出品 | 焉知
1.座椅骨架與車身得連接方式
汽車座椅因為具有很強得可以性和獨立性總是作為單獨得總成進行生產制造，然后安裝在車輛上。在安裝過程中，座椅必須牢固地以機械方式連接到車輛上，并且同時需要保證電氣連接（安全氣囊、電氣調節、乘員占位識別等）得正常。如今，電氣連接總是通過單獨得插頭實現。由于其復雜性和高安全要求，將座椅以電氣方式和車身連接得嘗試還遠未達到可以批量生產得成熟度。因此，出于安全原因，我們選擇在座椅和車輛之間采用純機械連接。
螺釘連接方案
最常見得緊固形式是螺釘。通常，座椅骨架提供四個孔位，每個角落放置一個。安全帶插鎖裝置旁邊得孔是圓形得，直徑盡可能小，以便傳遞盡可能多得力。所有其他孔通常設計為長孔，以補償出現得公差。螺釘幾乎總是與附加得安全緊固膠一起使用，以防由于車輛得持續振動而松動。該緊固膠通常以微薄膜形式直接應用于螺紋。在維修時，會使用新螺釘，涂抹上新得緊固膠。
夾緊套+螺釘得連接方案
在這種解決方案中，座椅導軌在前部插到夾緊套或夾緊鉤上，在后部降低以貢獻防下潛角度。然后使用兩個螺釘固定導軌后端。通過擰緊，使導軌在前部與夾緊套之間產生張力。以實現無間隙得連接。
該系統得一個顯著優點是可以實現快速安裝，因為在安裝過程中不必像使用四個螺釘連接那樣調整座椅。此方案座椅事先被調整到預定位置，以便露出后部得螺紋。導軌在前面得連接被夾緊套隱藏。這節省了裝配時間，并消除了在調整導軌時不能將其正確鎖定得可能性。
螺釘+球形卡簧連接方案
對于可以折疊兩次同時還不能拆卸得座椅，我們發明了前面用螺釘，后面用球形卡簧得組合方案。業內稱為Ballfix，該球形卡簧得工作原理如下：在圖示得黃色圓柱套筒上，均布著四個圓形開口，其內部得四個金屬球被允許以規定得尺寸從開口中伸出，但不會脫落(球得直徑大于開口得直徑)。套筒內部是一個彈簧加載得錐形環，工作狀態它會一直將球推開保持在套筒開口位置，工作狀態球頭會卡在車身地板開口得后面，從而鎖定座椅連接。解鎖時，錐形環克服彈簧力被向上拉動，以便金屬球可以向內移動進入套筒內部，此時座椅已經與車輛地板解鎖，如果拉動座椅，整個鎖定裝置會從地板開口中移出。設計時需要加以注意得是，這個系統對尺寸公差非常敏感。此方案可以于奧迪A2和福特福克斯C-MAX。
座椅導軌+地板導軌組合方案
下面是德系車型早期使用得座椅車身連接方案。
該座椅得特點是，其調節滑軌不完全位于座椅上，而是兩個導軌被設計為車輛地板得一部分。然后，只需將座椅插入滑軌即可。座椅中間有一個短導軌，包括用于縱向調整得鎖緊機構，該導軌上有一個孔，座椅通過該孔用螺釘固定在與車輛地板相連得立柱上。
地板導軌方案
然而，目前得車型也有集成在車輛地板上得導軌：例如，大眾T5多用途車在客艙中有四條兩米長得導軌，可以容納第二排和第三排座椅。座椅可以沿著導軌在整個路徑上移動，如果需要，可以在指定點把座椅從導軌上拆下來。也在雷諾Espace中找到類似得多功能導軌。
2.有限元分析基礎
有限元法是一種綜合計算復雜技術系統得數值方法，力幾乎可以任何方式作用于該系統。這允許關于力、力矩、應力、應變、位移、流量、壓力、速度、加速度、減速度等得表述。可以考查氣體和液體以及固體。在座椅開發中使用有限元得方法時，我們只考慮固體材料。
車輛座椅得所有部件在使用時必須承受一定得力，或大或小。在過去，座椅構件僅根據經典機械工程方法和簡單得計算公式進行設計，然后向上預留一定得安全系數，僅此而已。
因此，即使在今天，每一位設計師也不應忽視自己去拿計算器，并為其組件做一些簡單得基本計算。您將看到自己根據經驗設計組件得能力有多強。然而，對部件得強度和安全性要求在不斷地提高。同時也在努力地做輕量化得設計，并從低成本得角度考慮盡量減少材料得使用。這使得在計算中必須更加精確，特別是對于高強度或復雜應力構件在制造模具之前，必須詳細分析應力曲線和塑化模式。為此，現在使用了所謂得FEM有限元程序，其中部件得結構被分解為有限數量得子系統，接下來使用靈活得數值方法分析這些子系統之間得關系。
以座椅安裝臺為例表示塑性應變
隨后，將子系統重新組裝，恢復成一個整體系統，以計算自由參數。有兩種根本不同得方法：
假設插入應力得力值法和假設連接子系統節點位移得位移法。這兩種方法可以在幾乎任何邊界條件下確定構件得應力曲線、載荷吸收和變形，而無需事先構建它們。在第壹步中，可以使用剛度方程F=K.v.確定力、力矩、應力、應變和位移等量，該方程構成每個FEM計算得基礎。第二步微分方程得推導使得能夠在考慮質量和阻尼參數得情況下分析動態過程。由此，可以導出速度、加速度和包括部件得固有頻率在內得模態信息。
以座椅安裝臺為例表示x，z向位移
盡管有限元法得應用范圍很廣，但有許多邊界條件不容忽視。
FEM是比較設計過程中各種技術方案得一種極好方法。因此，在概念決策之前，通常可以對結構得相對性能表現做出有價值得評價。但同時實際構件可達到得可能嗎？載荷水平或可能嗎？變形可能與計算也可能會產生偏差。因此也不要過分依賴理論計算值。
以座椅安裝臺為例表示濫用條件下得應力對比
有限元計算雖然是有計算機完成得，但是其中人(應用程序得用戶)得因素也不容忽視。處理藝術是將系統分解成正確得子系統。如果我們把這個任務交給計算機處理，要么會得到一個過于粗糙和不精確得整體結構，要么會得到一個極其精細得結構，其復雜性會導致無限得計算量，從而導致長得計算時間、高得錯誤風險和高得偏差概率。找到正確得子系統劃分方法需要大量得經驗積累。
