毕业设计(论文)——汽车座椅舒适度研究(6)

沈阳建筑大学毕业设计（论文）

的座椅进行测试。评测者的相关生理结构参数见表2-1。

表2-1 评测者相关生理结构参数

序号 1 2 3 4 5 6 性别 男 女 男 男 男 女 身高/cm 184 164 160 180 183 172 体重/kg 88 59 61 77 91 74 序号 7 8 9 10 11 性别 男 女 女 男 男 身高/cm 165 162 180 175 171 体重/kg 75 50 61 80 84

测试者按照正常驾驶位置入座，传感垫纪录测试者整个靠背压力分布。试验所获得的纵向压力分布曲线及压力分布云图分别如图2-6、图2-7所示。

图2-6 安装与未安装腰托座椅靠背压力曲线对比

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图2-7 靠背压力分布云图

比较图2-6、图2-7可知，安装有腰托装置的座椅在腰部的压力值明显大于未安装腰托装置的座椅。显然，安装腰托之后的座椅在靠背腰部区域给予了人体比较大的支撑，这种合理的支撑适应了人体凸向前的腰曲弧形，使身体各部分肌肉均处于放松状态，屈伸部位的角度以及受到的压力都有利于人体保持正常的血液循环，满足人体的生理结构上的需要。据医学统计，几乎95%的病变均发生于第4和第5腰椎的椎间盘，所以该试验选择在这个位置放置腰托装置。该位置一般在座椅H点上方约200mm处。

腰托装置的增加还为胸曲部分的肩胛骨提供了凭靠，减轻胸曲变形。根据人体靠背的组织结构特点可以看出，乘坐时，人体靠背的主要受力点就是腰曲部位的支承。这一点是乘坐舒适的凭靠点，而且其承受的压力最大，并沿着两点向外逐渐减小。因此，合理的座椅体压分布并不是一 种平均分配的分布，而是按照靠背的不同部位在产生不适感之前所能承受的压力大小的合理分布，即从腰曲部位的最大压力部位逐渐向外扩展减弱。如图2-7（b）所示。

2.2.3 座椅腰托的主观性评价试验

为了清晰地说明客观试验结果对乘坐舒适性的影响，进行了主观评价试验，试验中选取的测试者与客观试验相同。设计的主观舒适性评价试验由表2-2说明，通过每位评测者的打分对座椅总体舒适性进行主观评价。测试者在依次完成压力分布试验以后，根据表2-2中的每个评价指标进行约5min的主观评价并打分，最后将试验结果进行处理。

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表2-2 主观舒适性评估表

评价指标 (1)靠背压力 太小 -3 -2 太小 (2)靠背中部承重 -3 (3)支持力度 -3 (4)靠背中部舒适度 -3 (5)肩膀承重 -3 (6)操作性能 -3 总体评价(满分为10分) -2 -1 0 -2 困难 -1 0 适中 1 2 3 -2 太小 -1 0 适中 1 2 太强 3 -2 太小 -1 0 适中 1 2 太强 3 -2 太小 -1 0 适中 1 2 太强 3 -1 感受程度 适中 0 适中 1 太强 2 太强 3

11位评测者的主观评价经处理后的评分值见图2-8。对11个数值进行处理获得均值，安装有腰托的座椅主观评分为7.5，未安装腰托的座椅主观评分为6.7。

图2-8 座椅的主观评价对比

通过以上主观评价，可以看出尽管评测者的性别、身高以及体重不同，但安装腰托的座椅主观舒适度明显高于未安装腰托的座椅，进一步验证了客观试验结果的正确性。

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2.3 人体动态舒适性评价

2.3.1 加权加速度评价法

大部分汽车的地板谱有2个共振峰，其中一个为悬架的共振频率所产生的，频率为1～2Hz，其峰值比较大；其次一个共振峰值为汽车车轮部分（轮胎在路面上行驶所产生的）所产生的共振频率约为10Hz的峰值，其峰值相对比较小[7]。图2-9为应用于试验的汽车在水泥路面上以45Km/h车速行驶时的实测地板谱。

图2-9 汽车行驶时的典型地板谱

在f=0.975Hz处有一个共振加速度峰值a=0.482m/s2，在f=10.53Hz处有另一个共振加速度峰值a=0.243m/s2，分别对应汽车行驶时的悬架和轮胎共振频率。

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图2-10 头部对于汽车地板谱的加速度响应

由图2-10可见，人体头部的加速度谱峰值与汽车地板加速度谱峰值所在的频率几乎相同，根据计算的大约加权加速度均方根值为0.483 m/s2。在此持续振动加速度下，理论上驾驶员（乘员）能在24小时内能维持良好的保持工作效率状态，在8小时内能保持良好的舒适性姿势。因此座椅有较好的振动舒适性能，能很好的衰减汽车地板传给座椅的振动。

2.3.2 加速度剂量法

图2-11为图2-9所示在汽车座椅实验时，汽车在水平道路上（一级公路）行驶时的三个坐标轴上的实测振动加速度数据，实测时间为3min（图中分别选取了某时间段的曲线图示）。

（a）座椅在x轴方向上的振动加速度

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