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原文传递安全带卷收器关键技术研究

论文题名：	安全带卷收器关键技术研究
关键词：	汽车安全性;限力扭杆;安全带;弹塑性变化;卷收器
摘要：	汽车工业已经经过了百年的快速发展，尤其近十几年来，无论是汽车生产量还是保有量都创造了新高。而且随着电动汽车的崭露头角，在接下来的3-10年内，汽车销售量增长率必将创造新高。汽车安全问题一直是与汽车交通相绊相生的，而且在这一汽车轻量化、高速化的发展时代，汽车安全系统面临的挑战也将是前所未有的。我国的交通事故率在全世界都是排名前列的，当然，这一方面是因为我们的城市规划和道路人口压力，另一方面，也是最重要额方面，我国的汽车安全性能和安全系统发展缓慢，技术普遍落后。尤其是作为汽车安全系统中的核心防护装置的安全带，高校机构及相关企业对其技术乃至基本技术的研究都是十分缺乏。这种状况不仅使得本土的安全带质量普遍偏低，而且即使是在微利润的情况下，依然难以和国外的安全带抗衡。因此，安全带关键技术的研究势必对安全带发展拥有普遍实际意义。　　首先，本文阐述了安全带的研究背景，即安全带的发展历程及国内外的研究状况，同时系统且详细地分析了现在市场上主要的两款安全带——复合敏感锁止式安全带和预紧限力式安全带的工作原理和其技术细节，可为国内得安全带研发人员指清其关键研究技术和优化改进方向。本文对安全带关键技术相关性能法规和实验要求做了分析和提取，在分析法规要求的基础上对安全带卷收器几个核心技术做了深入解析及介绍，同时结合企业安全带技术现状，提出本文的研究重点——锁止及限力扭杆设计等三个关键技术。　　其次，本文对三个关键技术进行了研究，分别是安全带织带加速敏感锁止机构技术、安全带车身倾斜及减速复合锁止机构技术、限力式安全带限力扭杆设计技术。第一，对安全带织带加速敏感锁止机构建立动力学模型、建立动力学方程、进行求解。将公式运用于某款具体的安全带进行参数化研究，运用MATLAB软件直观表达方程并分别研究了方程中四个关键参数——弹簧刚度、预压缩量、弹簧中心距、惯性摆块转动惯量与锁止加速度、织带锁止拉出长度、锁止时间的关系，得出了相关参数设计结论。第二，对车辆倾斜及减速复合锁止机构进行研究，分别在不考虑摩擦及车感臂质量、完整考虑两者情况下分别建立了建立车身倾斜锁止力学模型、减速锁止力学模型，进行了较为充分的讨论。将结论运用于某款具体的安全带进行参数化研究，同样利用MATLAB软件，研究了锁止加速度与车感座斜槽角度即织带锁止长度三者之间的关系，讨论了车感座斜槽角度的设计方法及选取范围、织带锁止长度的范围选择。第三，本文对限力式安全带限力扭杆进行受力分析，建立力学模型，分析了限力扭杆在不同阶段的弹塑性变化及相应的扭矩。经过分析，选取弹性范围来进行设计，得到了限力扭杆的截面设计公式，而且给定了具体的工况，进行了实例分析设计。　　最后，本文针对上述三个关键技术研究结果分别进行了算例的实验验证，包括：进行织带加速敏感锁止机构锁止加速度实验验证；减速锁止机构车感座斜槽角、减速度、锁止距离实验验证；限力扭杆的静态扭矩测试实验、碰撞限力实验。通过以上实验，验证了所建立的模型的正确性。文末进行了总结，并分析了本文研究的不足及遗留问题，在此基础上对安全带的研究进行了展望。　　总结本文重点便是对以上三个关键技术的研究，对其中的关键参数对安全带性能的影响进行分析。论文研究的主题及素材均取自本人实习的企业，同时也是基于对企业产品的深入了解和研究而进行的工作。鉴于安全带机构或工作原理差异化较小，即国内乃至国外的产品在锁止及限力功能的实现方式上大同小异，除个别细节。故对不同企业的安全带，本文的研究结论对安全带卷收器相关参数的设计及变更都具有极大的参考价值和指导意义。
作者：	陈刘波
专业：	机械工程
导师：	宋立权;田宏艳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文