【正文】 資料原文 ??????????????????????????? ⅱ沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 1 汽車座椅舒適度研究 第一章 緒論 隨著人們生活水平的提高，汽車的應用已經(jīng)越來越廣，同時對汽車的要求也越來越高。53 參考文獻 42 預壓彈簧設計 29 正負剛度概念及其載荷變形關系 24 加速度劑量法 19 座椅腰托的客觀性評價試驗 16 人體承受振動的分類 14 第二章 人體承受振動的舒適性評價 14 本章小結(jié) 1 舒適性 Vibration isolation。本文基于正負剛度并聯(lián)相消原理設計了新型汽車座椅彈性元件 ,并建立了其力學及數(shù)學模型進行分析。研究結(jié)果對于提高中 國汽車座椅的設計水平具有重要的指導意義，并可以廣泛應用于其它座椅的舒適性設計。 沈陽建筑大學 畢業(yè)論文 畢 業(yè) 論 文 題 目 汽車座椅舒適度研究 系 專業(yè)班級 交通與機械工程 學院 交通運輸 101 班 學 生 姓 名 隋曉丹 性別 女 指 導 教 師 宋小艷 職稱 助教 2020 年 5 月 23 日 摘要 汽車已經(jīng)在人們的生活中越來越普及，安全、舒適、方便是現(xiàn)代汽車設計所追求的最優(yōu)目標。 本文 概述了人體承受全身振動的舒適性評價方法，并建立了汽車人 座椅系統(tǒng)的三自由度模型，針對特定汽車的地板輸入譜特性，運用 Matlab 進行仿真研究該模型的動態(tài)特性，合理設計座椅的動力學參數(shù)，結(jié)合 ISO 2631 對模型進行人體振動舒適性的定量評價?；谌藱C工程學原理和脊柱測量數(shù)據(jù)，研究舒適性汽車座椅的結(jié)構(gòu)設計和適合我國人體測量的座椅結(jié)構(gòu)尺寸，為舒適性座椅的 設計提供了一種有效的手段。 HPoint。 1 靜態(tài)舒適性 4 汽車座椅舒適性研究現(xiàn)狀 4 汽車座椅動態(tài)模型 16 汽車座椅舒適性的主觀和客觀評價研究 20 座椅腰托的主觀性評價試驗 36 第四章 汽車座椅的隔振 40 座椅舒適度設計指標 42 座椅舒適度的研究方法 48 其它因素對舒適性評價的影響分析 52 結(jié) 論 54 謝辭 安全、舒適、方便是現(xiàn)代汽車座椅設計的最優(yōu)目標。因此座椅的舒適性越來越多的成為廣大工程科技人員研究的對象。汽車乘員承受的乘坐振動屬于全身振動，是對乘員可能造成嚴重傷害的主要 振動形式。很多文獻研究表明：人體承受長期的全身振動對于腰脊柱和相關的神經(jīng)系統(tǒng)的不良影響是持續(xù)增加的，而通常，這對于人體健康的傷害需要數(shù)年才能產(chǎn)生。汽車本身運轉(zhuǎn)質(zhì)量的不平衡或者各種沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 2 作業(yè)載荷的波動也會引起汽車的振動。當振動激勵頻率接近于人體主要器官的固有頻率時，將引起相應器官的共振而產(chǎn) 生相對位移，從而使人感到不舒適，嚴重時將危害人的身體健康。靜態(tài)舒適性要研究和解決的問題，是依據(jù)人體舒適坐姿的要求和人體測量數(shù)據(jù)，合理布置、優(yōu)化設計和充分考慮座椅的結(jié)構(gòu)、尺寸和調(diào)整參數(shù)，以及駕駛室內(nèi)各操作按鈕和駕駛員的視野等。 H 點是指人體身軀與大腿的連接點，即跨點（ Hip Point），它是與損人方便性及坐姿舒適性相關的車內(nèi)尺寸的基準點。通常情況下，各關節(jié)之間的距離是不能調(diào)整的，但每個關節(jié)的角度可以改變。 。因此，坐墊深度一般取 400～ 500mm； ②坐高。 為宜。范圍內(nèi)為宜； ④坐墊寬度。 (3) 體壓分布與 測量 人坐在座椅上時，人體重力作用在坐墊和靠背上，其壓力分布情況 稱為體壓分布。通過某公司開發(fā)的一款汽車座椅的體壓分布平沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 4 面 圖和立體圖，我們可以了解整個人體壓力狀況比較合理，接觸面積大，左右平均度好，無明顯的硬塊。座椅動態(tài)舒適性是指人體處于振動環(huán)境中所感受到主觀上的相對舒適程度。 汽車座椅舒適性研究現(xiàn)狀 早在 20 世紀 70 年代，國外的許多汽車生產(chǎn)廠家就已經(jīng)注意到駕駛室設計的舒適性對汽車車輛作業(yè)效率的影響，人們開始將人機工程學理論應用于汽車座椅的設計上。這都體現(xiàn)了人機工程學上最佳的宜人性設計的原則。到 20 世紀 70 年代， 涌現(xiàn)出了以國際標準 ISO 2631 為代表的大 量研究成果，并在不斷完善，成為評價舒適性的方法及依據(jù)。 當前，美國 ROHO 集團已經(jīng)開發(fā)出一種車用充氣坐墊，可以有效地提高駕駛員乘坐的舒適性。 我國對汽車座椅動態(tài)舒適性的研 究起步較晚，相對落后。鑒于此，急需投入一定的技術(shù)力量，以有效地開展適合我國現(xiàn)狀的座椅動態(tài)舒適性研究工作。 汽車座椅動態(tài)模型 從汽車整體上，在舒適性和 安全性等方面研究很成熟。在對這三個模型的分析設計中，都力求從各個模型分析中得到的固有頻率都能有效的避開人體敏感頻率 48Hz。 而汽車座椅是與人體直接相接觸的部位，研究汽 車座椅的減振性將直接影響乘員乘坐的舒適性。影響駕駛疲勞的振動主要是行駛中車輛的隨機振動和車輛。 在座椅設計中可采取的措施有：減小座椅共振頻率，降低座椅 10Hz附近振動傳遞率， 以減輕彈簧一下的共振的印象和減少來自座椅靠背的高頻振動；把路面 輪胎、減沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 7 震懸掛、座椅 人 體 三者看作一個整體大動力學系統(tǒng)，尋求在各個路面隨機輸入情況下，乘員不易疲勞的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。 “人 椅系統(tǒng)”的垂直方向上的單自由度模型：僅考慮地面不平等引起的振動傳給汽車然后 傳給座椅的垂直方向上的振動（垂直方向的振動比其它方向的分量要大，且座椅對各方向的動態(tài)參數(shù)是獨立的），并將人體簡化為一個簡單的剛性質(zhì)量塊。由于人體內(nèi)部阻尼的作用，使整個座椅系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的峰值有峰值頻率大大降低。所以在座椅動態(tài)參數(shù)優(yōu)化設計的過程中，應該充分考慮人體的非剛體特性。因此該模型更接近于實際應用。我國已經(jīng)有了自己的人體尺寸標準： GB1000088，中國成年人人體尺寸。 椅面高度在設計時主要考慮兩點：椅面過高會使大腿肌肉受壓，椅面過低就會增加背部肌肉負荷。椅面傾角主要考慮為防止人體臀部向前滑動，此角不易過大，否則會增加大腿下平面與座墊前緣的壓力，從而減少雙腳著地的負荷，阻礙血液循環(huán)，引起身心疲勞。 汽車座椅上的許多調(diào)節(jié)功能都能在一定程度上保持人體主要關節(jié)處于舒適的角度。 研究“ H點”的位置（真實人體乘坐在汽車座椅上時“ H點”的位置）能更準確的了解人體處于復雜環(huán)境（隨機不平的路面?zhèn)鹘o汽車座椅的垂直振動分量在人體上所引起的不舒適性）時所感覺到的舒適度指標。大量文獻研究表明，汽車座椅的位置與座椅的“ H點”高度密切相關，駕駛室內(nèi)的所有參數(shù)，沒有一個能與座椅“ H點”高度更密切相關了。 僅僅根據(jù)人體尺寸并不能全面了解人體疲勞機理，不能在振動環(huán)境中有效的分析脊柱曲線（與人的臉等一樣，不同人體有不同的脊柱曲線）與脊柱受力情況，以及脊柱在日常生活中所表現(xiàn)出來的作用，不了解脊柱變形所產(chǎn)生的負效應；不正確的坐姿使椎間盤離開正常位置，因為非正常的壓力及其持久性造成椎間盤突出；壓迫血管和神經(jīng)；肌肉疲勞等等，這樣而設計的汽車座椅并不能滿足大多數(shù)乘員舒適坐姿的需要。 因此，按照 SAE 標準設計出來的汽車座椅將比適合于中國人體要求的座椅尺寸偏大，相應的也不能適應大多數(shù)人的乘坐舒適性的要求，應該根據(jù)我國具體的人體尺寸進行座椅的設計和制造。乘員乘坐在座椅里時，為了保持乘坐姿勢，座椅對乘員身體支撐部分壓力的大小分布稱為體壓分布。理想的坐墊體壓分布曲線見圖 11（圖中封閉曲線為等壓力線，數(shù)值的壓力為 102Pa），這種情況使得座椅要有振動舒適性、坐墊與靠背要有軟硬感。 坐墊的后傾角度不宜過大，否則容易增大大腿前緣的壓力，并減少雙腳著地的負荷，因而阻礙血液循環(huán)而引起雙腿麻 木。 坐墊不宜過高，應比小腿長度短，這樣使雙腿能踩到地面以支持大腿的部分重量。人在座椅上就坐時，測定與座椅接觸的身體各部分的壓力分布，便可以知道各處的支撐狀態(tài)是否合適。座椅應堅實平坦，硬度不夠 ，過于松軟的椅而會使臀部與大腿的肌肉受壓面積加大，不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性，而且不易改變坐姿，容易產(chǎn)生疲勞。在腰椎區(qū)域，腰椎骨和骶骨最上面的椎骨之間的關節(jié)通常有相當大的活動性，同時這里也最容易引起下北部疼痛。當脊椎向前充分的彎曲時，腰椎輪廓曲線向 外彎曲稱作駝背（腰椎向后凸出：或稱脊椎后凸）；與之相對，當軀干從彎曲姿勢或腰椎向后凸出的姿勢伸直時，脊椎舒展；當人自然站立時，大多數(shù)人的腰椎曲線向里，稱為脊柱前凸（腰椎向前凸出）。脊柱的生理彎曲以及椎間盤與一系列的韌帶裝置使脊柱具有彈性，所以可把脊柱視為能調(diào)節(jié)的彈性桿。 沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 13 圖 12 椎骨和椎間盤結(jié)構(gòu) 圖 12 所示為椎骨和椎間盤的結(jié)構(gòu)示意圖，椎骨是附有肌肉及韌帶的骨頭，其功能是保護脊髓。前縱韌帶和后縱韌帶從上到下將椎骨和椎間盤連成一體，形成一個靈活的節(jié)。如果坐姿不正確，將使呼吸的頻次增加，引起心理疲勞。 座椅靠背后傾斜能使腰部得到依靠，加之靠背襯墊的適度柔軟，致使摩擦力較大，同時加上靠背側(cè)向護耳，可緩沖橫向振動對人體的沖擊，以提高乘坐舒適性。設計座椅的動態(tài)參數(shù)，并根據(jù)實驗結(jié)果對參數(shù)進行仿真分析與評價。 沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 16 第二章 人體承受振動的舒適性評價 人體承受振動的分類 機械振動對人體的影響取決于振動的頻率與強度、振動作用的方向和振動的持續(xù)時間，以及人的心理、生理狀態(tài)。通常取某一頻率的正弦振動作為基準，其振動加速度均方根值和振動的持續(xù)時間是一定的，并規(guī)定在此條件下的體承受振動的舒適性評價，然后，在相同持續(xù)時間下改變振動頻率和振動加速度均方根值，與基準振動相比較，當舒適性評價相同時，記錄振動的頻率與振動均方根值。超過此界限，則因疲勞而降低工作效率。 沈陽建筑大學畢業(yè)設計（論文） 18 將該圖線上各振動加速度有效值乘以 2 就是保持健康與安全界限 ；除以 為保持舒適性界限。這是因為人體各內(nèi)臟器官的固有頻率多在此范圍內(nèi)，容易引起共振，所容許承受的振動加速度有效值最小。 汽車座椅舒適性的主觀和客觀評價研究 在對座椅機械結(jié)構(gòu)及人體脊骨生理結(jié)構(gòu)分析的基礎上，從主觀和客觀兩方面針對腰