■ 诸城市义和车桥有限公司 （山东 262200） 杨振毅 关炳奇

随着计算机技术和有限元分析技术的不断发展，有限元分析在我司产品开发、失效模式预判、结构改进优化和轻量化方面得到逐步深入和拓展；为了解决座椅支撑杆在市场上反馈的早期失效问题，我们对支撑杆进行了有限元建模和疲劳寿命分析；并对该件进行了结构优化和改进前后对比分析；需要指出的是，在众多影响有限元仿真结果的因素中，边界条件的合理性，尤其是施加载荷的准确性，对仿真结果起着决定性的作用。

1. 有限元分析

本文的研究对象是汽车座椅上的支撑杆，如图1所示黄色部分。该支撑杆交叉布置（见图2），中间由心轴连接，组成上下伸缩支撑机构，并且座椅调整高度后承受座位上的正压力；该支撑杆材料为Q235C，厚度3mm。承受来自于座位上平均686N的垂直载荷，支撑杆调整角度范围20°～45°。

图1 座椅结构图

图2 支撑杆

图3 支撑杆受力简图

根据人机工程学，现只分析支撑杆20°的极限受力工况，该工况时受力简图如图3所示。

由图3可知，该支撑杆一端与下支座固定，另一端承受来自于驾驶员的垂向载荷Fc，为了便于计算，将垂向力转换为支撑杆的直接作用力Fz。

支撑杆中间的两个小孔特征对支撑杆的受力状况没有太大影响，如果保留，反而会导致局部的单元数量过大，增大了计算量，故在尽可能反映支撑杆的基本力学特性的前提下，去除此类小特征以简化模型，只保留了中间连接孔。……