【正文】 以汽車駕駛員為被測(cè)對(duì)象，假設(shè)以每個(gè)工作日承受 60 分鐘的相當(dāng)于的被測(cè)試時(shí)的加速度劑量，于是每天的等效加速度劑量可得： 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 28 Dxd = (60/3)1/6=Dyd = (60/3)1/6=Dzd = (60/3)1/6=該結(jié)果表明該座椅有較好的舒適性，對(duì)人體的健康影響比較少，通常人們都能承受而不會(huì)因此產(chǎn)生身體上的損害。圖 29 為應(yīng)用于試驗(yàn)的汽車在水泥路面上以 45Km/h 車速行駛時(shí)的實(shí)測(cè)地板譜。如圖 27（ b）所示。 圖 26 安裝與未安裝腰托座椅靠背壓力曲線對(duì)比 序號(hào) 性別 身高 /cm 體重 /kg 序號(hào) 性別 身高 /cm 體重 /kg 1 男 184 88 7 男 165 75 2 女 164 59 8 女 162 50 3 男 160 61 9 女 180 61 4 男 180 77 10 男 175 80 5 男 183 91 11 男 171 84 6 女 172 74 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 22 圖 27 靠背壓力分布云圖 比 較圖 2圖 27 可知，安裝有腰托裝置的座椅在腰部的壓力值明顯大于未安裝腰托裝置的座椅。 靠背壓力分布通常是將垂直于座椅靠背縱向?qū)ΨQ軸上的壓力進(jìn)行積分，以縱向?qū)ΨQ軸為橫坐標(biāo)，以人體靠背骶骨區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)點(diǎn)，等間隔分布測(cè)點(diǎn)，以壓力積分結(jié)果為縱坐標(biāo)繪 制出曲線，即縱向壓力分布 曲線。為了適應(yīng)凸向前的腰曲弧形，給予腰部合理的支撐，現(xiàn)代汽車座椅通常都設(shè)計(jì)有腰托裝置，可以避免因?yàn)檠课粦铱斩鴰淼纳眢w不適感覺。其中靠背總成（如圖 23所示）主要由腰托裝置、彈性元件及泡沫塑料等部件組成。這是因?yàn)槿梭w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(dòng)加速度有效值最小。超過此界限，則因疲勞而降低工作效率。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 16 第二章 人體承受振動(dòng)的舒適性評(píng)價(jià) 人體承受振動(dòng)的分類 機(jī)械振動(dòng)對(duì)人體的影響取決于振動(dòng)的頻率與強(qiáng)度、振動(dòng)作用的方向和振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，以及人的心理、生理狀態(tài)。 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(shí)加上靠背側(cè)向護(hù)耳，可緩沖橫向振動(dòng)對(duì)人體的沖擊，以提高乘坐舒適性。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(gè)靈活的節(jié)。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。在腰椎區(qū)域，腰椎骨和骶骨最上面的椎骨之間的關(guān)節(jié)通常有相當(dāng)大的活動(dòng)性，同時(shí)這里也最容易引起下北部疼痛。人在座椅上就坐時(shí)，測(cè)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。 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(fù)荷，因而阻礙血液循 環(huán)而引起雙腿麻木。乘員乘坐在座椅里時(shí)，為了保持乘坐姿勢(shì)，座椅對(duì)乘員身體支撐部分壓力的大小分布稱為體壓分布。 僅僅根據(jù)人體尺寸并不能全面了解人體疲勞機(jī)理，不能在振動(dòng)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(fù)效應(yīng)；不正確的坐姿使椎間盤離開正常位置，因?yàn)榉钦５膲毫捌涑志眯栽斐勺甸g盤突出；壓迫血管和神經(jīng)；肌肉疲勞等等，這樣而設(shè)計(jì)的汽車座椅并不能滿足大多數(shù)乘員舒適坐姿的需要。 研究“ H點(diǎn)”的位置（真實(shí)人體乘坐在汽車座椅上時(shí)“ H點(diǎn)”的位置）能更準(zhǔn)確的了解人體處于復(fù)雜環(huán)境（隨機(jī)不平的路面?zhèn)鹘o汽車座椅的垂直振動(dòng)分量在人體上所引起的不舒適性）時(shí)所感覺到的舒適度指標(biāo)。椅面傾角主要考慮為防止人體臀部向前滑動(dòng)，此角不易過大，否則會(huì)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(fù)荷，阻礙血液循環(huán)，引起身心疲勞。我國已經(jīng)有了自己的人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)： GB1000088，中國成年人人體尺寸。所以在座椅動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該充分考慮人體的非剛體特性。 “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(dòng)傳給汽車然后傳給座椅的垂直方向上的振動(dòng)（垂直方向的振動(dòng)比其它方向的分量要大，且座椅對(duì)各方向的動(dòng)態(tài)參數(shù)是獨(dú)立的），并將人體簡化為一個(gè)簡單的剛性質(zhì)量塊。影響駕駛疲勞的振動(dòng)主要是行駛中車輛的隨機(jī)振動(dòng)和車輛。在對(duì)這三個(gè)模型的分析設(shè)計(jì)中，都力求從各個(gè)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。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(dòng)態(tài)舒適性研究工作。 當(dāng)前，美國 ROHO 集團(tuán)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。這都體現(xiàn)了人機(jī)工程學(xué)上最佳的宜人性設(shè)計(jì)的原則。座椅動(dòng)態(tài)舒適性是指人體處于振動(dòng)環(huán)境中所感受到主觀上的相對(duì)舒適程度。 (3) 體壓分布與 測(cè)量 人坐在座椅上時(shí)，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。 為宜。 ～ 115176。通常在做汽車總布置設(shè)計(jì)時(shí)，通過一系列的約束條件，最終確定假人的 H 點(diǎn)，從而確定假人的坐姿。 乘坐振動(dòng)通過乘員的臀部、腰部傳給乘員，激起人體的全身振動(dòng)。座椅傳給乘員的振動(dòng)負(fù)荷主要通過人體臀部和座椅座墊接觸面?zhèn)鬟f進(jìn)入人體的，其強(qiáng)度用臀部與座墊接觸界面中心垂直方向的振動(dòng)加速度、振動(dòng)頻率、受振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間來描述。汽車座椅的動(dòng)力學(xué)參數(shù) —— 固有頻率和阻尼比對(duì)座椅的減振性能有重要影響，同時(shí)座椅的設(shè)計(jì)尺寸與人 體測(cè)量數(shù)據(jù)密切相關(guān)。 19 座椅腰托的客觀性評(píng)價(jià)試驗(yàn) 16 人體承受振動(dòng)的分類 1 舒適性 本文基于正負(fù)剛度并聯(lián)相消原理設(shè)計(jì)了新型汽車座椅彈性元件 ,并建立了其力學(xué)及數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。 沈陽建筑大學(xué) 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(jí) 交通與機(jī)械工程 學(xué)院 交通運(yùn)輸 101 班 學(xué) 生 姓 名 性別 指 導(dǎo) 教 師 職稱 助教 2021 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(shè)計(jì)所追求的最 優(yōu)目標(biāo)?；谌藱C(jī)工程學(xué)原理和脊柱測(cè)量數(shù)據(jù)，研究舒適性汽車座椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和適合我國人體測(cè)量的座椅結(jié)構(gòu)尺寸，為 舒適性座椅的設(shè)計(jì)提供了一種有效的手段。 4 汽車座椅舒適性研究現(xiàn)狀 16 汽車座椅舒適性的主觀和客觀評(píng)價(jià)研究 42 座椅舒適度的研究方法 52 結(jié)論 54 謝辭 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(duì)象。很多文獻(xiàn)研究表明：人體承受長期的全身振動(dòng)對(duì)于腰脊柱和相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)的不良影響是持續(xù)增加的，而通常，這對(duì)于人體健康的傷害需要數(shù)年才能產(chǎn)生。當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)頻率接近于人體主要器官的固有頻率時(shí)，將引起相應(yīng) 器官的共振而產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使人感到不舒適，嚴(yán)重時(shí)將危害人的身體健康。 H 點(diǎn)是指人體身軀與大腿的連接點(diǎn)，即跨點(diǎn)（ Hip Point），它是與損人方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。同時(shí)，小腿向前伸，大腿與小腿、小腿與腳踝之間也應(yīng)沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 3 達(dá)到一定角度。由于坐墊有水平夾角而造成靠背與坐墊夾角減小，如果角度 過小，則腰椎就會(huì)由正常彎曲變直，使腰部很快疲勞。坐姿的體壓分布是影響乘坐舒適性的重要因素。振動(dòng)對(duì)駕駛員的直接影響涉及軀干和身體局部的動(dòng)態(tài)反應(yīng)行為，生理反應(yīng)，性能減退和敏感度障礙。 國外對(duì)汽車座椅舒適性的研究是伴隨著汽車的誕生而逐漸展開的，至今已發(fā)展得十分成熟。 隨著中國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)也注意到了汽車駕駛室的舒適問題，國內(nèi)多家汽車生產(chǎn)廠家開始測(cè)繪和仿制國外先進(jìn)的汽車座椅，駕駛員操作手柄形狀以及駕駛室內(nèi)設(shè)施的布置等，并開始人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)上的應(yīng)用的 研究，并取得了一系列成果，同時(shí)駕駛室舒適性問題引起了更多的關(guān)注。 根據(jù)影響汽車駕駛座椅舒適性的人 機(jī) 環(huán)分析，安全舒適的汽車駕駛座椅的設(shè)計(jì)必須滿足坐姿舒適性（靜態(tài)舒適性）和振動(dòng)舒適性（動(dòng)態(tài)舒適性）的要求。如果分析得到的汽車固有頻率接近人體敏感頻率，那么在汽車行駛過程中將使人體產(chǎn)生共振，而嚴(yán)重影響乘員乘坐的舒適性，甚至對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的健康隱患。駕駛員受到縱向、橫向及垂直三個(gè)方向的線振 動(dòng)與角振動(dòng)，這幾個(gè)振動(dòng)中，以垂直和繞縱、橫坐標(biāo)軸的角振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響較大。即將人體與汽車座椅的總質(zhì)量計(jì)為 M，汽車座椅的剛度系數(shù)（彈性）計(jì)為 K，座椅振動(dòng)阻尼為 C，路面不平傳給座椅的響應(yīng)作為汽車座椅的輸入 X，而座椅的振動(dòng)響應(yīng)為 Y，作為座椅傳給人體的輸入，它將影響人體乘坐的舒適性。 “人 椅系統(tǒng)”在垂直方向上的多自由度模型：考慮到人體實(shí)際上存在一定的阻尼和剛度，常常將人體模型設(shè)計(jì)為單質(zhì)量塊的單自由度模型或兩質(zhì)量塊的二自由度模型，而常常以人體二自由度模型最為理想，得到的“人 椅系統(tǒng)”模型為三自由度模型?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的研究者們?cè)诖嘶A(chǔ)上為座椅的 空間尺寸提供了很有成效的參考數(shù)據(jù)，對(duì)于汽車座椅乘坐人體的舒適度 [3]有很大的影響。 (2) 座椅所 使用的材料應(yīng)適應(yīng)人體的舒適性 座椅材料的選擇主要考慮到以下兩個(gè)方面：振動(dòng)舒適性以及座椅對(duì)人體熱環(huán)境的影響。座椅的設(shè)計(jì)與布置直接影響乘員乘坐的舒適性和室內(nèi)相關(guān)設(shè)施的布置，合理的安排座椅，改善人與座椅之間的關(guān)系，對(duì)于給乘員創(chuàng)造一個(gè)舒適安全的乘坐環(huán)境，起著至關(guān)重 要的作用。真正的人體工程學(xué)座椅應(yīng)該能在任何情況下都能有效的支撐著人體使其脊柱處于或接近 于正常的生理形狀（曲線），并承受人體體壓，維持人體正常的生理活動(dòng)和功能，不能壓迫任何神經(jīng)組織、內(nèi)臟器官等敏感組織。體 壓分布是決定座椅舒適性的重要因素。另外，為了使腹部與大腿之間的血管不受壓迫且血流通暢，軀干與大腿之間應(yīng)保持一鈍角： 90～ 115176。若體壓分布不合理，會(huì)使局部壓力過大，出現(xiàn)血液循環(huán)不沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 12 暢、局部麻木的現(xiàn)象等，加速疲勞，所以要充分注意。骨盆的每一側(cè)由 3塊融合在一起的骨頭組成，形成剛性非常大的骨組織。這樣的結(jié)構(gòu)不僅可以減輕振蕩、有效地保護(hù)臟器，而且還 能承受較大的負(fù)荷，滿足人類生活和勞動(dòng)的需要。 為了維持人體的某種姿勢(shì)，往往要靠肌肉纖維的交替收縮以保持一定的張力，肌肉使脊柱具有運(yùn)動(dòng)功能并保持相對(duì)穩(wěn)定。 本章小結(jié) 人機(jī)工程學(xué)作為一門新興的學(xué)科，在它自身的發(fā)展過程中，有機(jī)地吸收和 融合各相關(guān)學(xué)科的理論，不斷地完善本學(xué)科的基本概念、理論體系、研究方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。不同的心理品質(zhì)和身體素質(zhì)，對(duì)振動(dòng)的敏