汽车人椅系统振动特性与体压分布试验研究

结合实车振动舒适性试验与体压分布试验,研究了汽车行驶动态工况下人椅系统的振动特性与体压分布特性。采用加速度传感器测量了人体头部、背部、臀部及坐椅底板等部位的振动,试验表明人体承受靠背纵向、坐垫垂向的振动较大;通过人椅系统传递特性分析,可知人体头部主要运动发生在XZ平面,且研究人椅系统振动舒适性时,除考虑坐垫振动外,靠背纵向、头部垂向振动不容忽略。采用电容式压力分布传感器Xsensor测量了人椅接触界面靠背、坐垫体压分布,人椅系统静态体压统计分析表明靠背、坐垫分别承载了人体17.67%,67.65%的质量;汽车行驶工况纵向压力中心坐标在持续坐姿下,靠背、坐垫分别向下、向前滑动,动态体压参数随车速的增加而增加,同时与加权加速度均方根值呈良好正相关,表明汽车行驶工况下动态体压参数能够综合反映人椅系统的振动舒适性。     

自行车鞍座人机耦合模型的有限元分析

为研究鞍座结构对人体舒适性的影响,考虑人体与鞍座的接触关系,基于Pro/E软件建立二者的三维模型,导入ANSYS中进行有限元仿真分析,得到了人与鞍座接触面上的压力分布、鞍座的变形、应力云图 结果表明:人体所受压力主要集中在臀部及会阴区,臀部软组织所受压力最大,减小人体的压力,可以改善骑行舒适性 研究结果为定量分析鞍座骑行舒适性提供了研究方法,为鞍座结构的优化设计提供了理论指导.     

大型客机座椅坐垫人体静态舒适性研究

航空座椅的舒适性对乘客乘机舒适性有重要影响。本文针对某型民用航空客机座椅乘员舒适性问题建立座椅动力学模型,引入人体模型,通过姿态调整,研究了整体座椅的乘员入座过程,分析了乘员落座时,接触坐垫、靠背的压力分布。依据Mergl-SAE2005准则评价座椅的舒适性能,结果表明,本文精确地模拟了该型座椅与乘员之间的体压分布。该研究对于航空座椅的舒适性评价具有一定的参考价值。     

空调客车内部流场计算流体动力学数值模拟

针对某型空调客车，应用κ-ε紊流模型及贴体坐标，采用SIMPLE算法计算了室内气固耦合传热问题，采用Monte Carlo法分析计算了太阳透射辐射在车室内固体表面引起的附加热流变化，对空调客车室内气流场和温度场进行了数值模拟。通过实验测定对比分析，数值计算值与测定值基本吻合。研究结果表明：乘坐区乘客头部高度水平面内温度分布均匀，比较理想；回风口下方区域的温度和驾驶区司机头部温度偏高，对热舒适性不利。研究结果为改善车内人体冷热舒适性提供了理论依据，对车内气流组织优化设计有指导意义。     

单列高速列车通过特长隧道时耳感不适问题研究

高速列车通过隧道时产生的压力瞬变会引发车内压力波动,对司乘人员的耳感舒适性有重要影响。影响压力瞬变的主要因素有列车速度、阻塞比和隧道长度。特长隧道和中长隧道两种条件下的压力瞬变和车内压力波动的特性是不同的。为考察我国采用单一时间间隔内最大压力变化量研判司乘人员耳感舒适性的适用性,有必要研究高速列车通过特长隧道时车内压力波动特点。基于一维可压缩不等熵非定常流动模型的广义黎曼变量特征线法和我国隧道断面参数特点,研究单车通过简单结构特长复线隧道内时的压力波特性,归纳隧道长度、列车速度和气密指数对车内压力变化的影响特性,分析隧道长度下不同时间间隔的最大压力变化量的最大值变化趋势,获得特长隧道下车内压力变化规律及特殊性问题。参照欧洲压力舒适性标准,分析耳感不适问题的特征,得出在特长隧道条件下采用多时间间隔压力变化阈值评价耳感舒适性问题的必要性。     

汽车座椅体压分布变化规律和调节策略

汽车座椅的舒适性和智能化广受消费者关注，为给座椅的舒适性和智能化设计提供理论指导，研究了汽车座椅调节对体压分布影响规律并基于体压变化规律提出了一种改善舒适性的座椅调节策略。以座椅调节参数为因子，以人体与座椅接触面的压力特征参数为观测变量，设计了正交实验。利用方差分析——同时主成分分析方法(ANOVA-simultaneous component analysis, ASCA)对正交试验数据进行分析，得到了座椅调节对体压分布的影响规律。基于分析结果提出并验证了一种改善乘坐舒适性的座椅调节策略。研究发现：(1)座椅调节对体压分布有显著影响，其中靠背角度和滑轨位置相比座椅高度影响更大；(2)当靠背角度向后移动时，靠背压力变大且向四周移动，臀部压力变小；随着滑轨位置向后变化，座垫上的压力中心向臀部向腿部移动；(3)基于体压变化规律和理想体压分布提出的舒适性调节策略相比其他调节策略改善舒适性的效果更显著。     

主/次显示器视距设计对头部关节舒适度的影响

以视平线可与显示器中心重合为准,分别探讨显示器中心在视平线上方、下方时不同视距对头部关节舒适度的影响. 实验自变量为视距(眼睛与显示器中心的水平距离),因变量为头部关节舒适度. 实验结果显示:1)显示器中心在人视平线上方时,头部舒适性状态始终处于不舒适状态,此时视距与人的头部舒适性关系成正比,即视距越大,头部舒适性越好;2)显示器中心在人视平线下方时,头部关节舒适状态始终处于正常范围,舒适性程度随视距增大而减小.     

水平振动下人-椅界面压力分布与振动特性研究

针对水平振动下坐姿人体舒适性问题，对其人-椅系统界面的动态压力分布与人-椅系统的振动特性的相关性进行研究，开展水平振动下坐姿人体舒适性研究。利用电动振动台产生正弦白噪声信号，Tekscan压力采集设备采集动态压力，采用ENS（靠背不支撑后背）与EBS（靠背支撑后背）两种坐姿，对汽车座椅进行水平振动实验，得到坐姿人体纵向压力分布图与坐姿人体响应传递函数曲线。通过计算平均压强、标准化平均压力与坐姿人体响应传递率，最终得出水平振动下坐姿人体背部动态压力对5Hz最为敏感，背部响应传递率在4Hz时达到峰值，7Hz时趋于平缓；臀部与大腿动态压力分别对3Hz与9Hz最为敏感；头部响应传递率在3Hz时达到峰值，6Hz时趋于平缓。为汽车座椅设计提供一定理论基础。     

变硬度组合式汽车座椅设计与舒适性分析

针对驾乘人员和汽车座椅之间接触压力分布不均匀的现象,设计了一种由不同硬度海绵材料制成的变硬度组合式汽车座椅,使汽车座椅海绵材料的力学特性适应体压分布的特点。利用压力传感器测量得到人体与汽车座椅之间的接触压力分布图像,并进行了仿真分析,对不同汽车座椅的试验数据进行平滑处理后进行对比分析。提出了理想压强差的概念,通过比较汽车座椅断面上的压力分布与理想体压分布曲线的贴合程度,实现对汽车座椅乘坐舒适性的定量分析。结果表明组合式汽车座椅可以在一定程度上提高乘坐舒适性。     

径压胀形中管材的填充性及成形性分析

通过对不锈钢管材径压胀形过程进行有限元数值模拟，对成形管材断面对角线长度变化趋势及壁厚分布规律进行了分析与比较，探讨了加载方式、管端约束条件（管端自由与管端固定）及摩擦条件对管材填充性及成形性的影响规律。结果表明，自由胀形直径或内压力越大，则管材的填充性越好，但成形性越差；管端固定时会使管材的填充性及成形性变差；摩擦使胀形管材断面形状不完全对称，且随着自由胀形直径或内压力的增大而显著。