轿车座椅R点及体压分布仿真计算
汽车座椅的三维建模及模态分析
1 汽车座椅的设计参数1.1 座椅的实体模型及相应参数各种设备和工具等设计对象在适合于人的使用方面，首先涉及的问题是适合人的形态和功能范围的限度。
例如，一切操纵设备都应设在人的肢体活动所能及的范围之内，其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应，而且应尽可能设在人操作方面、反应最灵活的范围之内。
所以研究人体尺寸模型—用人体模型描述人体尺度是非常有必要的。
首先其座椅实体模型如下图：图1.1座椅实物图国家标准GB 10000-88《中国成年人人体尺寸》按照人机工程学的要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据。
标准中共给出了7类47项人体尺寸基本数据。
人体的主要尺寸包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长等6项。
根据有关统计数据，我国人体基本尺寸见如下表1-1表1-1我国人体基本尺寸单位：mm尺寸名称尺寸数值尺寸名称尺寸数值男女男女并且国家标准规定了不同身高等级的成年人坐姿功能尺寸设计的基本条件、功能尺寸、关节功能活动角度、设计图和使用要求。
主要用人体模版来设计和确定坐姿条件下的座椅、工作面、支撑面、调节配件配置是的功效学要求。
进行座椅设计，不能不考虑室内特定的范围和环境。
人体关节的舒适性是进行座椅设计的主要考虑因素。
图1-2表示的是人体各关节之间的关系。
下图1-2为舒适的坐姿关节角度图1.2舒适坐姿角度图1.2 座椅设计的主要要求以及参数座椅的设计要求：有良好的静态特性，即:座椅的尺寸和形状应使人体具有合适的坐姿，良好的体压分布，触感良好，并能调整尺寸与位置，以保证乘坐稳定、舒适，操作方便；有良好的动态特性，以缓和与衰减有车身传来的冲击和振动，保证乘员能较长时间保持坐姿而不感到疲劳。
结构紧凑，外形与色彩应美观、大方，与车身内饰相协调，并尽可能减轻房量，降低成本，有良好的结构工艺性。
座椅设计的主要参数有：座垫深度、座垫宽度、座垫高度、座垫角度、座垫与靠背的夹角、靠背宽度、靠背高度。
1、椅面高度：椅面高度应使乘员员大腿接近水平、小腿自然放置，根据经验取高度为350mm。
改善汽车座椅静态舒适性的数值模拟方法研究
改善汽车座椅静态舒适性的数值模拟方法研究引言汽车座椅静态舒适性是汽车乘坐体验中非常重要的一个方面。
一般来说，汽车座椅的静态舒适性主要指的是乘客在静止状态下乘坐座椅时感受到的舒适度，这与所使用的座椅材料、构造和设计密切相关。
为了提高座椅的静态舒适性，需要使用科学的方法进行研究和优化。
本文将介绍一种改善汽车座椅静态舒适性的数值模拟方法。
第一章座椅压力分布的量化分析座椅压力分布是影响座椅静态舒适性的重要因素之一。
座椅的压力分布通常可以通过传感器测量得到。
为了对座椅的压力分布进行量化分析，需要建立一个座椅传感器测量系统，并进行数据采集和处理。
通过对座椅压力分布的量化分析，可以为下一步的优化设计提供数据支持。
第二章座椅材料参数的选择和优化设计座椅静态舒适性的好坏与所使用的材料和构造密切相关。
为了改善座椅的静态舒适性，需要选择合适的座椅材料，并进行优化设计。
在选择座椅材料时，需要考虑材料的刚度、弹性模量、压缩性能、导热性等因素。
在优化设计中，可以通过调整座椅的曲面形状、填充物的种类和分布等方式来改善座椅的静态舒适性。
第三章座椅结构参数的数值模拟和优化设计座椅结构参数的数值模拟和优化设计是实现座椅静态舒适性改善的关键步骤。
在进行数值模拟前，需要建立一个座椅模型并进行几何参数建模、划分网格等预处理工作。
采用ANSYS等有限元分析软件进行数值模拟，可以对座椅结构参数进行优化设计。
通过优化设计，可以得到座椅结构参数的最优取值，并对座椅的压力分布、应力分布等进行分析。
第四章座椅静态舒适性实验验证座椅静态舒适性的实验验证是确定座椅的静态舒适性是否可以满足设计要求的重要环节。
在实验过程中，需要将所研制的座椅样品安装在专用检测台上，通过电子称、压力板等测试仪器对座椅的压力分布、形变量、变形度等进行测试。
实验结果可以反馈到数值模拟设计中，以进一步优化座椅的设计。
结论通过对汽车座椅静态舒适性数值模拟方法的研究，可以对座椅压力分布、材料参数、结构参数等进行优化设计，以提高汽车座椅的静态舒适性。
汽车座椅有限元建模与计算
收稿日期:2004-07-22作者简介:王宏雁(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,工学博士,副教授.E 2mail :why 2sos @汽车座椅有限元建模与计算王宏雁,张 丹(同济大学汽车学院,上海 200092)摘要:采用“壳-体单元相结合”的方法建立座椅计算机辅助分析(CAE )模型.利用Ansys 软件计算了座垫弹性,与座椅试验的力-变形曲线对比,以验证建模与材料定义的正确性.另外还利用正面模拟碰撞中乘员的运动响应,分析了座椅材料的软硬程度对乘员伤害指标的影响.关键词:汽车座椅;有限元;建模;计算中图分类号:U 270.2 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2004)07-0947-05Modeling and Simulation with Finite ElementMethod in Vehicle SeatsW A N G Hong 2yan ,ZHA N G Dan(College of Automobiles ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )Abstract :Establish the computer 2aided engineering model of car seat with the methods “shell and solid elements combining ”,calculate the elasticity of seat with pared with the “force 2distortion ”curve of seat test ,we examine the validity of modeling and the definition of materials.The influence of seat softness to the injury index of the driver in frontal crash is also discussed.Key words :car seat ;finite element method ;model building ;simulation 汽车座椅不仅要能够支撑乘员身体的重量,减轻乘员的疲劳以满足主动安全性要求,还要求能与安全带和安全气囊匹配,对乘员定位,缓解碰撞的强度,使乘员的损伤指标达到最小,以满足被动安全性要求[1].在汽车碰撞安全性模拟分析过程中,乘员约束系统的作用不可忽视,所以作为系统因素之一的汽车座椅的建模方法以及它对碰撞模拟分析精度的影响值得探讨.1 座椅模型的建立在整个有限元求解过程中最重要的环节是有限元前处理模型的建立.这一般包括几何模型、网格划分、添加约束与载荷以及定义材料等.它直接影响着碰撞仿真的计算精度和效率.建模的基本原则是准确性,为了保证计算精度,模型必须能够如实反映座椅的几何特性和力学特性.为了提高模拟计算的效率,在建模时还必须考虑单元类型、数量和质量等因素.座椅有限元模型的建立原则为(1)在保证计算目的和精度的条件下,适当简化模型.(2)合理选择单元类型,减少输入数据量和计算时间.(3)合理控制单元大小,相应分配模型单元数.1.1 壳单元的选取第32卷第7期2004年7月同济大学学报(自然科学版)JOURNAL OF TON G J I UN IVERSITY (NATURAL SCIENCE )Vol.32No.7 J ul.2004壳单元的选取应从精度、效率以及对几何型面进行离散化时的方便性和准确性加以考虑.H Y2 PERM ESH软件提供了103,104,106,108号等多种壳单元类型,座椅骨架有限元模型通常采用三角形(103号)和四边形(104号)壳单元.从几何模拟角度看,采用三角形单元进行空间型面离散化,较为灵活、方便、准确,尤其易于逼近复杂的过渡面,在许多CAD/CAM软件中常常采用三角形单元,用作基本的离散化单元,但在有限元分析中,三角形单元的计算精度和准确度较差[2].四边形单元具有较高的精度和准确度,可以有效保证座椅有限元模拟计算与实车碰撞结果的一致性,但四边形单元的计算效率比较低,需要较长机时才能完成模拟计算.建立座椅有限元模型时,尽量采用了四边形单元,尤其是对于座垫、靠背、底座骨架等关键受力部位,全部采用四边形单元划分网格;个别尺寸、形状变化较大的区域,如座椅侧两表面相交处,采用了少量三角形单元.三角单元的比例控制在占总单元数的10%以下(如图1).1.2 体单元的选取H YPERM ESH软件提供了204,206,208,210,215,220等多种体单元类型,根据国外体单元建模经验与笔者的研究结果,座垫、靠背和头枕泡沫的建模选用六面体单元(208号),质量较四面体单元好,而且计算速度快(如图2).图1 骨架底板CAE模型Fig.1 CAE model of skeletonplate图2 座椅头枕CAE模型Fig.2 CAE model of headrest1.3 单元质量的控制根据经验和计算精度的要求,确定控制单元质量原则,见表1.表1 单元质量原则T ab.1 Principle of element qu ality壳单元体单元共用参数warpage(翘曲度)<5.0°<5.0°aspect(单元长宽比)<5.0<5.0 skew(弯曲度)<60.0°<60.0°Length(单元长度)>7.5mm>20mm Jacobian(雅克比)>0.7>0.7tet collapse>0.5 tetra AR<5.0对四边形单元min angle(最小角度)>45°max angle(最大角度)<135°对三角形单元min angle(最小角度)>20°max angle(最大角度)<120°对四边形单元面min angle(最小角度)>45°max angle(最大角度)<135°对三角形单元面min angle(最小角度)>20°max angle(最大角度)<120° 座椅有限元模型如图3～5所示.1.4 模型各部分的连接座椅骨架部分构件是通过焊接装配的,这就涉及到零件焊接工艺的模拟.目前,在有限元计算中对焊接的模拟主要有杆单元连接法、公用单元法和公用节点法等3种比较成熟的方法,如图6～8所示. 公用节点法是一种比较简单的焊接模拟方法,即在焊点位置将所对应的2个零件的单元节点连接起来,两单元公用同一节点,从而模拟焊点的连接功能.杆单元连接法是指在焊点位置采用一无质量的849 同济大学学报(自然科学版)第32卷 刚性杆单元将对应位置的2个节点连接起来.刚性的杆单元约束住所连接的节点,使其具有相同的自由度,以模拟实际焊点的焊接功能,并且还可以定义杆单元承受的轴向力极限和剪切力极限,当超过极限力时,杆单元的约束功能消失,从而模拟焊点失效.公用单元法则可以单独定义公用单元的材料特性,以模拟实际焊接处的金属材料特性,同时也可定义相应的焊接失效条件,因此,这种方法可以对焊点实现精确的模拟,但是工作量十分巨大,不仅需要对焊点作专门的材料试验,而且在有限元网格处理方面也具有一定的难度.比较3种焊接模拟方法,公用单元法虽然最精确,但工作量过于巨大,而且相应的试验会大大增加研究的时间和费用,对本课题而言不适合;公用节点法精度次之,相对也较为简单,零件模型之间吻合精度较高,因公用节点产生的单元翘曲问题比较少,所以在座椅各部分连接时选用了这种方法.1.5 计算模型的定义本课题选用了PAM2CRASH软件进行模拟碰撞分析,所以在它的前处理软件中建立座椅的计算模型.1.5.1 材料参数选择座垫泡沫选用21号材料(elastic foam with hys2 teresis);座椅外包层选用103号材料(iterative elas2 tic plastic);座椅骨架壳单元采用100号材料(null material for shell element),具体参数参考国外公司提供的数据.1.5.2 接触定义人体模型与座椅的接触采用“面对面”方式,即利用软件提供的33号surface/surface接触,对假人臀部和座垫上表面之间的接触、假人背部和靠背内侧表面之间的接触作定义.座椅泡沫自接触(seat2 self)采用边缘处理自接触方式,即软件所提供的36号(self impacting with edge treatment)接触.2 座椅有限元模型的验证通过网格划分和结构连接,将整个座椅离散为4079个壳单元,2955个体单元,建立了完善的座椅CAE模型(见图9).由于座椅CAE模型是经一些简化后得到的,简化过程是否合理,各部分连接是否恰当,尤其是材料的定义是否准确,直接关系到后期碰撞模拟的真实性和可靠性.所以,必须对座椅CAE模型进行静态计算验证.厂方提供了座椅的加载与变形试验曲线,因此,模型静态计算验证实际就是利用软件进行加载与变形的模拟,考察计算数据是否与实际试验结果相符.本课题采用了Ansys软件.对单元进行定义,包括单元类型、实常数、材料特性等.其中骨架和外包壳单元选用Shell63号单元,泡沫体单元选用Solid 45号单元,见图10.根据座椅通常受力情况,对座垫内固定区域加949 第7期王宏雁,等:汽车座椅有限元建模与计算 载,见图11,每个节点受力均匀.加载节点数为132;面积为400mm ×400mm ;载荷以50N 为步长,从10N 依次增加至650N ,每次加载位置不变.对比计算与试验结果可知:模拟计算结果与试验曲线总的走势基本相符.但在同一载荷作用下,模拟计算的座椅泡沫变形量比真实座椅产生的变形要大一些.在载荷为600N 时,最大相对误差为29.8%(见图12).说明模型对座垫泡沫材料的定义偏软.图12 计算结果与试验曲线对比Fig.12 Curve comparison betw een simulation and test3 座椅材料的软硬程度对碰撞安全性分析的影响 如前所述,在座椅的计算模型建立过程中,座椅材料的定义由于没有试验条件,所以参考了国外汽车公司的试验和经验数据,静态计算结果也表明,所定义的材料偏软.因此必须对材料参数是否会影响最终的整车乘员约束系统的运动响应模拟分析精度[3]进行研究.笔者通过对比不同的座垫泡沫材料在碰撞时对乘员造成的伤害指标,来验证座垫泡沫材料定义的可靠性.根据国家标准,选取假人头部伤害指标I HIC 值、胸部综合加速度a 3ms 、大腿轴向受力F 等3项伤害指标作为评价标准.应用Pam 2crash 软件输入现有座椅泡沫材料,进行正面模拟碰撞,得到乘员的3项伤害指标.然后,用乘员的定位参数定义,在不改变乘员初始定位H 点坐标的前提下,改变座椅座垫泡沫的材料特性,保持应变相同,分别将应力值增加至原来的2倍或者减少至原来的1/2,再次进行模拟碰撞,得到乘员的伤害指标与原来的数值进行比较.3种不同材料对乘员的伤害指标的变化规律,见图13～15.图13 I HIC 值及加速度曲线Fig.13 Curve of I HIC and acceleration59 同济大学学报(自然科学版)第32卷 图14 a 3ms 值及加速度曲线Fig.14 Curve of a 3ms andacceleration图15 腿部受力曲线Fig.15 Axial force curve of the leg 通过以上3种指标的比较,可以看出它们的最大峰值和出现的时间历程都相差无几,由此可知:若座椅泡沫材料相同,仅它的软硬程度不同,对于正面模拟碰撞中乘员的伤害程度的影响很小.其原因在于:座椅的软硬程度的改变,主要影响到了乘员在垂直方向受到的作用力,对正面碰撞过程中乘员由于惯性产生的纵向运动影响不大.图16所示的是在正面碰撞过程中,座椅受最大纵向碰撞力和乘员重力作用下的变形模拟情况.图16 70ms 时座椅变形形状Fig.16 Deform shape at 70ms4 结论采用“体-壳”结合的方法对汽车座椅进行有限元建模的研究是成功的,经试验验证和计算研究这种方法独特且有效,所建模型合理可靠.总的来说,座椅在整车运算过程中,值得注意的因素是体单元质量,提高六面体单元的比例能保证运算的稳定性;其次是材料的定义问题,应与静态试验结果尽量吻合,运算更合理.参考文献:[1] 姚卫民,孙丹丹.汽车座椅系统安全性综述[J ].汽车技术,2002,(8):5-8.[2] 高广军.有限元三维实体与壳单元的组合建模问题研究[J ].中国铁道科学,2002,23(3):52-54.[3] 龚 剑,张金换,黄世霖,等.PAM 2CRASH 碰撞模拟中主要控制参数影响的分析[J ].振动与冲击,2002,21(3):18-20.(编辑:张 弘)159 第7期王宏雁,等:汽车座椅有限元建模与计算。
基于体压分布的汽车座椅静态舒适性研究
摘要座椅作为汽车直接与驾乘人员接触的重要子系统，其舒适性是座椅设计制造过程中必须考量的重要因素，近年来随着国民生活水平的提高，人们对汽车座椅的乘坐舒适性也提出了更高的要求。
体压分布作为座椅舒适性客观评价的重要方法，其与主观舒适性之间的关系存在复杂性和高非线性的特点，本文利用智能优化算法探究客观评价与主观评价之间的定量关系，构建了汽车座椅舒适性预测模型，并与座椅有限元仿真模型相结合，对座椅泡沫方案的筛选进行应用，为汽车座椅舒适性的设计和评价提供更加简便、精确、高效的方法。
首先进行了汽车座椅静态舒适性主客观评价试验，设计了包含人体各部分区域在内的舒适性主观评价表，通过主客观评价试验获得了体压分布数据和区域舒适性主观评价。
采用相关性分析方法对体压指标进行了筛选，获得了10个体压指标，并对所得体压分布数据进行正态性检验。
运用层次分析方法对主观舒适性评价项做了权重分析，获得了13个主观舒适性评价项的权重系数，通过权重系数计算出整体舒适性评价结果。
然后利用人工蜂群算法优化后的BP神经网络（ABC-BP）来预测座椅的舒适性的方法，将舒适性主客观评价试验所获得10个体压指标作为输入，整体舒适性评价作为输出，构建了基于ABC-BP的座椅舒适性预测模型。
试验所得176个样本数据中的89%作为模型的训练部分，11%的数据作为模型验证，将预测结果与真实值相比较。
ABC-BP预测模型的均方误差MSE为0.0019，确定性系数R2为0.946，比传统BP神经网络预测模型得到的MSE降低了84.68%，R2提高了42.5%。
结果表明利用人工蜂群算法优化后的BP神经网络所建立的汽车座椅舒适性预测模型稳定性更强、预测效果更加精准。
最后建立了座椅有限元仿真模型，通过对三种不同泡沫硬度的座椅进行了体压分布仿真分析，并将体压分析数据作为输入，利用基于ABC-BP的座椅舒适性预测模型预测了三种泡沫硬度座椅的舒适性评分。
实际证明，座椅有限元仿真模型结合基于ABC-BP的座椅舒适性预测模型，能够在座椅设计初期对泡沫舒适性进行预测，实现对不同设计方案的评价。
轿车座椅的结构设计课件资料
河北工业大学毕业设计说明书作者：盖梦林学号： 100258 学院：机械学院系(专业)：车辆工程题目：轿车座椅的结构设计指导者：刘璇讲师评阅者：2014年5 月 25日毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 国外发展现状 (3)1.3国内发展现状 (4)1.4未来发展趋势 (4)1.5研究该课题的目的与意义 (5)2汽车座椅的基本设计 (5)2.1汽车座椅的功用 (5)2.2座椅的设计要求 (6)2.3人机工程学在座椅设计中的应用 (6)2.3.1我国成年人的人体构造尺寸 (6)2.3.2坐姿人体尺寸与生理特性 (7)2.3.3人体水平尺寸 (11)2.3.4座椅各结构的作用与设计要求 (12)2.3.5人体H点的确定 (15)2.4汽车座椅的主要设计参数 (17)3汽车座椅各组成部分的结构设计 (20)4 汽车座椅的强度要求与部分位置的强度校核 (29)4.1强度要求 (29)4.2部分部位的强度校核 (31)5汽车座椅外观设计 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论1.1 引言自上个世纪诞生以来，汽车行业已经走过了风风雨雨的一百多年，这一百多年的汽车发展速度确实十分惊人，从卡尔本次制造的第一辆汽车到现在，汽车已经发生了翻天覆地的变化，应从一种实验性的发明转为关联产业最广，工业技术波及效果最大的综合型工业。
随着近些年我国的快速发展，人民生活水平随着水涨船高，现在汽车保有量持续上涨，据某汽车资讯网站报，中国2012年末全国民用汽车保有量达12089万辆（包括三轮汽车和低速货车1145万辆），比上年末增长14.3%。
私人汽车保有量增长依然显著，去年中国私人汽车保有量达到9309万辆，增长18.3％。
民用轿车保有量5989万辆，增长20.7％，其中私人轿车保有量5308万辆，增长22.8％。
随着生活节奏的大大提高，人们在汽车中的时间也越来越长，汽车的安全舒适大大影响驾乘人员的安全，而同时，汽车交通事故与伤亡人数也直线上升，据统计，仅2012年全年，全国接报涉及人员伤亡的路口交通事故4.6万起，造成1.1万人死亡、5万人受伤，分别上升17.7%、16.5%和12.3%。
汽车座椅体压分布研究
汽车座椅体压分布研究作者：刘鹏等来源：《汽车科技》2015年第02期摘要：在汽车人机工程学中，通过汽车座椅体压分布检测，研究影响体压分布的若干汽车座椅结构因素，在汽车座椅结构设计过程中，关注这些影响体压分布的设计要点，优化结构使人与座椅接触界面的压力分布变化均匀平缓，提高乘坐舒适性。
关键词：汽车座椅；体压分布；舒适性中图分类号：U463.83 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2015）02-0023-05Abstract： According to the principle of ergonomics and the results of body pressure distribution tests， factors of seat structure which affect the body pressure distribution are studied. In the process of seat designing， more attention shall be paid to those influencing factors， so as to optimize seat structure， make body pressure well-distributed in the man-machine interface and improve ride comfort.Key Words： vehicle seat； body pressure distribution； seating comfort1 前言随着汽车的普及，人机工程研究在汽车领域的重要性越来越高，并且应用范围越来越广。
汽车设计是否符合人机工程的要求，这不仅关系到有效利用车内空间、提高乘用舒适性、提高效率，而且会影响整车内外造型和尺寸参数，进而影响整车性能和市场竞争力。
因此进行汽车人机界面设计方法的研究已成为人机工程学研究的一个重要课题。
实验七 坐姿压力测试实验
实验七座椅表面压力测试实验一、实验目的（1）通过实验使学生掌握表面压力测量方法，能对TEKSCAN软件和硬件熟练使用，获取坐姿作业过程中的人体的压力参数并进行分析处理。
（2）找出影响座椅表面压力的关键因素，并对其进行评价。
二、实验说明在各种作业形式下，人体与接触面的压力分布会对作业者自身的舒适感受产生影响。
因此，压力测试实验在人因工程学中应用广泛，是一项非常重要的实验。
而随着现代化办公方式的不断发展，坐姿成为大部分人的主要作业形式，座椅的舒适性会影响作业者疲劳状态，因此，获得人体在座椅上的压力分布数据，可以改善座椅的设计。
三、实验仪器Tekscan 人体压力量测系统（BPMS）Tekscan公司生产的人体压力量测系统广泛用于量测人体在汽车座椅和办公椅上的压力分布情况，获取的信息可以用来改进座椅的设计，提高舒适性。
Tekscan压力分布测试及分析系统该系统使用独特的柔性薄膜网格压力传感器，能够对任何接触面之间的压力分布进行动态测量，并以直观、形象的二维、三维彩色图形显示压力分布轮廓和数值，进而做出评估。
Tekscan 人体压力量测系统这套系统包括了USB数据撷取器、操作软件和薄膜压力感测片(感测垫)。
此套系统所搭配的感测片,其空间分辨率最高可达每平方公分分布一个感测点，每片感测片可包括高达2,016个感测点。
并且，系统可扩充及支持多组感测片同时操作，最多可扩充到同时处理16,128个感测点。
而感测片细薄的厚度，能够被便捷地安装在测体上，却不破坏原始接触表面的性质。
这些特色使得该设备能够精准地测量局部压力的峰值，以及整体压力的分布状态。
体压分布就是当人坐在座椅上，座椅对人体各部分压力的大小及其分布状态。
一般而言，常用体压分布的各项数据是座椅舒适度评价的依据之一。
常用的体压分布的指标有最大压力、平均压力、最大压力梯度、平均压力梯度、不对称系数、纵向压力分布曲线和纵向力矩分布曲线等。
四、实验内容1、设计合理的作业任务：本次实验任务为模拟办公室文员的坐姿作业；2、被试选择：坐姿压力测量任务需要选择20余名健康的被试，本次实验仅以一人为例；3、数据获取：运用Tekscan压力分布测试系统获取坐姿作业过程中的人体的压力参数；4、数据分析：对获取的数据进行分析并加以评价。
安全汽车座椅设计与碰撞力学仿真分析
安全汽车座椅设计与碰撞力学仿真分析随着汽车的普及和交通事故的频繁发生，汽车的安全性越来越受到人们的关注。
其中，安全汽车座椅的设计对于人类的生命安全至关重要。
本文将会从碰撞力学的角度来探讨安全汽车座椅的设计以及仿真分析，以期为汽车制造商提供有益的参考。
第一部分：安全汽车座椅的设计原理为了使汽车乘客在发生碰撞时能够最大限度地避免受到伤害，安全汽车座椅的设计应遵循以下原则：1. 够结实：安全汽车座椅必须具备足够的结实性，使其能够承受车辆发生碰撞时的冲击力。
座椅的顶部和侧部的结构必须能够承受来自多个方向的冲击。
2. 能缓冲：安全汽车座椅的设计还应考虑如何缓冲车辆碰撞时产生的冲击力。
座椅的底部和背部应配备能够缓冲冲击的护垫。
3. 稳定舒适：座椅不仅要够结实和能缓冲，还要稳定舒适。
座椅的设计应遵循人体工程学原理，以保持乘客在坐姿时的合适姿势，使其身体在发生碰撞时不会扭曲或扭伤。
4. 隔离：安全汽车座椅的设计还应考虑碰撞时乘客受到的惯性力和外部环境对人体造成的损伤，以此设计出能够隔离乘客的座椅结构。
第二部分：碰撞力学仿真分析碰撞力学仿真是评估汽车座椅设计的最佳方式之一。
它可以通过计算车辆轻微碰撞时的情况来检查座椅的耐久性和可靠性，发现潜在的设计缺陷，从而做出改进。
而以下3D仿真模拟可用于对安全汽车座椅做出具体评价：1. 静态仿真：这种仿真模拟用来计算汽车座椅承受其设计负载所需要的支持。
它会模拟重力、扭曲和压缩等因素来完成这一任务，以求确认座椅是否稳定舒适。
2. 动态仿真：这种仿真可以通过模拟车辆运动来模拟汽车座椅在发生碰撞时的情况。
它通过采用非线性数学模型，研究碰撞时座椅和乘客身体的响应，以求确认座椅既能够支持身体，也能够吸收能量，保护乘客。
3. 优化仿真：这种仿真模拟在汽车座椅的设计阶段使用，在模拟过程中，计算机会将最佳的座椅模型与基于优化的算法相结合，以提高设计的效率。
第三部分：未来安全汽车座椅的发展趋势随着科技的不断发展，未来安全汽车座椅将会出现以下趋势：1. 无需安全带的座椅：将来可能会出现座椅采用气体操作，无需安装安全带，其底部可移动式垫子可以承受碰撞产生的冲击。
座椅温觉特性与坐姿体压分布的实验研究
座椅温觉特性与坐姿体压分布的实验研究周敏【摘要】：座椅是室内坐姿活动的必要家具,其舒适程度极大的影响着人们的工作效率与休息质量。
西方国家投入了大量的人力物力对座椅的舒适性进行了研究,近年来我们国家也开始了这方面的研究。
本文研究了人与座面间的温度特性以及人在不同坐姿时的压力分布情况,得出实验室条件下的结论如下。
一、人与座面间的温度实验⑴人与座面接触的界面上,被测点在前5分钟内温度呈直线上升趋势,5分钟后呈缓慢上升趋势。
一般在40～60分钟时温度不再发生变化。
⑵座面的中心测点温度最高,两大腿测点温度基本一致,两坐骨结节点温度基本一致。
且坐骨结节点温度略高于大腿测点,这可能和坐压有关,坐压大的部位和人体接触紧密,温度上升更快。
⑶室温较低时,这几种材料在低室温时基本满足热舒适性要求,其中木质材料在刚落座时感觉稍冷,5分钟后即可适应。
⑷室温较高时,人与座面接触很短的时间内,界面温度即上升至28℃以上,至60分钟时,温度高达34℃。
虽然人与木质座面的接触温度与其它材料的非常接近,但是人却没有像坐在其它材料上一样产生闷热感,这应该和木质座面良好的透湿性能有关,说明人与木质界面的湿度要低于人与织物界面之间的湿度。
因为随着湿度的增加,人所感觉到的温度也随之增加。
⑸现有关于座椅材质导热、透湿性能的标准均为限定其小于某定量值,未能与其使用者人的主观感受联系起来,在这里针对座椅材料的热舒适性研究提出了新的实验方法。
因为人在使用座椅时,虽然与人直接接触的是座面材质,但其导热、透湿性还与下面的海绵等材料的性能紧密相关。
综上所述,实验采用的几种座椅的材质在室温较低(13～16℃)时,基本满足人的温度舒适性要求,但是当室温较高(20～22℃)时,几种织物面料使人落座时产生闷热感,说明其透湿性能达不到要求。
因为室温20～22℃属于使人舒适的环境温度范围,一般不会开启制冷空调,所以如果在这个温度下人在落座时产生闷热感会导致局部的不舒适乃至疾病的发生,故在此对部分常用座椅织物面料的湿度特性提出了要求,希望其具有良好的吸湿、透湿性能,使得使用者在出汗时,能够及时排散,保持座椅干燥,不残留热湿空气。
座椅体压分布仿真分析与评价
[ Ａｂｓｔｒａｃｔ] Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｈ￣ｐｏｉｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ ( ＨＰＭ) ꎬ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｂｏｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕ￣ ｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅａｔ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ. Ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆｏａｍ ａｎｄ ｆａｂｒｉｃ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｏｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅａｔ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｎｓｉｌｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｅｓｔｓ. Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅꎬ ａｖｅｒａｇｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅꎬ ｃｏｎｔａｃｔ ａｒｅａ ａｎｄ ｗｅｉｇｈｔ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｇｉｏｎｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｒｕｌｅ ｏｆ ｂｏｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎꎬ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｓｈｏｕｌｄｅｒꎬ ｗａｉｓｔ ａｎｄ ｔｈｉｇｈ ｏｆ ｔｈｅ Ｈ￣ｐｏｉｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ. Ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １０％ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅａｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｆｆｅｃ￣ ｔｉｖｅ.
基于MADYMO的汽车座椅舒适性仿真研究
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｏ ｉ ｌ Ｃａ ｒ Ｓｅ ａ ｔ Ｃｏ ｍｆ ｏ ｒ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｏ ｉ ｌ Ｍ ＡＤＹＭ ｏ
ＹＵ Ｘｉ ａ ｏ － ｂ ｏ，ＧＵＡ Ｎ Ｊ ｕ 体参 数 和 ３ Ｄ Ｈ装 置 ， 而且 需 要 消耗 大 量 的 时 间和资 金 。 当前 主要 是 根 据 行 业 经 验设 计 汽 车
座椅 ， 无法 在 设 计 阶 段 预 测 Ｒ 点位 置 和 体 压 分 布 情
况， 且 实 际试 验 中模 型 需要 不 断 调 试 、 测试、 再塑、 实
２ ０ １ ３年第 ９期
文章编 号 ： １ ０ ０ ６ － ２ ４ ７ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ － ０ ２ １ ５ － ０ ４
计 算 机 与 现 代 化 Ｊ Ｉ Ｓ Ｕ Ａ Ｎ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｘ Ｉ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｉ ＨＵ Ａ
总第 ２ １ ７期
基 于 ＭＡ Ｄ Ｙ ＭＯ的汽 车 座 椅舒 适 性 仿 真研 究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ａ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｓ ｐ ｉ ｎ ｅ ，ｂ ｏ ｄ ｙ ｐ ｒ ｅ ｓ － ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｏ ｆ ｄ ｕ ｍｍｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｏ ｆ ＭＡＤ ＹＭＯ ｉ ｓ ｃ ａ ｒ — ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｏ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ａ ｔ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｄ ｙ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｆ ｏ ｄ ｕ ｍｍｙ ｍｏ ｄ ｅ １ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＭＡＤ ＹＭＯ ；ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｅ ａ ｔ ；ｂ ｏ ｄ ｙ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｐ ａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｆ ｏ ｒ ｔ
座椅压力分布测试方法
座椅压力分布测试方法
座椅压力分布测试方法包括以下步骤：
1.调整座椅座面高度为H，电脑连接体压分布测量仪，将压力传感器展平铺在于实验
座面上，切忌折叠和凹凸不平。
2.受试人员待电脑显示传感器数据平稳后，轻缓坐于座面上，身体放松，双臂自然垂
下，前臂和手掌由大腿支撑，掌心朝下贴在大腿表面，注意背部不得接触椅背。
3.测试过程中受试者可小幅度调整坐姿，最终数据不影响测试结果视为有效，整个过
程持续5min。
4.使受试者继续保持原位不动，同时拿开压力传感垫，使受试者在充分感受测试用椅
15min的同时根据其所感受的舒适情况填写主观评价表。
5.受试者轻轻起身离开，紧接着进行下一位受试者实验。
受试者需要在离开前完成主
观评价表。
6.当10位受试者均完成该高度座高体压分布实验后，将座椅调整至下一高度H+25mm
的座高，重复以上流程。
请注意，以上步骤仅供参考，具体测试方法可能因不同的测试设备和目的而有所不同。
同时，测试过程中需要确保测试人员的安全和舒适，避免长时间保持同一姿势或过度用力等情况的发生。
汽车座椅舒适性试验解读之体压分布
汽车座椅舒适性试验解读之体压分布1. 试验目的通过测试员自然地坐在座椅上，获取座椅表面各个测点的压力值。
基于最大压力、平均压力、最大压力梯度、平均压力梯度、接触面积、总压力等指标，评价座椅的静态舒适性能。
该试验是目前与乘员舒适性主观评价相关性最好的试验。
2. 试验设备该试验需用到压力分布测试系统，该系统由压力毯、数据采集系统、数据分析终端组成。
压力毯为柔性织布，传感器阵列式安装在织布上，以Xseoner LX100/210系列的压力毯为例，每隔小方格代表一个长宽12.7mm的测点，传感器的压力范围为0.7-27Kpa，当测点压力小于阈值时压强数据显示为零。
压力毯将压力信号转换成电信号，然后通过数据采集系统进行滤波和量化编码，最后通过计算机进行数字信号分析和处理，输出体压数据，对压力分布进行量化和可视化，将传感垫上的压力以2D平面彩图的形式输出。
3. 试验方法将测试座椅安装在整车上，或者依照在车辆中的实际安装情况固定。
将坐垫压力毯铺设于座椅上，保证压力毯铺满整个座椅，且表面表面平整、左右对称无褶皱。
测试员乘坐到座椅上，调节座椅位置到合适位置，脚放到脚踏板或者车身地毯上，双手放置在双腿或者方向盘上，测试员臀部与坐垫充分接触，身躯处于自然放松状态倚在靠背上，测试过程中保持姿态不变。
然后开始采集数据，为了保证数据准确性，采集时长至少5分钟。
测试员的体型一般要包含如下三种，•05%的女性：身高150±5cm，体重47±10kg•50%的男性：身高175±5cm，体重75±10kg•95%的男性：身高185±5cm，体重98±10kg4. 数据分析该试验一般性的评价准则：对于座垫，以坐骨节处承受的压力最大，同时以坐骨节处为中心向四周不断减少，直到座垫前端和大腿接触处趋于最低值，膝盖后面腘窝不受压，没有突变的峰值出现，左右两侧的压力对称，具有较好的包裹性。
汽车座椅舒适性试验体压分布测量
汽车座椅舒适性试验——体压分布测量
周剑
奇瑞汽车股份有限公司，芜湖，２４１００９
摘要：汽车座椅舒适性是一个复杂的主观概念，受到的影响因素很多，并且这些因素具有动态特性，随着人的心情、天气等一些变化因素，人的主观感受都可能是不一样的。
目前国内没有完整系统的测试标准，本文主要是通过体压分布的测量来对座椅的舒适性进行研究探讨。
关键词：汽车座椅舒适性；体压分布
椅靠背舒适性
部空间
椅靠背柔软性
椅靠背侧边宽度椅靠背侧边位置椅靠背对肩部支｛
ｌ研究成果，最合ｊ！和靠背上，但不要］应该对称分布。
一
面形状的和ｊ勺受力面积。
受力面积为
的看出压力榜分布。
从图５１医力变化的情２
：反映了人体受力的分彳『度、形状等集合物理特
一个比较理想的纵向压：。
（完整word版）汽车座椅“H点、R点”的作用及其测量
（完整word版）汽车座椅“H点、R点”的作用及其测量汽車座椅“H点、R点”的作用及其测量一.测量“H点”的目的用于确定汽車中乘坐位置的“H”点和实际靠背角的检验测量数据，与車辆制造厂给出的设计技术要求之间的关系。
二.“H”点和“R”点及其关系“R”点也称作乘坐基准点，是車辆制造厂为每一个乘坐位置规定的设计点，也是車辆内部空间及内部设置的主要设计基准之一。
“R”点的位置是相对于車辆三维座标系来确定的。
“H”点在理论上是与“R”点相一致，但实际测得的“H”点值，总是与图面上给出的数值有些偏差，这个偏差值是多大，在《CMVDR217：2000》机动車设计规则中已有明确规定，即“H”点实测位置应在X水平方向与Z垂直方向均为50mm且对角线交于“R”点的正方形内，实际靠背角与设计靠背角偏离应小于5度，满足以上条件即符合相关标准。
在实际生产中，轿車座椅的“H”点及靠背角允差，按車型、生产厂家、执行标准的不同而各有差异，但相同的是都比标准要求严很多。
例如神龙公司生产的富康系列轿车“H”点允差，在X方向只能－15mm；Z方向只能＋15mm，靠背角22±1.5°；而我公司生产的福美来系列轿車“H”点在X和Z方向允差均为±10mm，靠背角允差则为±1°，随着汽車行业竟争日趋激烈，各汽车座椅厂技术水平不断提高，可以预言，“H”点和靠背角的允差将会愈来愈小。
三.三维“H”点人体模型——3—DH装置3—DH装置是用于测量汽車座椅“H”点和人体躯干角实际位置的一种专门装置，它代表着某一百分位标准人体的立体模型，这种测量装置和测量方法已经国际标准化，(详见ISO/6549)3—DH装置的各部尺寸、质心位置、加载重量、摆放程序等都作了严格规定(详见《CMVDR217：2000》)在测量过程中必须遵照执行。
目前世界各国通用的3—DH装置整体重量为76KG，相当于美国50％百分位、身高1.74M标准男子的体重，但各地区、各国家50％百分位成年男子身高体重都不一样，如美国身高为1.74M体重76KG；日本身高为1.67M 体重61KG；中国身高为1.688M体重62KG。
基于体压分布的汽车座椅振动舒适性评价
基于体压分布的汽车座椅振动舒适性评价
高开展;罗巧;张志飞;徐中明
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2022(44)12
【摘要】为采用人-椅接触面的体压分布来表征汽车座椅的振动舒适性,在6种不同幅值的低频垂向激励下,以12名受试者为对象,进行汽车座椅振动舒适性主客观试验,以获得体压分布指标。
对振动加速度和体压分布的测试结果进行分析,以提取加权加速度均方根值、平均压力均值、最大压力均值和平均压力变化率与法向力变化率的均方根值等客观评价指标。
运用非参数统计方法对主客观指标进行相关分析,结果表明,平均压力均值、最大压力均值与主观不舒适性评分的相关性较弱
(β=0.26,0.10),而平均压力变化率和法向力变化率的均方根值与主观不舒适性评分具有较强的相关性(β=0.83,0.85)。
最后利用史蒂文斯幂定律对主客观参量进行关联性分析,结果表明,与加权加速度均方根值指标相比,平均压力变化率和法向力变化率的均方根值与主观不舒适性评分均具有较高的关联性(R~2>99.0%),可作为体压分布评价指标来表征汽车座椅的振动舒适性。
【总页数】9页(P1936-1943)
【作者】高开展;罗巧;张志飞;徐中明
【作者单位】重庆大学机械与运载工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.基于体压分布的汽车座椅舒适性研究
2.汽车座椅振动舒适性评价
3.基于人体17位压力分布的汽车座椅靠背舒适性研究
4.基于多自由度振动试验台的汽车座椅舒适性研究
5.基于体压分布的汽车座椅舒适性开发
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座椅强度仿真报告
座椅强度仿真报告引言座椅在汽车、飞机和办公场所等各个领域都是必不可少的设备。
座椅的强度是保证舒适和安全的关键因素之一。
为了验证座椅的强度，可以使用仿真方法进行分析和评估。
本报告将介绍座椅强度仿真的过程和结果。
仿真流程1. 建立座椅模型首先，根据座椅的设计图纸和尺寸要求，在计算机辅助设计（CAD）软件中建立座椅的三维模型。
模型应包括座椅的主要组件，如座椅座面、靠背、扶手等。
2. 材料属性设定根据材料的力学性质，为座椅模型中的各个部件设定合适的材料属性。
常用的材料属性包括弹性模量、屈服强度和断裂韧性等。
根据实际情况，可以选择不同的材料来模拟座椅的各个部件。
3. 加载和约束条件设定根据座椅的使用条件和工作环境，设定仿真中的加载和约束条件。
加载条件可以是座椅上的荷载或者外部施加的力。
约束条件可以是座椅与地面的接触、座椅的固定等。
这些条件对于座椅的强度分析至关重要。
4. 网格划分在进行仿真之前，需要对座椅模型进行网格划分。
通过将座椅模型划分为小块的单元，可以将复杂的座椅结构转化为有限元分析中的简单网格结构。
这样可以减少计算量并提高仿真的计算效率。
5. 强度分析根据加载和约束条件，使用有限元软件进行座椅的强度分析。
有限元方法是一种常用的仿真技术，通过离散化和逼近的方式得出座椅结构的应力和变形情况。
在分析过程中，可以根据需要观察不同部位的应力和变形情况，以评估座椅的强度和可靠性。
6. 结果评估通过分析结果，评估座椅的强度性能。
根据预设的设计指标和标准，判断座椅结构是否满足强度要求。
如果结果显示座椅的强度不足，可以进行优化设计或调整材料属性等方式改善座椅的强度性能。
仿真结果根据以上仿真流程，进行了座椅强度仿真。
以下是仿真结果的主要内容：1. 应力分布通过仿真分析，得到了座椅各个部件的应力分布情况。
例如，座椅座面和靠背的应力分布图可以显示出座椅在不同部位的应力水平。
根据应力分布图，可以判断哪些地方可能存在强度不足的问题。
轿车座椅R点预测及体压分布研究
轿车座椅R点预测及体压分布研究
何娟;张学荣
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(031)010
【摘要】以某汽车座椅为研究对象,使用MADYMO软件预测座椅R点,并对体压分布进行研究.基于R点测量的国家标准GB11551-2003《乘坐位置H点和实际靠背角的确定程序》确定R点的预测方法.另外,基于理想体压分布图,采用舒适体压分布特征、最大压力和对称度误差这3个指标来综合评价体压分布的舒适性.在此基础上进行设计参数优化,改变座椅坐垫泡沫刚度进行各种刚度下的仿真计算.计算结果表明:两种预测结果仅相差0.001 m,说明R点预测方法较准确,具有实际应用价值;座椅泡沫刚度在0.8 ～0.9倍区间内,可使不同身材的乘员乘坐最舒适.
【总页数】7页(P43-49)
【作者】何娟;张学荣
【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】U463
【相关文献】
1.基于坐姿体压仿真的25G型硬座车座椅舒适性研究 [J], 肖露
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任金东;刘涛;华猛;刘洪浩
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即没有使人有异物感 的峰值压力 ；６ 压力分布应 （） 左右对称。理想的体压分布如图 １ 所示。 本 文拟 采用 最 大压 力 和平 均 压力 Ｐ 来 评 价 ｖ
体压 分 布 的合 理 性 。从 人 的生 理结 构 看 ， 最大 压 力 的位 置 应 在人 的坐 骨 结 节 部位 ， 则 ． 压 分 布 不 否 体
（． １同济大学 ， 上海 ２ １０ ；． ０ ８４ ２江苏大学 ， 江苏 镇江 ２ ２ １ ） １０ ３
摘
要： 该文利用 ＭＡ Ｙ Ｄ ＭＯ进行座椅参考 点 Ｒ点坐标的预 测 ， 并分析 了不同百分位假人模 型的体压分布情况 ；
针对 ５ Ｏ百分位的 多体假人模型 ， 通过调 整座椅 泡沫的刚度 ， 寻 ５ 探 ０百分位多体假人模 型最理 想的体 压分布图 ， 研 究结果 可作为轿车座椅设计、 座椅舒适性评 价的参考和依据 。 关键词 ： 座椅 Ｒ点 ； 体压分布 ； 真计 算； 测 仿 预
ｄｓｉｕｉｎｉ ｏｔｉｅ ｙａｊｓ ｎ ｅｓｆ ｅｓ ｆ ｅｔＴ ｅｒｓｌ ｏｌ ｅｔｋｎａ ｆｒ ｃ ｒｕ ｈ ｒ ｎｌ ｉ ｏ ｉｒ ｔ ｂａ ｄｂ ｄｕｔ ｇｔ ｔ ｎｓ ａ． ｈ ｅｕｔ ｃｕ ｂ ｅ ｓ ｅ ｅ ｅｆ ｒ ｅ ａ ｓ ｆ ｔｂ ｏ ｓ ｎ ｉ ｈ ｉ ｏｓ ｓ ｄ ａ ｒ ｅ ｎ ｏ ｆｔ ａ ｙ ｓ
在座椅概念设计 阶段无法预测其 Ｒ点位置及体压
分布 情 况 。本文 采 用 ＭＡ Ｙ Ｄ ＭＯ软件 来 进行 仿真 研
究， 该软件提供不同百分位 的人体模 型 ， 并且有多
刚体 模 型 、 限元 模 型等 不 同种 类 ， 供 不 同研 究 有 可 阶段 使用 。
１ Ｒ点及 体 压分布 简 介
布测量系统 、 分布式体压测试系统 以及压力映像系 统 Ｆ Ａ测量坐垫等测量方法来获得 人体 的体压分 Ｓ
布 图。试验 测试 需要 相应 的仪 器设 备 、 真实 的座椅 、
所要研究 的不同人群和 ３ ＤＨ装置 ，进行大量重复
的测 试 性试 验 ． 耗 大量 的 人力 、 力 及 时 间 ， 且 消 物 而
Ｐｒ ｓ ｕ ｅ Ｄｉｔ ｉ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｓｒ ｂｕ ｉ ｎ
Ｈ ｕＪ ｎ ａ ’ ｈｎ ｕ ｒｎ２Ｒ ｎＬｈ ｉ ｏ ｉ ｊ ｎ， ａ ｇＸ ｅｏｇ， ｅ ｉｕ ａｉ Ｚ
（．ｏ ｇ ｎｖｒ ｔ，ｈ ｎｈ ０ ８ ４ Ｃ ｉａ２Ｊ ｎ ｓ ｎｖｒ ，ｈ ｎｉ ｇ２２ １ ，ｈｎ ） １ ｎｊＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ｍ ２ １０ ， ｈ ；．ａｇｕＵ ｉ ｓ Ｚ ｅｊ ｎ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｔ ｉ ｅｉ ｎ ｉ ｅ ａ
合理。 并且座椅坐垫泡沫刚度和厚度是座垫最重要 的物理参数 ， 但厚度受结构限制 ， 不易改变 ， 因此 尸 ｍ
Ｒ点为“ 座椅基准点” 或称“ 座椅参考点 ”是制 ，
造厂规定 的设计基准点。 目前 ， Ｒ点的位置主要通过 ３ Ｄ Ｈ装 置来 检 测 。实 际测量 时 ， ３ 将 Ｄ Ｈ装 置 安放
第 ８卷第 ４期 ２１ ０ １年 ８月
现 代 交 通 技 木
Ｍｏ ｅ Ｔ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｄ ｍ ｒ ｎ ｐ ｒａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ
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轿车座 椅 Ｒ点及体压分布仿真计算
侯件件 张学荣 任利 惠 ， ，
Ａｂ ｔ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｅ ｅ ｃ ｐ ｉ ｔ ｓ ｒ ｄ ｃｅ ｙ ｍｕ ｉ ｇｄ－ｏ ｙ ｏ ｔ ａ ｅ ｓ ｒ ｔＴ ｅ ｅ ｔ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｏｎ ｉ ａ ｐ ｅ ｉｔ ｄ ｂ ｈ － ｉ － ｄ ｓ ｆ ｒ ＭＡＤＹＭＯ ａ ｄ ｈ ｏ ｙ ｒ ｓ ｕ ｅ － ｉ ｒ ｂ ｗ ｎ ｔ ｅ ｂ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｄ ｓ ｉ ｕ ｉｎ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｐ ｒ ｅ ｔ ｅ ｏ ｕ ｉｔ ｂ ｔ ｆ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｃ ｎ ｉ ｆ ｄ ｍｍｙ ｍｏ ｅ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ； ｏ ０ ｈ ｐ ｒ ｅ ｔ ｅ ｄ ｍｍｙ ｔ ｅ ｂ ｓ ｏ ｙ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｏ ｌ ｄ ｌｉ ｉｃ ｓｅ Ｆ ｒ ５ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉ ｕ ｌ ，ｈ ｅ ｔｂ ｄ ｒ ｓ ｕ ｅ
目前对座椅 Ｒ点测量以及体压分布 的研究基 本都是通过试验的方法来进行的 。 使用坐姿压力分
照 Ｇ ／１５ ３ １９ （ ＢＴ ６－ ９５ 汽车 Ｈ点确定程序》 １ 来进行 。 根据人体生理学和解剖学原理 ， 汽车人机界面 中的体压分布应具有一定的分布特性 ， 舒适的体压 分 布准 则 为 ：１坐 骨处 压力 最 高 ， （） 然后 向 四周 逐 渐 减 小 ；２ 股后 区压力 递 减 ， 座椅 前沿 接 触 的大 腿 （） 与 下表面压力最小 ；３ 膝部后面不受压力 ；４ 臀大 （） （） 肌 中部位置压力不能过大 ；５ 无明显的异常峰值 ， （）
ｖ ｈ ｃｅ ｓ ａ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｍｆ ｒ ｅ ａ ｌ ａｉ ． ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｅ ｔ ｅｅｅ ｃ ｏｎ ； ｏ ｙｐｅ ｓ ｒ ｉｔｂ ｔ ｎ；ｉ ｌｔ ｎ ｃｌｕａｉｎ ｐ ｅ ｉｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｓａ ｆｒｎ ｅｐ ｉｔｂ ｄ ｒｓｕｅｄｓｒ ｕｉ ｓｍｕ８ｉ ａｃ ｌｔ ； ｒｄｃｉ ｒ ｉ ０ ｏ ｏ ｏ
中图分类号 ： ４ ３８ ６ Ｕ ６． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ９ ８ （０ １０ — ０ ５ ０ １７ — ８９ ２ １ ）４ ０６ — ３
Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ Ａｎ ｌｓｓｏ ｈ ｃｅＳ ａ ｅ ｔ ｇ Ｒｅｅ ｅ ｃ ｉ ｔａ ｄ ｉ ｌ ｔ ａｙ ｉ ｆＶｅ ｉｌ ｅ ｔＳ ａ ｉ ｆｒ ｎ ｅＰｏｎ ｎ ｏ ｎ