将安全带约束系统集成在座椅内部的安全座椅性能准静态测试

目前，已经建立了利用安全座椅保护驾驶员的侧面碰撞模型和后面碰撞模型。全美赛车联合会规定：“在2015赛季进行的冲刺杯系列比赛中，驾驶员座椅至少有7个安全带固定点，所有安全带约束系统都集成在座椅内部。主要介绍了利用准静态测试方法对全美赛车联合会所规定的座椅进行测试的方法以及测试协议标准。

将安全带约束系统集成在座椅内部与传统的将其固定在底盘上相比，前者可以使用较短的安全带并能改进安全带的几何形状，消除了安全带通孔，这些改变可提高安全座椅的可靠性和汽车的安全性。为了验证这一结论，利用准静态测试方法进行测试验证。准静态测试是一种高效、可靠测试组件和系统安全性的方法。首先，利用滑台试验对该座椅进行不同负荷下的模拟碰撞测试，并采集相关数据。试验中所使用的滑台可以提供2.5MN的推力，负荷为500kg时达到的峰值加速度为90g，水平方向最大位移为1.7m，可达到的最大速度为80km/h。之后，对滑台试验的高速视屏进行分析，判断安全带约束系统收紧时间，分析所采集的数据以判断各点所承受的最大负荷以及最大负荷出现的时间。

准静态测试分析结果表明，将安全带约束系统集成在座椅内部，使得安全带长度变短，减小了乘员允许运动的幅度。由于取消了安全带通孔之类的装置，因此可以对安全带几何形状进行优化，并消除了由这些装置引起的诸如安全带调节器错位、阀座卡死以及安全带变形等问题。此外，可以对集成后的安全座椅使用可变形的座椅安装支架系统，该系统可以在车辆发生严重碰撞时将座椅移开，避免乘员在碰撞发生后产生二次碰撞，但若将安全带约束系统固定在汽车底盘上则无法使用该系统。将准静态测试结果与美国安全技术法规FMVSS 210进行对比，腰带承受的负荷是法规规定的1.2倍、整个安全带约束系统所承受的组合负荷是法规规定的3.5倍。最后需要注意，准静态测试结果中并非每一处的负荷都达到安全系数1.5。

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

编译：王祥