【正文】 一定的指導(dǎo)作用。上述各項指標(biāo)應(yīng)進(jìn)一步通過不同的方法，根據(jù)人機工程學(xué)原理來設(shè)計和評價。其中座椅的兒何相關(guān)特性應(yīng)符合人體測量學(xué)及人日統(tǒng)計學(xué)特征。如座寬對應(yīng)人的臀寬，它的設(shè)計應(yīng)符合身材高大的人，適宜采用較大白分位的女性測量值為設(shè)計依據(jù)。靠背的尺寸與坐高及肩寬有關(guān)，舒適的靠背形狀與人體脊柱曲率有關(guān)等。壓力分布特征要符合人體坐姿:根據(jù)人體脊椎骨受力特征，坐墊上合理的壓力分布應(yīng)是坐骨處最大，并向四周遞減，大腿部位壓力最小?？勘程?，腰椎部應(yīng)有強大的支撐，沿此向外逐漸減小。另外，左右兩邊壓力應(yīng)當(dāng)對稱分布。 國內(nèi)外研究(1)座椅舒適性影響因素的研究對國內(nèi)外研究座椅舒適性的文獻(xiàn)進(jìn)行了大量的研究，依據(jù)上述指標(biāo)體系，對文獻(xiàn)進(jìn)行了歸納整理，將部分重要文獻(xiàn)對座椅舒適性影響因素的研究分析列表(見表22，其中星號表示文獻(xiàn)研究中所涉及的影響因素，兩星為強因素)。座椅的幾何尺寸是影響座椅舒適性的因素，但研究發(fā)現(xiàn)這并非唯一最主要的影響因素。許多文獻(xiàn)都提及腰部支撐的重要作用。腰托的形狀和位置，對于是否能使人保持良好坐姿，減少人體疲勞具有重要作用。從人機工程學(xué)的角度來講，腰部是體現(xiàn)座椅功能的關(guān)鍵部位。因此，座椅的腰托是影響舒適性的關(guān)鍵因素。此外，座椅的調(diào)節(jié)特性對座椅的舒適性影響很大，己成為座椅舒適性設(shè)計中重點考慮的因素。壓力分布是導(dǎo)致不舒適的最主要的生物力學(xué)因素，通過界面壓力對座椅舒適性進(jìn)行評價是一種重要客觀、有效的方法[15]。(2)座椅舒適性評價方法的研究舒適性評價方法的研究就是在找出汽車舒適性影響因素的基礎(chǔ)上，通過實驗、建模等方法找出各影響因素間的關(guān)系以及對舒適性的影響程度，最后建立有效的舒適性評價指標(biāo)體系。座椅舒適性評價包括靜態(tài)及動態(tài)舒適性評價，動態(tài)舒適性評價的方法較多，其中黃斌、蔣祖華等對座椅的動態(tài)舒適性評價方法做了綜述，歸納為吸收功率法、國際標(biāo)準(zhǔn)法、總體乘坐值法、單一不舒適性指數(shù)法等。對兩種舒適性的評價主要通過結(jié)合卞觀問卷調(diào)查及客觀測量進(jìn)行研究。日前國內(nèi)外學(xué)者在舒適性評價方法上做了如下的一些探討。主觀問卷調(diào)查就是讓乘坐者憑自己的主觀感覺對舒適性進(jìn)行打分，通過分值可以直觀地看出乘坐者對舒適度的評價。較常見的問卷有:通用舒適度尺度GCR (1969)和Kulich問卷(1999) ,Danni on R. Sm itch問卷(2006),綜合歸納了20個影響座椅舒適性的因素?？陀^測量方法主要有坐姿分析、壓力分布分析工作績效觀察、基于生理學(xué)的肌電圖等方法。W assign Beefalos ( 2003)測量了長時間駕駛條件下司機的不舒適性。通過模擬駕駛環(huán)境的實驗，分別利用肌電圖工作績效觀察以及卞觀問卷調(diào)查法測定了人在長時間駕駛條件下的不舒適性。David Ng ( 1995)利用主觀問卷、人體測量學(xué)數(shù)據(jù)以及壓力分布對兩種座椅進(jìn)行了舒適性的比較與評價。從汽車座椅設(shè)計及改善的角度出發(fā)，消除座椅不舒適性最理想的方法是能建立定量模型，預(yù)測座椅的不舒適性。國內(nèi)外研究中，建立的模型主要有如下3種：利用模糊理論建立的模型；線性模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。E Leveret利用多標(biāo)準(zhǔn)的模糊理論模型對不同種類的不舒適以及座椅不同部位的不舒適建立了模糊理論的評價模型；M. Io lich則將測得的壓力分布值、人體測量值、對座椅的外觀評價值等作為自變量，以綜合舒適度OCI作為因變量，分別建立起了舒適度的線性模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用這些定量化的模型能夠有效確定各因了影響程度的大小，準(zhǔn)確評價及預(yù)測座椅的舒適性，并反饋于座椅的舒適性設(shè)計中[18]。表22 座椅舒適性影響因素研究匯總 對座椅的舒適性要求座椅設(shè)計、制造的好壞，對汽車駕駛?cè)藛T和乘員的舒適性有很大的影響，座椅的尺寸應(yīng)適合于人體的尺寸，要保證人體有良好的作業(yè)姿勢和休息姿勢。汽車座椅的舒適性歸納起來有三方面的內(nèi)容: (1)振動的舒適性 對于汽車座椅振動舒適性來說，它主要研究的是道路輪胎、懸架、座椅駕駛員三者之間的關(guān)系，在試驗過程中，把它們看作是一個整體，屬于動力學(xué)系統(tǒng)。從而尋求在各種路面隨機輸人的作用下，使駕駛員和乘員對振動不易疲勞的性能，從中得出科學(xué)的結(jié)論，以便設(shè)計制造出最優(yōu)結(jié)構(gòu)的汽車座椅來。(2)駕駛員坐勢的舒適性坐姿的舒適性的研究是把注意力集中在人體生理結(jié)構(gòu)與座椅結(jié)構(gòu)以及幾何尺寸的關(guān)系上，使座椅的設(shè)計、制造兼有極好的、靜態(tài)和動態(tài)的特性。座椅的高度應(yīng)當(dāng)使人的體壓分布合理，如坐墊的前部不可與高或太硬，使人坐著時腳懸空應(yīng)避免在大腿后部分布壓力，以防該部對血液循環(huán)不暢而產(chǎn)生下肢和腳浮腫現(xiàn)象，人的背部與座椅的靠背整個接合面上，應(yīng)在腰凹處壓力最大，使軀干得到充分支持，背部不能弓形，又不妨礙手臂活動，因此，舒適的座椅應(yīng)使坐墊在坐骨關(guān)節(jié)和靠背的第三腰椎骨附近受集中壓力[19]。 對于人體坐勢的舒適性相關(guān)主要是脊柱腰部曲線及座勢狀態(tài)下的體壓分布 圖23是正確的坐勢，腰曲弧線是松弛狀態(tài)，在這種坐勢狀況下，各椎骨之間的間距處于正常狀態(tài)，椎間盤上的壓力是均勻的。這是一種好的坐勢。圖24是不正確的坐勢，腰弧線變形過大，椎間盤受力是不均勻的，使駕駛員容易產(chǎn)生疲勞，長期采用這種坐勢，會使椎骨間距內(nèi)外受拉受壓，容易造成人體腰部變形。根據(jù)上述分析，今后在設(shè)計、制造汽車座椅時，要考慮到人體的背部和腰部的合理承受點，人的肩部靠住靠背，能減輕頸曲變形。人的腰部靠住靠背，能使腰曲弧線呈正常狀態(tài)?？梢哉f，這是座椅設(shè)計制造中兩點支承原則，這是非常重要的。(3)體壓分布對舒適性的影響影響人們駕駛汽車舒適性的另一因素，就是人體的生理因素臀部的體壓分布。人們的臀部在坐骨周圍的肌肉可以承受較大的壓力，否則將影響神經(jīng)傳導(dǎo)。圖23 正確的坐勢圖24 不正確的坐勢 如圖25所示，可以看出，合理的人體壓力分布不是平均分布的，而是從坐骨向周圍逐漸平滑減小壓力。因此人體的重量作用在坐墊上的壓力應(yīng)當(dāng)隨臂部不同部位，呈不均勻的分布。圖8中每條封閉的曲線，代表著一個等壓線。每條等壓線的數(shù)字是壓力分布情況，壓力的單位是kg/m2。圖25 臀部的體壓分布圖26 理想的駕駛姿勢由以上的圖2圖2圖25的分析，可以得出圖26的模型，這一較理想的、舒適的駕駛姿勢。人體所處的角度是合理的。在這種姿勢下駕駛汽車，腰曲弧線拉伸和受壓最小，腰背肌肉幾乎處在松弛狀態(tài)，大腿血管和神經(jīng)系統(tǒng)不容易受到壓迫，頸曲變形很小，這是最合理的，最舒適的駕駛姿勢。 振動頻率對人體的影響 汽車座椅要有良好的減振系統(tǒng)，汽車在凹凸不平的道路上行駛時，受到凹凸不平的路面的沖擊，所以在行駛過程中會不斷地引起振動，當(dāng)汽車的零部件的連接處有松動時、這一振動又會引起新的振動，而使零部件逐漸地?fù)p壞，人處于振動的環(huán)境中會產(chǎn)生不舒服的感覺，容易分散注意力，影響操作的準(zhǔn)確度及工作質(zhì)量。根據(jù)有關(guān)醫(yī)學(xué)方面資料證明: 、 ，駕駛員的視覺敏感性、轉(zhuǎn)向操作能力都隨著振動的增加而下降。人在4 8Hz之間的垂直振動和12Hz的水平振動感受明顯，在100Hz以上的信號不會引起什么不舒服的感覺，人體的各部位對不同頻率的振動信號的反應(yīng)也不一樣，如:胸腹系統(tǒng)的共振頻率為36Hz，頭頸肩系統(tǒng)為20 30Hz，眼球為6090Hz整個人體的固有頻率:站立時為512Hz,坐著時為46Hz，比較嚴(yán)重的振動響應(yīng)都發(fā)生在低頻段上，人的主要器官的固有頻率約在210Hz范圍內(nèi)。而汽車在行駛過程中，在一個頻率較寬的范圍內(nèi)的隨機振動，通過座椅、方向盤、腳踏板和各種操縱手柄作用到駕駛員的手或腳上的局部振動，一般不會危害駕駛員的身體健康，210Hz范圍內(nèi)的低頻振動、主要來自地面不平度的激勵，經(jīng)過座椅傳遞給駕駛員，使駕駛員產(chǎn)生全身振動，全身振動達(dá)到一定程度時，司機就會感到不舒服、感到疲勞、頭痛、困倦、視力下降及腹部、臂部、會陰疼痛，長期受到較強烈的全身振動時是導(dǎo)致胃下垂，脊椎損傷等職業(yè)病的重要原因。而當(dāng)頻率低于1Hz時又會引起特殊的“暈車病”。尤其是內(nèi)臟、在45Hz垂直振動時，內(nèi)臟的共振會引起作為血漿酸堿平衡組成的二氧化碳自血液里大量涌出而造成呼吸性堿中毒[24]。所以人體對48Hz范圍內(nèi)的振動最為敏感，尤其是4 8Hz范圍內(nèi)最為嚴(yán)重。 人體的振動反應(yīng)不僅取決于頻率，還與振動強度(振動位移、速度、加速度或加速度的變化率)及承受振動的連續(xù)時間有關(guān)國際組織(ISO)提出以均方根加速度與頻率、承受振動的連續(xù)時間關(guān)系作為評價舒適性的指標(biāo)，這是目前國際上應(yīng)用最廣泛的，迄今為止可用的最可靠、最完善的指標(biāo)IS026311 N78國際標(biāo)準(zhǔn)，它適用于人體承受180H z振動的評價此項標(biāo)準(zhǔn)把人體暴露在振動環(huán)境中的容許限度劃分為三個準(zhǔn)則界限:(1)引起舒適性降低的振動強度，稱為“舒適性降低界限”這一界限是從運輸業(yè)的研究中得來的，超過這個界限，中行駛中進(jìn)餐看報等都很困難。(2)引起工作效率降低的振動強度，稱為“疲勞工效降低界限”即保持工作效率不致降低的振動強度允許限值，這個界限是根據(jù)討車輛和飛機駕駛員，研究結(jié)果而定，振動強度超過界限數(shù)值時，會降低工作的熟練程度，影響準(zhǔn)確操作。(3)引起健康受到損害的振動強度，稱為“有害健康界限”。它是保持駕駛員的健康、和安全的極限。在沒有特殊理由和預(yù)防措施時，人承受的振動強度不得超過受振極限，即使受振的人無操作任務(wù)也應(yīng)如此。 垂直方向水平方向圖27 ISO疲勞工效降低界限圖圖27為“疲勞工效降低界限”的圖線由圖27可以看出，在48Hz頻率范圍，最容易產(chǎn)生疲勞而降低工效。在同樣的頻率下，均方根加速度越大，越容易疲勞，即能夠不因疲勞而降低工效的連續(xù)工作時間越短?；蛘哒f連續(xù)工作時間越長，不因疲勞而降低工效的均方根加速度界限就越低。將圖27所示的“疲勞工效降低界限”的圖線上的均方根加速度值乘2(即曲線向上平移，增加6dB),就可得出“有害健康界限”。(即曲線向下平移，降低10dB)，就可得出“舒適性降低界限”綜上所述，為了能得到足夠好的舒適性。汽車座椅的懸掛系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使駕駛員所受到的垂直振動的主頻率避開人體的主要器官的固有頻率(48Hz)，并且不得低于1Hz。同時應(yīng)使駕駛員所承變的振動加速度有效值降到“疲勞工效降低界限以下，盡可能地越低越好,。固有頻率不隨駕駛員的體重變化而變化。傳遞給駕駛員的振動負(fù)荷應(yīng)盡可能要小，不同體重的駕駛員所承受的振動負(fù)荷 鑒定汽車座椅舒適性及性能的幾個問題汽車座椅的靜壓感，對人們坐勢的影響。 汽車座椅具有合理的體壓分布。同時觸感性能好。 座椅的動壓感特性以及上下、。 座椅對人體尺寸變動的適應(yīng)性、座椅的可調(diào)節(jié)性和調(diào)節(jié)方式的靈活件。 座椅的外觀質(zhì)量和美觀程度以及與駕駛室內(nèi)飾相協(xié)調(diào)性。 座椅的安全性和堅固耐用性。 座椅的自身重量和經(jīng)濟(jì)性。 根據(jù)系統(tǒng)工程學(xué)的觀點，性能好的座椅應(yīng)該是綜合以上七點性能的最佳匹配[25]。 綜上所述，汽車座椅是汽車中將駕駛?cè)藛T與車身聯(lián)系在一起的重要部件，它的任務(wù)是支承人的身體，緩和路面不平傳給人體的沖擊和衰減由此而引起的振動，給駕駛員和乘員創(chuàng)造舒適的和安全的乘坐條件，由此可知，它對汽車的行駛平順性、舒適性、安全性以及操作方便有較大的影響，所以，汽車座椅的設(shè)計、。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第3章 座椅及腰部支撐部件的設(shè)計第3章 座椅及腰部支撐部件的設(shè)計 SolidWorks軟件介紹在當(dāng)今的社會中,各行各業(yè)的競爭越來越激烈，為了縮短設(shè)計周期，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，學(xué)習(xí)和應(yīng)用計算機輔助工程(CAE，全稱Computer Aided Engineering)顯得愈來愈重要。尤其是近幾年，計算機三維CAD／CAE／CAM軟件的應(yīng)用與普及，使得傳統(tǒng)的二維機械設(shè)計逐步向三維設(shè)計轉(zhuǎn)化。設(shè)計構(gòu)思的表達(dá)由原來的二維圖紙演變成直接用計算機模擬三維實體模型的虛擬產(chǎn)品。不遠(yuǎn)的將來無圖紙生產(chǎn)很快就會普及。 SolidWorks軟件介紹SolidWorks軟件是美國SolidWorks公司基于Windows開發(fā)的全參數(shù)化三維實體造型軟件。三維機械設(shè)計的所有的功能(SolidWorks三維建模軟件)、數(shù)據(jù)管理軟件PDMWorks Client、以及用于設(shè)計交流的常用工具：EDrawings專業(yè)版(基于的設(shè)計交流工具)，3D Instant Website(即時網(wǎng)頁發(fā)布工具)，PhotoWorks(高級渲染)，SolidWorks Animator(動畫工具)；設(shè)計效率提高工具：SolidWorks Toolbox(三維標(biāo)準(zhǔn)零件庫)，SolidWorks Utilities(特征比較模塊)，F(xiàn)eatureWorks(特征識別)。該軟件可與COSmos／Works工程師設(shè)計分析軟件、Cosmos／Motion三維運動仿真軟件等無縫結(jié)合。功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。SolidWorks三維設(shè)計軟件的功能在于：裝配和干涉檢查；有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(CAE)；機構(gòu)運動仿真；工藝規(guī)程生成(CAPP)；數(shù)控加工(CAM)；由三維直接自動生成二維工程圖紙；產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與集成等。這種形象化的三維設(shè)計具有直觀、精確、快速的特點。無與倫比的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作(包括Windows風(fēng)格的拖傲、點，擊、剪切／粘帖)，使得SolidWorks的整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間是全相關(guān)的。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，設(shè)計過程最簡便、最方便的莫過于SolidWorks了。 SolidWorks軟件在本文中的應(yīng)用SolidWorks軟件廣泛應(yīng)用各種機構(gòu)的設(shè)計計算中，在本文中主要用軟件進(jìn)行分析建模，首先設(shè)計出各個零件進(jìn)行裝配,在裝配的過程中發(fā)現(xiàn)零件的不足時，去重新編輯零件，或者在裝配時發(fā)現(xiàn)缺少一