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。     

座椅上的电子技术

电子技术在提高乘客座椅舒适性方面主要有两种形式。一种是智能式座椅，美国Lear公司研制了一种能适应各种行驶状况的智能座椅。不论是平坦路面还是颠簸的石块道路，皆能使人感到舒适。这种座椅的坐垫由7个分块组成。靠背则由8个分块组成。各个组成分块都可以分别转动，由传感器发出信号，计算机控制，可使人体与座椅接触的各个部分压力分布均匀．以减少乘员疲劳。     

长时间驾驶过程中驾驶员姿势调节的研究

本文研究了在长时间驾驶过程中进行姿势调节(包括坐垫调节和靠背调节)的效果,综合采用了体压分布测试手段和主观评价方法,研究了调节方向、调节幅度和调节频度的影响。坐垫调节实验和靠背调节实验的结果表明,向前调整坐垫能显著提高驾乘舒适性,尤其是手臂、下肢等末端的舒适性;向后调整坐垫效果不明显。向前调整靠背能够在整体上提高人体舒适性,但是臀部的舒适性会下降;向后调整靠背效果不大。就本文中选取的调节幅度和频度,对坐垫调节效果和靠背调节效果没有显著的影响。     

基于有限元分析的某轿车座椅静力学分析

汽车座椅是汽车舒适性的重要保障。文章通过建立座椅的骨架模型,利用ANSYS Workbench(AWB)中的静力学模块,得到了对靠背、坐垫以及头枕的有限元分析。针对座椅靠背连接件(即头枕、背靠和坐垫)仿真结果表明:座椅各部分的结构强度符合要求,座椅的安全性能能够得到保障。     

基于人机工程学的长途客车座椅设计与分析

论文利用PRO/E软件,充分考虑人机工程学,设计一种符合乘客要求的长途客车座椅。设计过程中,结合人机工程学和人体坐立时的体压分布特性,使设计的座椅靠背曲线符合人体脊柱曲线。根据国家汽车碰撞试验分析结果,对座椅进行了改进,改进后的座椅更好地符合人机工程学的要求。     

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%。     

起亚霸锐故障两例

案例一 车型:进口2012款起亚汽车霸锐,配置3.8L发动机. 行驶里程:950km. 故障诊断:客户将车辆开到我店报修驾驶员座椅不能够前后滑动.起亚霸锐车型的驾驶员座椅配置的是8方向可调节电动座椅,这8个方向分别是座椅的前后滑动,座椅坐垫前部的上下调节,座椅坐垫后部的上下调节和座椅靠背的前后倾斜调整.而为了实现电动座椅这8个方向可调节的功能,座椅内部装配有4个电机,每个电机控制两个方向,其中座椅前后滑动共用1个电机控制,座椅坐垫前部上下调节共用1个电机控制,座椅坐垫后部上下调节共用1个电机控制,座椅靠背前后倾斜调整共用1个电机控制.     

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。     

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。     

奔驰S550左前动态座椅气垫靠背不可用

车型:配置273发动机。VIN:WDDNG71X67A××××××。行驶里程:121644km。故障现象:左前动态座椅靠背处所有气垫不可用。故障诊断:客户描述左前动态座椅坐垫处所有气垫均可用,靠背处的气垫不可用。根据客户的描述在车内手动对坐垫处的腿部气垫和侧部气垫进行放气与充气均可用,     

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。     

汽车电动座椅骨架结构及功能件分析

汽车座椅骨架及功能件是支撑驾乘人员坐姿的重要载体,其外形与布置参数极大地影响着驾乘人员安全性、操作、乘坐舒适性。座椅骨架及功能件布置更是座椅工程设计的重点,是造型设计的基础。文章基于人体工程学及相应法规,分析电动座椅前后调节、高度调节、靠背旋转调节、腰托四向调节、头枕上下调节的设计原理及参考依据,可在造型设计阶段确认座椅坐垫、靠背、头枕位置轨迹的工程硬点,确保造型设计符合安全性、可操作性及舒适性,提升电动座椅整体设计质量,为整车内饰造型设计提供座椅骨架模块的理论支持,提高汽车内饰分组设计的效率。     

对汽车平顺性评价方法的探讨与建议

首先分析了现行国家标准GB4970-1996<汽车平顺性随机输入行驶试验方法>与国际上通行的人体振动评价标准ISO2631-1997的区别.通过道路试验测量了驾驶员坐垫、靠背和脚部的平移振动以及坐垫的旋转振动共lO个方向的振动.分析发现汽车中人体振动的峰值因子一般小于9;而按照GB4970和ISO2631的试验数据对比表明,GB4970在一定程度上低估了人体振动.分析各方向振动所占的比例发现,坐垫垂向振动、靠背前后振动和坐垫侧倾振动影响最大.最后提出了对汽车平顺性评价方法的建议.     

汽车座椅舒适性的主观和客观评价研究

在对座椅机械结构及人体脊骨生理结构分析的基础上,从主观和客观两方面针对腰托对汽车座椅舒适性影响进行了理论和试验研究。研究表明腰托装置的设计及安装对人体的体压分布有显著影响,设计合理的腰托装置可明显改善汽车座椅的舒适性。     

汽车座椅靠背对驾乘者腰部支撑强度的压力特征及演变

在座椅其他设计均不变的情况下,被试者通过调节腰托前后位置实现腰部支撑强度变化,模拟背部特别是腰部不同支撑设计的座椅,进行了座椅靠背主客观评价相结合的舒适性研究,并讨论了随着驾驶时间的推移,驾乘者不舒适部位和坐姿变化规律。研究显示,得到被试者腰部支撑强度适中、不足和过大3种形式的压力分布特征之一。腰部支撑强度适中时,腰部区域内压力变化平缓成“面”支撑;腰部支撑不足时,一般特征是腰部区域内压力小于肩部,随着驾乘时间增加,骨盆会前移使腰椎脱离脊柱“S”形的健康弯曲状态;腰部支撑过大时,有“点”支撑的变化趋势,随着驾乘时间增加,胸廓后仰头部调整驾驶所需的眼睛位置,颈部和肩部肌肉处于活跃做功状态易产生疲劳。     

2011款宝马523Li 驾驶员侧座椅加热失效

<正>车型:F18。行驶里程:27000km。故障现象:用户反映车辆的驾驶员侧座椅加热装置失效。故障诊断:接车后首先验证用户反映的故障现象,按下位于空调操作面板上左侧座椅加热按钮开关,开关上的3个绿色的LED指示灯立即点亮,但5s左右,开关上的指示灯又立即熄灭。反复测试几次,一直是这个结果。用手感觉座椅的坐垫和靠背,一直冰凉,没有丝毫加热的效果。按下位于空调操作面板上右侧坐椅加热按钮开关,这个开关是乘客侧座椅的加热开关,开开关且指示灯一直点亮。不一会儿,乘客侧的座椅坐垫和靠背慢慢变热。说明驾驶员侧座椅加热功能失效,乘客侧座椅加热功能正常。座椅加热开关如图1所示。     

客车座椅设计与人体工程学

通过人体工程学分析，探讨了客车座椅的外形曲线、体压分布和几何参数等问题，提出了客车座椅的设计必须和人体工程紧密结合，依据人体的基本尺寸、生理特性和心理反映进行设计。     

An Objective Evaluation Method for the Comfort of Foam Cushion in Vehicle Sea

介绍了评价汽车座椅泡沫坐垫舒适性的物理特性指标和体压分布指标,以及两者之间的关系.研究结果表明,体压分布能综合反映坐垫的舒适性,而物理特性则为坐垫材料的选取提供理论依据.因此在泡沫坐垫舒适性设计和评价中,宜综合使用上述两种评价指标.     

客车乘客座椅座垫频响特性试验研究

本文简述了人体座椅系统的理想频响特性，利用道路随机激励作为输入对客车乘客座椅座垫的频响特性进行了试验测试和分析，结果表明：试验座垫的固有频率在人体敏感频段和悬架固有频率之间，但略高于理想值。建议适当减小座垫刚度，以进一步改善坐垫的动态舒适性。