共享汽车驾驶员适宜H点和座椅参数实验研究

共享汽车具有车型统一、用户多变且使用频率高的特点,为提升共享汽车使用效率和驾乘体验,研发一种能根据驾驶员特征自动调节舒适坐姿的智能座椅意义重大。本文针对用户座椅调节存在的主观任意性导致的座椅舒适性问题,结合共享汽车智能座椅项目,以座椅H点前后位置、H点高低位置、坐垫角和靠背角4个变量为研究因子进行台架实验,分别研究5th、50th和95th百分位驾驶员的座椅舒适性受座椅参数的影响规律。首先,每个研究因子在参考车型范围内均匀选取3个实验水平,采用正交实验表对实验次数进行简化,确定正交实验须进行的组数并进行正交台架实验。实验人员对每组的座椅舒适性进行主观评价,同时通过压力测量仪和数显角度尺测量实验人员的体压分布信息和关节角度信息;其次,通过聚类分析确定了本文采用的以关节角度为客观参数的主客观舒适性评价体系,通过正交实验分析,得出了不同座椅参数对座椅舒适性的影响存在差异的结论,且随着驾驶员百分位的变化,对座椅舒适性造成影响的参数也在发生变化;最后,对正交实验所得数据进行修正拟合,构建了座椅适宜H点位置预测模型和靠背角度预测模型。

某座椅鞭打试验仿真与优化

针对某款座椅在鞭打试验中假人挥鞭伤较为严重,鞭打得分较低的问题,利用HyperMesh软件建立座椅有限元模型,并进行鞭打仿真分析,得到对鞭打伤害影响较大的因素分别为调角器刚度系数、头枕杆直径、靠背左侧支撑板厚度、靠背右侧支撑板厚度、靠背后部支撑板厚度、座垫右侧支撑板厚度和座垫左侧支撑板厚度,利用哈默斯雷试验设计方法对上述7个设计变量进行样本点采集,并利用移动最小二乘法进行近似模型拟合,采用全局响应面法对近似模型进行多目标优化,验证结果表明,优化模型的精度满足要求,优化后鞭打得分提高,座椅抗挥鞭伤性能显著提升。

汽车座椅头枕高度对乘员头颈部生物力学响应分析

目的探究汽车追尾碰撞事故中,座椅头枕高度对乘员头颈部的运动学和生物力学响应的影响。方法应用中国体征第50百分位男性头颈部生物力学模型和某款汽车头枕有限元模型,设置不同头枕高度的13组汽车追尾碰撞仿真试验,分析头部损伤指标HIC15、脑组织von Mises应力、颈部伤害指标Nkm和颈椎von Mises应力,并分别与头枕高度进行二维非线性拟合得到预测模型。结果全部头颈部损伤参数变化趋势一致,均为随头枕高度的升高先减小后增加,损伤参数最低值出现在头枕最高点与乘员头部最高点差值0~10 mm区间内。在头枕最高点低于乘员头部最高点30 mm以上时,乘员颈椎C1损伤风险最大,头枕最高点低于乘员头部最高点距离小于30 mm以及高于乘员头部最高点时,乘员颈椎C7损伤风险最大。结论汽车座椅头枕设计及乘员实际乘车时,应尽量使得头枕最高点与乘员头部最高点接近以降低乘员在汽车追尾碰撞中头颈部损伤风险。本研究量化评估了汽车座椅头枕高度对乘员头颈部的运动学和生物力学影响,为汽车追尾碰撞中乘员损伤机理研究和座椅头枕安全防护设计提供理论依据和数据支撑。

基于图网络的汽车零部件应力场快速预测方法研究

有限元分析作为一种重要的计算机辅助工程技术,在汽车零部件开发中起着极为重要的作用,但是在分析复杂问题时耗时长,影响开发周期。为此,本文提出了一种以有限元仿真提供样本数据、以图网络技术建立有限元输入与输出间的映射关系的神经网络方法,将该图网络方法应用于座椅骨架总成的应力场预测。该预测方法中采用图节点和图边模拟了有限元模型中节点间的连接关系,由此表达有限元模型中单元之间的拓扑关系,并将预测结果与有限元仿真结果进行了对比。结果表明该方法能准确预测座椅骨架总成的最大应力及其出现的位置,对应力分布一致性均有较好的预测能力,且计算速度比相应有限元求解度快3个数量级以上。

三轴振动激励下悬挂座椅垂向传递率试验研究

针对三轴激励下无源空气弹簧悬挂座椅垂向振动传递特性进行了试验研究。其中,垂向激励幅值设置为0.25 m/s^(2)r.m.s.、0.5 m/s^(2)r.m.s.或1.0 m/s^(2)r.m.s.,纵向和横向激励幅值同为0 m/s^(2)r.m.s.、0.5 m/s^(2)r.m.s.或1.0 m/s^(2)r.m.s.;座椅靠背倾角设置为0°、10°或20°。研究表明,垂向和水平方向振动激励幅值的增加均引起悬挂座椅传递率共振频率的降低,并影响座椅有效幅值传递率;在较小幅值(0.25 m/s^(2)r.m.s.)的垂向振动激励下,靠背倾角对该共振频率也有一定影响。此外,垂向和水平振动幅值对座椅传递率的影响存在轴间耦合效应,当垂向振动的幅值增大时,水平振动幅值从0.25 m/s^(2)r.m.s.增大到1.0 m/s^(2)r.m.s.所造成的传递率峰值的变化程度将减小,反之亦然。

一种车辆座椅自动加热和通风的实现方法及控制逻辑

文章针对座椅自动加热或通风功能的实现方法及控制逻辑进行陈述说明,从实现的逻辑策略角度入手,对系统组成、结构图以及工作原理进行简要分析,最后得出结论,以便能为车主提供更加人性化、智能化的使用体验,提升用户在驾乘车辆过程中座椅的舒适感。

机动车座椅振动异响的主观和客观评价及其相关性

以机动车座椅振动异响试验的异响声样本为研究对象,利用等级评分法对异响声样本进行了主观评价,得到反映座椅异响的主观评价得分。同时,计算了异响声样本的客观评价参量。通过主观和客观评价结果相关性分析,总结出可反映座椅异响主观评价结果的客观参量,其中A计权声压级和响度对主观评价结果均有影响。而客观评价参量响度和主观评价结果有更加显著的相关性,表明响度能够准确反映主观评价得分,通过计算响度能够验证异响主观评价结果的可靠性。

基于改变零件刚度的座椅抗鞭打性能优化

追尾碰撞在各种汽车事故类型中占有明显较大的比例,而鞭打试验中颈部损伤系数和上颈部弯矩是目前的主要失分项。文章基于物理试验与座椅有限元模型,分析了模型的基本结构和运动响应,然后运用Madymo软件建立了座椅鞭打试验仿真分析模型。对座椅主要设计参数进行灵敏度分析,以此确定了座椅结构中的主要零件刚度特性参数。利用多目标优化算法和蒙特卡洛模拟方法形成的相应的座椅抗鞭打性能优化方案,通过调整座椅主要零件刚度,以提高乘员头部和下颈部运动一致性。优化方案最终使颈部损伤系数降低26.5%,并且上颈部弯矩能够满足最高性能限值。

采用PD控制的变质量座椅悬架主动控制研究

针对座椅悬架负载质量的变化而产生的系统非线性,以及对座椅振动的有效控制等问题,提出了一种基于比例-微分(Proportional-Derivative,PD)控制的变质量座椅悬架主动控制系统。该控制系统建立在几个不同的控制器基础上,主控制器用于评估应在悬架系统中产生所需主动力的实际值,次级控制器用于计算信号的瞬时值,该信号通过其反向模型控制有源元件。建立主动座椅悬架系统模型,对主动座椅悬架控制系统进行设计。对不同负载质量的座椅悬架系统的鲁棒性进行仿真验证,对控制器参数进行优化设计,实现了主动座椅悬架自适应质量识别的精细控制。对优化设计结果进行对比验证,结果表明,质量变化对主动座椅悬架系统的动态性能影响显著降低。在100 kg质量负载时,EM3、EM5和EM6激励信号下,主动系统的座椅有效幅值传递率(Seat Effective Amplitude Transmissibility,SEAT)因子分别降低了49.81%、20.96%和29.85%,同时悬架行程分别降低了4.76%、33.87%和18.18%。所建立的主动控制系统显著提高了座椅悬架的性能,对变化负载质量具有更好的鲁棒性,为主动座椅悬架隔振性能研究提供了参考。

基于感性工学的中式汽车座舱CMF设计与应用研究

目的:随着中国经济的蓬勃发展,中式风格在市场上越发受到关注。在国家层面上,作为文化象征的中式风格被唤起,其商业价值和文化价值被重新审视;在企业层面上,大量中国企业要想打造国际品牌,进行文化创新、形象创新和技术创新,就不能忽视品牌背后文化力量的支撑。文章基于感性工学相关理论,旨在实现中式汽车座舱CMF设计优化,为今后的相关设计实践提供借鉴。方法:收集、筛选中式汽车座舱CMF研究样本及感性意象词,通过感性意象尺度图的绘制和分析,得出研究样本与感性意象词汇之间的关系,指导方案设计;结合眼动实验和问卷调查的主客观评价,对中式汽车座舱CMF设计方案进行评估,确保中式汽车座舱CMF设计方案的合理性和客观性。结果:将感性工学相关理论运用到中式汽车座舱CMF设计实践中,有利于指导并优化中式汽车座舱CMF的设计思路。结论:进行中式汽车座舱CMF设计,将理性的感性工学和感性的CMF设计相结合,不断优化和调整中式汽车座舱的色彩、材料和表面处理工艺,有助于引发中国用户的情感共鸣。

整车多乘员约束系统参数灵敏度分析与多目标优化研究

对某车型100%正面碰撞工况下整车多乘员约束系统进行参数灵敏度分析与多目标优化。搭建多乘员约束系统仿真模型并通过正面碰撞试验验证模型的准确性,确定约束系统参数及范围;采用最优拉丁超立方进行取样,建立参数与各部位损伤响应的Kriging代理模型,对约束系统参数进行灵敏度分析,结果表明安全带与气囊的点火时刻对整车约束系统性能的影响最大;采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),在代理模型的基础上对整车约束系统进行多参数多目标优化,优化结果可使假人头部、胸部损伤满足《中国新车评价规程》(C-NCAP)的五星要求。

具有天棚阻尼控制的准零刚度座椅悬架系统隔振性能研究

为改善开关型天棚阻尼控制策略在车辆半主动悬架控制中的应用效果,以车辆座椅悬架系统为研究对象,首先建立了具有负刚度结构的三自由度1/4车辆动力学模型,根据悬架系统动力学方程采用Matlab/Simulink搭建了其半主动控制系统仿真模型,同时对非线性控制系统的时域和频域响应进行了仿真分析,研究了负刚度结构参数对天棚阻尼控制系统的影响。结果表明:天棚阻尼控制准零刚度座椅悬架系统的综合性能目标函数比天棚阻尼控制座椅悬架系统降低了26%,比被动式座椅悬架系统降低了38%,说明其隔振效果具有明显优势。本研究确定了天棚阻尼系数的最优解,改善了车辆的操纵稳定性、运行平稳性和乘坐舒适性。

某车型座椅低频振动分析与改进

针对某车型座椅低频振动问题,采用测试与仿真手段找到座椅低频振动的根本原因。根据仿真结果提出优化方案,经试验和评价,优化效果较好,能够满足振动舒适性要求。

道路模拟环境中汽车零部件振动异响评价方法的研究

振动异响评价是机械振动环境试验和声学环境领域结合的新型交叉领域检测项目。本文对汽车零部件振动异响试验系统的搭建进行了介绍,对零部件振动异响评价试验一般要求及试验步骤进行了总结归纳,并通过具体案例分析试验效果。

某MPV中排座椅抖动排查及改进

某MPV行驶时中排座椅存在抖动,从整车传递路径及座椅本体进行测试分析,明确了后悬架减振器为主要传递路径,座椅本体的Y向17Hz模态为主要响应。从座椅的角度出发,将座椅的导轨、坐垫骨架、靠背骨架进行改制,结果表明靠背骨架增加质量可改善中排座椅抖动。通过在座椅靠背增加不同频率吸振器的方案,使座椅抖动较原状态降低了53%,达到了可接受的水平。

基于CAE分析的座椅拉拽安全性能结构设计优化

根据GB14167相关要求,对白车身座椅固定方式展开设计,设计完成后利用CAE软件进行仿真,根据仿真结果对设计进行优化,最后通过实车试验,验证了设计的合理性。

融合支持向量机和特征降维方法的人-椅系统振动模型研究

人-椅系统的振动传递特性受人体体征参数、座椅结构、乘坐环境等多种复杂因素影响。在人体振动实验研究的基础上,寻求构建一种基于支持向量机回归的座椅频响函数预测模型,分别采用递归特征消除法和主成分分析法对人体体征参数进行降维,并将低维特征输入预测模型,以实现对人-椅系统频响函数及其正交轴效应的预测。结果显示,相比传统支持向量机回归模型,应用主成分分析法降低体征参数关联,可以显著降低模型预测误差,预测值与实测值拟合度可达92%。通过递归特征消除法剔除次要体征参数,可进一步提升预测精度,预测值与实测值拟合度达94%。研究表明,基于特征降维优化的支持向量机回归预测模型能够有效筛选人体振动模型中输入参数的冗余信息,并提升座椅频响函数的计算效率和预测精度。

软头枕对某款座椅鞭打损伤的影响分析

佩戴软头枕会改变座椅在追尾事故中的保护效果,但是目前针对佩戴软头枕时的鞭打性能研究几乎没有。为探索软头枕在追尾事故中的作用,设计并完成了佩戴软头枕和未佩戴软头枕两种工况下的鞭打对比试验。结果表明,座椅佩戴软头枕会使假人头部较早的接触座椅,支撑并缓冲假人的头部运动,减缓假人头部向后甩动的剧烈程度;并使假人各部位的损伤减小,颈部伤害峰值明显降低;同时,具有提高座椅鞭打得分的作用。研究成果作为追尾事故的一种预研数据积累,将服务于后续新版鞭打规程的制修订工作。

基于拓扑优化的汽车座椅骨架轻量化设计

座椅是汽车内饰件中质量较重的一部分,座椅骨架的轻量化设计可以有效地降低座椅整体质量,提高汽车整体性能.本文利用CATIA软件对某乘用车前排座椅骨架进行几何建模,建立座椅骨架的有限元模型,并基于国家标准GB 15083—2006对座椅骨架模型进行有限元分析.然后利用相对密度法的拓扑优化模型对座椅骨架进行轻量化设计,以体积约束下的最小结构柔度为优化目标,通过ABAQUS软件中的TOSCA模块对座椅骨架进行拓扑优化,将优化后的座椅骨架结构在ABAQUS中进行静力学分析.结果显示,在满足座椅结构强度和刚度的情况下,座椅骨架减轻了0.584 kg,减重约4%,实现了座椅轻量化的效果.

汽车座椅发泡材料乘坐压力评估模型的构建

座椅发泡材料的特性是影响座椅舒适性的主要因素之一。本文利用拉压试验机对座椅发泡材料进行乘坐压力测量,设计乘坐压力与发泡密度、硬度和回弹率的单因素实验,实验分析了乘坐压力与物理参数的相关性和显著性。在40组实验数据的基础上,通过HyperStudy多学科优化软件,利用最小二乘回归法进行拟合得到了座椅发泡材料乘坐压力评估模型。利用此模型计算出乘坐压力的大小,从而在产品的设计阶段评估座椅舒适性的程度。