宋德询 李俊 裴冰 邵羽辛

摘要：本文从方管和圆管的材料力学原理出发，根据座椅骨架的受力路径以及圆管和方管的工艺特点，结合有限元分析方法，确定了座椅骨架方管和圆管的选材策略，从而实现座椅骨架的精益设计。

关键词：汽车;座椅骨架;精益设计;方圆;工艺;有限元分析

Abstract：Based on the mechanics of material of “ circular” and “rectangular” tube，through seat frame force path，and manufacture characteristics of “ circular” and “rectangular”，and in virtue of CAE analysis，introduce the use strategy of “ circular” and “rectangular” tube on seat frame，to actualize lean design seat frames.

引言

精益的设计，总是能够找到简单的方式证明自己。

随着有限元分析的广泛应用，设计工程师习惯于将设计模型交给有限元工程师进行分析，如果失效，调整后再给有限元工程师重新计算;其实，在设计过程中基于材料和结构的力学性能以及零件的性能需求，工程师可以快速提供比较精益的设计方案，减少CAE工作的工作量，从而提升设计效率，比如座椅骨架的“方圆之道”。

一、“方”与“圆”管力学性能对比

根据如上图的基础材料力学公式，结合座椅骨架材料的实际应用，在采用同样尺寸的板材物料（卷成方管或圆管），将零件尺寸数字的代入计算，可以比较清晰的看出，方管的抗弯截面系数（上下方向）优于圆管，而圆管的抗扭截面系数要优于方管。

二、“方”与“圆”管的工艺和结构

在工艺上，对于直线段的焊接，方管相比于圆管夹持稳定，焊接可靠性也大幅提升;

而圆管便于进行等截面的弯折，可以在转弯处提供良好的力的传递。如上图，在转弯处，可以做到圆管的截面基本不变，而方管截面积则会局部变小。

三、座椅骨架设计选材的“方圆” 之道

如下图，结合座椅……