VZ MSM4674788501 - Technická univerzita v Liberci

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCIwww.tul.czAnalýza a simulace zatěžování sedákua hlavové opěrky automobilové sedačkyIng. Jan Petřík, Ph.D., Ing. Rudolf Martonka, Ph.D.,doc. Ing. Vítězslav Fliegel, CSc., Ing. Michal Petrů, doc. Ing. Ludvík Prášil, CSc.V rámci dílčí úlohy byly experimentálně zjištěny nelineární charakteristiky polyuretanové pěny a potahovélátky, vytvořen MKP model sedáku automobilové sedačky bez potahu a s potahem, sestavenzjednodušený biomechanický MKP model sedícího lidského těla, provedena analýza rozložení tlakuv kontaktní zóně a její optimalizace virtuální simulací. Pro simulaci zatěžování sedačky s potahovoulátkou byl použit výsledný rovnovážný stav ze simulace předpětí potahové látky. Cílem bylo provedeníanalýzy rozložení kontaktního tlaku pro sedák s potahem a bez potahu.Na sedačce bez potahu je zřejmé lepšírozložení tlaku s menší maximální hodnotoukontaktního tlaku. Na sedačces potahem dochází k rozložení tlaku namenší ploše a vznikají oblasti s vysokýmikontaktními tlaky. Je zřejmé, že potahoválátka výrazně ovlivňuje vlastnostiautomobilového sedáku a při analýzekomfortu nelze tuto vlastnost zanedbat.obr. 1 Rozložení kontaktního tlaku pro sedák bez potahu a s potahem.Při zachování tvaru sedáku byla jehopůvodní tvrdší vrstva pěny rozšířenao vrstvu měkčí pěny v kontaktní zóně.Touto sendvičovou komfortní vrstvoubylo dosaženo lepšího rozložení kontaktnítlaku do větší plochy a bylysníženy špičky tlaku pod pánví.Výsledky simulací pomohou s optimalizacíprototypu sedačky i ve smysludodržení žádaného tvaru. Potahoválátka je na sedačce předepnuta a jejípředpětí ovlivňuje výsledný tvar sedákui opěráku. Model lze použít pro simulacidynamického zatěžování a je vhodnýpro hledání synergie mezi statickýma dynamickým kritériem komfortu.Pro zjišťování dat pro simulace bylystanoveny metodiky měření a realizoványzařízení:• dvouosý zatěžovací rám pro měřenívlastností textilie potahu při dvouosénapjatosti,• prototyp sedáku automobilovésedačky se stejnými vibroisolačnímivlastnostmi při snížené výplni polyuretanovépěny a zachování původnívýšky sedáku,• zařízení k měření prodyšnosti vícevrstvýchmateriálů a kompletníchsedaček.Na měřícím zařízení (viz obr.) bylyzjišťovány statické a dynamické vlastnostisamotných polyuretanových výplnía celých automobilových sedačeks potahem.Simulace dynamického namáhánívzorků z polyuretanové pěny byla provedenaMKP pomocí Kelvinova reologickéhomodelu. Materiálový model byl verifikovánpomocí analýzy přenosových charakteristikvzorku polyuretanové pěny. Při výpočtubyl použit stacionární pseudonáhodnýsignál obsahující frekvence mezi 1 až 15 Hza maximálním zrychlením 0,2g.obr. 2 Rozložení kontaktního tlakupro sedačku s potahem - sendvičobr. 3 Konečný stav simulace – sendvič.Analýza a simulace zatěžování sedáku a hlavové opěrky automobilové sedačky35