基于体压分布仿真的驾驶员座椅舒适性设计研究

本文中建立了HPM-II型H点装置有限元模型,验证了模型各部分的尺寸、质量、腰部支撑和躯干的运动学姿态,通过H点装置姿态的仿真来测量座椅的设计参数,对驾驶员人体与座椅的相互作用进行了仿真研究。首先,基于ANSUR人体数据库建立了人体几何模型,利用CPM模型设置其驾驶姿势,并建立了人体有限元模型。接着,建立了参数化的座椅有限元模型。最后,将人体有限元模型与座椅有限元模型组装到一起,设定相应的边界条件,在不同海绵厚度、腰部支撑量与支撑位置、坐垫角和靠背角下进行了人体与座椅间体压分布的仿真,得出了这些因素对体压分布的影响。本文中采用的方法为今后建立面向理想体压分布的座椅设计奠定了基础,为座椅舒适性设计提供参考。     

基于边缘人体模型仿真的座椅设计方法研究

为有效地指导座椅设计,提高坐姿舒适性,提出一种以边缘人体模型和体压分布仿真为依据的座椅正向设计方法。首先以某乘用车驾驶座椅设计为例,建立H点装置有限元模型,通过仿真H点装置在座椅上的落座来预测座椅H点,以此H点作为靠背设计的基准点;然后提炼出与数字人体建模和驾驶姿势预测相关的人体测量学尺度,通过Monte Carlo仿真建立目标人群的人体测量学尺度数据样本,并通过主成分分析,建立相应的边缘人模型;接着编写仿真程序,运用姿势预测模型来仿真边缘人背部特征点的分布,并将它们统一到以H点为原点的坐标系中;选取统一后的边缘人腰部特征点分布上下、前后方向的4个极限点来确定座椅腰部支撑面的位置和调节量;最后结合边缘人的人-椅压力分布仿真,反求椅背海绵的初始型面。该正向设计方法能保证人体背部与座椅之间合理的压力分布,使人体背部特征点与变形后靠背特征部位有效贴合,增加座椅的贴合感和支撑性,从而有效提高坐姿的舒适性。     

座椅体压分布仿真分析与评价

本文中基于H点测量装置(HPM)建立了详细的座椅体压分布仿真模型,而与座椅体压分布仿真分析紧密相关的泡沫和面料的材料参数则通过拉伸和压缩试验获得。通过与试验对比不同区域的最大压力值、平均压力、接触面积和占重比4项评价指标来验证模型的可靠性。结果表明,所建立的模型不仅可以准确反映体压分布的一般规律,并且H点测量装置的肩部、腰部和大腿处的各项体压分布指标,仿真与试验误差在10%以内,座椅仿真模型有效。     

基于不同身材驾驶员体压分布的座椅舒适性研究

为研究不同身材驾驶员体压分布的特点和腰部支撑对乘坐舒适性的影响,首先构建了3个典型身材(5,50和95百分位)的人体有限元模型,模型中包含骨骼、软组织和皮肤3种材料,并采用驾驶姿势的级联预测模型来调整人体的姿势;建立了包含腰部支撑的座椅有限元模型;接着将座椅和人体模型组装一起,并施加边界条件,对体压分布进行了仿真,着重分析驾驶员身材和腰部支撑对界面压强和软组织应力的影响;最后进行体压分布主观评价实验。通过数据对比和主观评价,建立了体压分布与乘坐舒适性的关系,证实了腰部支撑对提高座椅舒适性的作用。     

面向体压分布的人椅系统建模

以Hybrid III假人和某款乘用车座椅为基础,建立不同网格尺寸的人椅系统有限元模型,通过对其体压分布结果进行分析和对比,确定了满足要求的模型网格尺寸。然后对人体模型的体段质量和人椅系统的体压分布结果进行验证。在此基础上,计算了人椅系统模型的体压分布,分别分析和对比了良好坐姿和两种不良坐姿状态下的体压分布,包括最大压力和平均压力等参数。结果表明,所建立的模型可准确反映人体体压分布特征,可为座椅的设计和乘坐舒适性评价提供参考依据。     

基于中国人体尺寸的驾驶员驾姿舒适性分析

为了建立基于中国人体尺寸的驾驶员舒适坐姿模型,提升驾驶员的驾乘舒适性,文章选取不同的驾驶座椅高度,通过采集驾驶员的舒适驾车姿态,拟合出驾驶员的驾驶H点与方向盘及踏板点的位置关系,得出男性、女性和男女性的舒适驾驶坐姿模型,并给出了各种座椅高度对应的座椅位置和方向盘位置的设计值,对于驾驶员的驾驶舒适性设计有一定的指导意义。     

基于Kriging模型的座椅子系统安全性能优化研究

本文旨在研究在正面碰撞中起乘员保护作用的座椅子系统的参数优化。首先搭建某商用车主驾驶员座椅子系统正撞台车试验的仿真模型,并经台车试验验证。然后结合最优拉丁超立方试验设计,对11个设计参数进行灵敏度分析并挑选出6个相对最敏感的参数,构造了基于敏感参数的Kriging模型,分析了正面碰撞时座椅参数对乘员保护效果的影响。最后以假人H点的前移量和下潜量最小为目标,采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化。结果表明:优化后假人H点的前移量下降了2.98%,下潜量性能降低了10.47%,优化效果明显。     

汽车座椅舒适性设计概论与验证方法

文章介绍了座椅舒适性的开发、设计和验证过程,对汽车座椅开发过程中不同阶段的要点进行了探讨.从早期舒适性目标设定到舒适性关键要素的设计,介绍了影响舒适性的重要因素和设计参数,提出了相关技术建议,并系统介绍了主、客观及动、静态的评价方法,最后对座椅舒适性的未来发展趋势进行了展望.     

基于人体压力分布的座椅形面优化设计

为获得舒适座椅形面的造型和尺度特征,基于体压分布指标与舒适度量表评分相结合的评价方法,分析了静态坐姿条件下,座椅靠背和坐垫形面特征与人体关键部位的舒适度影响关系,并据此提出了座椅靠背和坐垫形面人机优化设计建议。体压分布实验结果表明:座椅压力分布SPD值仅反映压力分布均匀程度,但在形面几何构造复杂的情况下,不能表征靠背或坐垫的整体舒适度;圆形压力梯度G_C值不受坐垫形面变量因素的影响,能有效表征人体坐骨结节处的舒适度。     

基于MATLAB/Simulink的工程车辆座椅悬架仿真分析

座椅悬架对驾驶员乘坐舒适性具有重要影响。文章采用了滤波白噪声作为路面激励,综合路面仿真结果和车辆实际使用工况确定了仿真路面输入模型,对商用车进行了适当简化,通过Matlab/Simulink仿真,验证了安有座椅的"车辆—座椅—人体"三自由度模型与未安装座椅的"车辆—人体"模型相比具有较好的乘坐舒适性。     

泡沫金属微结构建模及其动态特性研究

为研究泡沫金属的动态特性,基于微CT扫描图像开展了泡沫金属的微结构建模研究,重新构建了泡沫金属的三维几何实体模型和细观有限元模型,同时开展准静态压缩试验验证了模型的准确性,并基于该细观模型开展泡沫金属动态加载仿真对泡沫金属的动态特性进行研究.结果表明:在冲击载荷作用下,冲击端胞元首先被压溃,且沿冲击方向向支撑端传播,在...     

汽车座椅发泡材料乘坐压力评估模型的构建

座椅发泡材料的特性是影响座椅舒适性的主要因素之一。本文利用拉压试验机对座椅发泡材料进行乘坐压力测量，设计乘坐压力与发泡密度、硬度和回弹率的单因素实验，实验分析了乘坐压力与物理参数的相关性和显著性。在40组实验数据的基础上，通过HyperStudy多学科优化软件，利用最小二乘回归法进行拟合得到了座椅发泡材料乘坐压力评估模型。利用此模型计算出乘坐压力的大小，从而在产品的设计阶段评估座椅舒适性的程度。     

主动式座椅参数对其正面碰撞乘员保护性能影响的研究

本文旨在研究正面碰撞中座椅参数对乘员保护效果的影响。首先依据某一轿车副驾驶员座椅相关尺寸设计了简化的台车约束系统试验装置,建立了带Hybrid III 50th假人的约束系统有限元仿真模型,并通过台车试验验证了其有效性。接着采用最优拉丁方试验设计和Kriging模型,对座椅前后位置、坐垫高度、坐垫倾角和靠背倾角等4个参数进行了优化。确定了正面碰撞时座椅的最佳参数:座椅从中间位置向后移动111.5mm、坐垫高度56.99mm、坐垫倾角22.76°、靠背倾角29.33°。最后,基于座椅最佳参数再次进行仿真的结果,加权损伤指标降低了15.77%。     

驾驶员腰部负载的计算求解与验证EI北大核心CSCD

驾驶员腰部的肌肉力、关节力等负载与驾驶舒适性密切相关,但难以直接测量。本文中建立了驾驶员肌肉骨骼生物力学模型,提出了一种基于Matlab-OpenSim联合仿真的驾驶员与座椅界面接触力和摩擦力计算求解方法,并通过人椅接触压力测试和接触界面摩擦力与腰椎关节压力仿真对上述模型和方法进行验证。结果表明,本文中提出的驾驶员肌肉骨骼生物力学模型和人椅界面接触负载的计算方法可有效解决行驶工况下驾驶员腰部负载的定量评估问题,对驾驶室空间布局和舒适性设计具有重要工程应用价值。     

轿车顶盖多点成形时非连续性边界条件的处理

将多点成形技术应用在轿车顶盖成形过程中。基于虚功率增率型原理和经典的J2流动理论,建立了具有材料、几何与非连续性边界条件三重非线性空间曲壳的有限元模型,给出了多点成形时非连续动态接触边界条件的处理方法,采用ANSYS软件对所建模型进行轿车顶盖多点成形过程的模拟,并通过实验得到了验证。     

汽车座椅头枕结构的参数化设计

利用有限元软件MSC．PATRAN／NASTRAN构建了国产某轿车驾驶员座椅骨架总成有限元模型，并对座椅头枕后移量进行了仿真分析。利用参数化设计语言PCL编写了座椅头枕结构参数化设计程序，分析了座椅头枕结构参数对头枕后移量的影响。     

商用车中排座椅振动特性分析与优化

针对某商用车路试时中排座椅抖动问题,通过有限元仿真分析获得了其模态频率和振型,并完成模态试验验证。通过四通道扫频试验分析了座椅的振动特性,运用传递路径分析法(TPA)计算了座椅振动传递函数并识别出传递路径贡献量,结果表明,座椅靠背在频率为17.84 Hz处X向振动加速度出现峰值为0.06 g,振动主要传递路径为右前悬挂连结点X向-座椅安装孔Z向-座椅靠背顶部X向。基于分析结果提出了优化方案,实施优化方案后座椅振动降低约40.7%,提升了整车舒适性。     

基于环境模拟试验的乘员舱制冷仿真分析

文章基于某车型建立整车几何模型简化结构,应用star_ccm+软件,通过环境仓空调降温性能试验中采集的数据设置相应的边界条件,对乘员舱降温过程进行了温度场的数值模拟,仿真结果与试验相对比,误差在10%以内,验证了仿真模型的准确性。     

基于CAE技术的某中型卡车司机座椅振动舒适性分析及优化

座椅刚度和阻尼参数的选取,直接影响座椅的乘坐舒适性。采用CAE技术,对某中型卡车司机座椅进行动力学响应分析,并对座椅的弹簧刚度和减振器阻尼参数进行动力学优化,优化后座垫上的加速度峰值大幅降低,取得了比较好的效果。通过平顺性试验验证,优化后的座椅结构在各种车速下,总计权值明显低于原结构。摸索出了一条运用CAE技术对机械式座椅的乘坐舒适性进行分析和优化的途径。     

基于逆向设计的整车人体布置技术研究

鉴于目前国内车型设计开发现状,通常全新开发项目会选择一款优秀的技术标杆车型进行逆向开发,可理解为在成熟的现有平台上进行二次开发,需测量标杆车驾驶员座椅H点位置,再根据座椅的调节范围对相关参数进行初步校核,最后确定出标杆车H点.通常拟合出的人体H点不在座椅舒适线上,那么如何在满足SAE标准的前提下,使人体坐姿无限接近座椅舒适线,成为研究方向,就此给出详细的操作方法.