎖按鍵在頭枕導(dǎo)套上，當(dāng)解鎖按鍵解鎖時(shí)，頭枕?xiàng)U在頭枕導(dǎo)套內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。大致的試驗(yàn)過程：解鎖，調(diào)整頭枕至極限位置，松開解鎖鍵；間隔幾秒鐘后調(diào)整座椅至另一極限位置，間隔幾秒后重復(fù)以上操作；試驗(yàn)速度、循環(huán)次數(shù)是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定的。
座椅頭枕連接件耐久
試驗(yàn)樣件：座椅總成安裝到夾具上并固定在試驗(yàn)臺上。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)壓頭：一定半徑的半球頭。
試驗(yàn)設(shè)置：前排座椅：調(diào)節(jié)滑軌至最后，將靠背調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)位置，將頭枕調(diào)節(jié)至最上卡位；后排座椅：將座椅靠背調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)位置。作用點(diǎn)位置：以一定載荷大小加載在距頭枕最高點(diǎn)沿軀干線方向向下一定距離處，在頭枕縱向中心面內(nèi)力的加載方向與軀干線垂直。前后排加載的循環(huán)次數(shù)不同。
試驗(yàn)后考查項(xiàng)：頭枕、頭枕導(dǎo)套、頭枕骨架不允許出現(xiàn)開焊和裂紋。有些客戶會要求考查靠背“永久轉(zhuǎn)動(dòng)角度”是否會超過要求值。
靠背側(cè)邊疲勞試驗(yàn)
試驗(yàn)樣件：將座椅安裝在夾具上并固定在試驗(yàn)臺上，并將其調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)位置。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)設(shè)置：載荷作用點(diǎn)位于旋轉(zhuǎn)中心與頭枕導(dǎo)套上表面中心點(diǎn)方向上距旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)一定距離，載荷與水平面成一定角度夾角，與縱向平面成一定角度夾角，斜向下。加載模型內(nèi)表面為一定厚度的泡沫層，外表面為帆布。固定加載模型的鉸接點(diǎn)位于模型中心，可以沿縱長軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
試驗(yàn)過程：以一定載荷加載循環(huán)固定次數(shù)，每一次循環(huán)大于幾秒鐘，每一次循環(huán)中有一小段時(shí)間的保載過程。
試驗(yàn)后考查項(xiàng)：座椅骨架不允許產(chǎn)生破損、開焊等情況，座墊不允許磨損；試驗(yàn)中及試驗(yàn)后，安全氣囊線束的導(dǎo)通應(yīng)正常；試驗(yàn)后，安全氣囊及支架不允許出現(xiàn)破損、變形、脫落、松動(dòng)。
腰托調(diào)節(jié)與調(diào)角器調(diào)節(jié)操作耐久試驗(yàn)
腰托調(diào)節(jié)與調(diào)角器調(diào)節(jié)操作耐久試驗(yàn)設(shè)置相似，所以這里僅介紹調(diào)角器操作耐久，根據(jù)調(diào)角器是手柄類還是手輪類試驗(yàn)設(shè)置不同。某標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方法介紹一個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)過程：在座椅靠背上通過假背加載一定的扭矩，降低扭矩后對調(diào)節(jié)手柄施加一定扭矩使靠背解鎖，以一定速度使靠背向后旋轉(zhuǎn)指定角度后鎖止靠背，增大施加在靠背上的扭矩至初值；降低扭矩后對調(diào)節(jié)手柄施加一定扭矩使靠背解鎖，調(diào)節(jié)靠背至初始位置后鎖止靠背。
高調(diào)操作耐久試驗(yàn)
下面介紹某標(biāo)準(zhǔn)中的高調(diào)操作耐久試驗(yàn)方法。
將附帶一定負(fù)荷假臀的座椅骨架固定在試驗(yàn)平臺上，座椅除高度調(diào)節(jié)外其余調(diào)節(jié)至特定位置，直接在溫度箱中開展試驗(yàn)設(shè)置，這樣可以不用拆卸座椅即可完成室溫、高溫、低溫環(huán)境下的試驗(yàn)，氣缸通過加載輔具與高調(diào)機(jī)構(gòu)相連，必須保證加載輔具旋轉(zhuǎn)軸與高調(diào)手柄旋轉(zhuǎn)軸同軸，可參照圖理解。一個(gè)座椅骨架的高調(diào)疲勞耐久需要連續(xù)經(jīng)歷幾個(gè)不同的疲勞耐久階段，每一個(gè)階段不同設(shè)置如下所示：
循環(huán)次數(shù)不同，有的階段需要幾千次，有的階段需要幾次；
環(huán)境溫度不同，有高溫、低溫、室溫要求；
操作耐久行程要求不同，有的階段要求從最低位置到最高位置進(jìn)行全行程的耐久疲勞，有的階段要求從非最低位置到最高位置進(jìn)行疲勞耐久，有的階段要求從最低位置到非最高位置進(jìn)行疲勞耐久，有的階段要求從非最低位置到非最高位置進(jìn)行耐久疲勞。通過限位開關(guān)的布置來控制某一階段要達(dá)到的高調(diào)行程位置，可參照圖理解。
負(fù)荷配重不同，負(fù)荷配重大小是每個(gè)階段規(guī)定的一個(gè)固定的質(zhì)量加上最高配座椅除去骨架的重量。
耐久試驗(yàn)方法不同，有的階段要求當(dāng)座椅處于最高位置時(shí)需額外附加一次指定大小的向上力矩，該力矩是模仿實(shí)際高調(diào)座椅時(shí)操作者不知道已經(jīng)將座椅調(diào)到了最高額外又抬了一次高調(diào)手柄；同樣，有的階段要求當(dāng)座椅處于最低位置時(shí)需額外附加一次指定大小的向下力矩。
附圖為以前的一個(gè)試驗(yàn)圖片。結(jié)合圖片為大家簡單描述一下某一階段（全行程操作耐久）的耐久試驗(yàn)：在恒溫箱中，調(diào)節(jié)溫度至指定溫度后，放置要求的負(fù)荷配重至座墊骨架上，調(diào)節(jié)座椅前后、靠背角度位置至指定位置，氣缸工作提供向下力矩使座椅至最低位置，額外施加一次指定向下力矩，氣缸工作提供向上力矩使座椅至最高位置，額外施加一次指定向上力矩，氣缸工作提供向下力矩使座椅至最低位置，如此反復(fù)直至達(dá)到指定的循環(huán)次數(shù)。
座椅滑軌操作耐久性
下面介紹某標(biāo)準(zhǔn)中的滑軌操作耐久試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)樣件：可以是座椅骨架，也可以是整椅。若是對骨架進(jìn)行滑軌操作耐久，則需要附加一定的配重。若是整椅，則需要是最重的配置要求座椅。
試驗(yàn)環(huán)境：一個(gè)座椅完整的滑軌操作耐久測試需要在常溫、低溫、高溫三個(gè)環(huán)境下分別進(jìn)行試驗(yàn)，不同的環(huán)境下需要進(jìn)行不同次數(shù)的循環(huán)耐久試驗(yàn)。通常直接在溫度箱中開展試驗(yàn)設(shè)置，這樣可以不用拆卸座椅即可完成不同溫度下的試驗(yàn)。
試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)后調(diào)節(jié)功能不失效，不能出現(xiàn)影響功能的變形，試驗(yàn)前后上下滑軌端面的間隙量對比偏差在一定范圍內(nèi)，試驗(yàn)過程中不能出現(xiàn)惱人的噪音。
試驗(yàn)設(shè)置：將附帶一定負(fù)荷的假臀的座椅骨架固定在試驗(yàn)平臺上，座椅除滑軌調(diào)節(jié)外其余調(diào)節(jié)至指定位置。氣缸1通過輔具與滑軌解鎖機(jī)構(gòu)相連，氣缸2通過輔具與座椅骨架相連，必須保證氣缸2加載方向與滑軌角度相同，可參照圖理解。
試驗(yàn)過程：以下是一個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)過程：
1. 氣缸1滑軌解鎖，氣缸2以一定速度拉拽座椅向后運(yùn)動(dòng)；
2. 在到達(dá)滑軌末端限位之前一定距離區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)鎖緊座椅；
3. 在鎖緊位置縱向向后施加一定的載荷，并每次保持載荷幾秒鐘；
4. 氣缸1滑軌解鎖，氣缸2以一定速度拉拽座椅向前運(yùn)動(dòng)；
5. 在到達(dá)滑軌前端限位之前一定距離區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)鎖緊座椅；
6. 在鎖緊位置縱向向前施加一定的載荷，并每次保持載荷幾秒鐘；
注：動(dòng)態(tài)鎖緊的意思是在座椅滑軌在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行鎖止，有可能鎖止在滑軌卡槽內(nèi)，有可能鎖止在卡槽外。
座椅地圖袋耐久試驗(yàn)
下面開始為大家簡要介紹結(jié)構(gòu)疲勞耐久試驗(yàn)。
首先為大家介紹座椅地圖袋耐久試驗(yàn)，下面介紹某標(biāo)準(zhǔn)中的座椅地圖袋疲勞耐久試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)樣件：可以是靠背總成或者座椅總成。若是靠背總成，需要特定靠背夾具將靠背固定夾持。
試驗(yàn)環(huán)境：一個(gè)座椅完整的座椅地圖袋疲勞耐久測試需要在常溫、低溫、高溫三個(gè)環(huán)境下分別進(jìn)行試驗(yàn)，不同的環(huán)境下進(jìn)行不同次數(shù)的循環(huán)耐久試驗(yàn)。通常直接在溫度箱中開展試驗(yàn)設(shè)置，這樣可以不用拆卸座椅即可完成不同溫度下的試驗(yàn)。
試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)后地圖袋不能出現(xiàn)破損、撕裂、磨痕、變形、鼓包；卡接連接以及縫紉連接不允許分離；試驗(yàn)前后地圖袋縫紉線的位置、方向不能發(fā)生變化；在試驗(yàn)過程中不允許出現(xiàn)噪音、咔咔聲和吱吱聲。
試驗(yàn)設(shè)置：座椅靠背調(diào)到設(shè)計(jì)位置。通過鋼管制的一個(gè)試驗(yàn)掛鉤，垂直于地圖袋/網(wǎng)兜表面，勾住地圖袋/網(wǎng)兜上邊的中間位置來實(shí)現(xiàn)一定力的加載。注：掛鉤整體尺寸、鋼管端面的直徑與壁厚均有要求；必須保證掛鉤加載方向與靠背后側(cè)垂直，可參照圖理解。
試驗(yàn)過程：以下是一個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)過程：
1. 通過氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)控制氣缸釋放，配重對地圖袋加載；
2. 通過氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)控制氣缸加載，使掛鉤達(dá)到原始位置（卸載）；
3. 保持該狀態(tài)小于一秒鐘。
座椅靠背鋼絲簾結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)
下面為大家介紹某標(biāo)準(zhǔn)中的座椅靠背鋼絲簾結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)樣件：座椅靠背總成，需要特定靠背夾具將靠背固定夾持并放平。
試驗(yàn)環(huán)境：常溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)開展：座椅靠背放倒，按照一定的要求在靠背側(cè)面畫一條直線，要求該直線為0度，并且靠背背面與實(shí)驗(yàn)夾具臺面應(yīng)有空隙，保證加載過程中靠背底面不與夾具臺面接觸。假背壓頭參數(shù)應(yīng)符合SAE標(biāo)準(zhǔn)，并且假背加輔具的總重有要求，SAE假背模型下邊緣與靠背下邊緣之間的距離有距離要求。參照圖理解。振動(dòng)幅度: s = -L mm ±L mm；頻率f , 正弦；循環(huán)次數(shù): N。
試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)過程中不允許出現(xiàn)彈性斷裂，折斷或者斷裂等現(xiàn)象。在對支撐軟墊進(jìn)行負(fù)載和卸載的過程中靠背骨架不允許出現(xiàn)噪音。試驗(yàn)后應(yīng)該查看座椅靠背外表是否有損壞后，拆除蒙皮與泡沫，查看泡沫是否有開裂，再查看靠背鋼絲簾是否有損壞。
座墊骨架正弦交變結(jié)構(gòu)疲勞
試驗(yàn)樣件：座椅座墊骨架，需要夾具將座墊骨架安裝固定。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)設(shè)置：座墊位置：滑軌最后，高調(diào)最低向上一定距離。加載位置：座椅中間（H點(diǎn)的Y軸），作用在輔具上，輔具連接著座墊骨架最后端。加載桿與輔具可繞Y軸旋轉(zhuǎn)，但必須保證加載到骨架上的力是垂直輔具的。參照圖理解。
試驗(yàn)加載：F±F1 N，正弦交變載荷，頻率f ，以圖3中曲線為例說明：當(dāng)頻率為2時(shí)，則周期為0.5s，圖中所示為1s內(nèi)會有兩個(gè)加載循環(huán)，幅值為力最大值F’=F±F1；循環(huán)次數(shù): 一直到第一個(gè)裂口。
試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)：分析座墊骨架的受損情況，到第N次循環(huán)時(shí)不允許出現(xiàn)破損。
靠背骨架橫向疲勞
試驗(yàn)樣件：座椅靠背骨架，需要特定靠背夾具將靠背固定。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)設(shè)置：座椅靠背處于設(shè)計(jì)位置或者靠背角（靠背旋轉(zhuǎn)中心與頭枕導(dǎo)套中線連線與豎直方向夾角）成一定角度；加載位置：靠背回轉(zhuǎn)中心向上h mm；水平方向加載。參照圖理解。
試驗(yàn)加載：動(dòng)態(tài)載荷交變，頻率f ,正弦；循環(huán)次數(shù): 一直到第一個(gè)裂口。
試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)：在耐久試驗(yàn)過程中座椅靠背不允許有任何破損。分析靠背骨架的受損情況，到第N循環(huán)時(shí)不允許出現(xiàn)破損
座椅移入移出試驗(yàn)方法
移入移出主要是模擬真人進(jìn)出車時(shí)對整椅靠背、座墊的疲勞磨損情況。按照試驗(yàn)方式分為真人移入移出與機(jī)器人移入移出，機(jī)器人移入移出按照考查座椅部位分為靠背移入移出與座墊移入移出，而真人移入移出則是考查整體座椅的磨損狀態(tài)。
真人移入移出：
試驗(yàn)樣件：實(shí)車開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)人員：需要不同百分位的真人開展試驗(yàn)，并且穿著要符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
試驗(yàn)過程：車門開啟一定角度后，真人進(jìn)入車輛乘坐，乘坐幾秒鐘后下車，算是一次循環(huán)，一直要達(dá)到規(guī)定的次數(shù)為止。
試驗(yàn)后考查項(xiàng)：試驗(yàn)前要記錄座椅的狀態(tài)，試驗(yàn)后要拆分座椅考查蒙皮、泡沫、骨架等結(jié)構(gòu)是否有磨損，并照相記錄。
機(jī)器人移入移出：
試驗(yàn)說明：機(jī)器人移入移出通常是單獨(dú)考查座墊或者靠背疲勞耐磨損性能。
試驗(yàn)樣件：首先將座椅安裝在固定的夾具上，并將其調(diào)節(jié)到指定位置。
試驗(yàn)環(huán)境：室溫環(huán)境下開展試驗(yàn)。
試驗(yàn)設(shè)備：FANUC機(jī)器人，六軸控制系統(tǒng)。在假背和假臀外表面用指定布料包覆。
試驗(yàn)設(shè)置：將壓力分布墊擺放到實(shí)車/實(shí)車環(huán)境的座椅上，指定百分位的真人按照指定動(dòng)作乘坐座椅，從站立到坐穩(wěn)過程中，采集并記錄過程中幾個(gè)狀態(tài)的壓力分布云圖。
之后對于安裝在夾具上的座椅，通過編程控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，以滿足機(jī)器人假背或者假臀壓入座椅時(shí)能夠模擬出之前采集的幾個(gè)云圖的受力狀態(tài)（壓力區(qū)域位置、壓力值、壓力圖形、壓力在整個(gè)區(qū)域的分布），這個(gè)運(yùn)動(dòng)程序就是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的輸入。
試驗(yàn)過程：一次移入+保持幾秒鐘+移出=一次循環(huán)，一直要達(dá)到規(guī)定的次數(shù)為止。
試驗(yàn)后考查項(xiàng)：試驗(yàn)前要記錄座椅的狀態(tài)，試驗(yàn)后要拆分座椅考查蒙皮、泡沫、骨架等結(jié)構(gòu)是否有磨損，并照相記錄。對于機(jī)器人座墊移入移出試驗(yàn)，需在座墊上指定位置點(diǎn)幾個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，并記錄試驗(yàn)前后標(biāo)記點(diǎn)的垂直方向位移，要求位移小于一定要求。
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