基于有限元法儿童座椅包装件的跌落优化分析

摘要

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。