一种汽车座椅减振舒适性评价方法与流程
本发明属于汽车座椅减振舒适性评价，具体涉及一种汽车座椅减振舒适性评价方法。
背景技术：
1、汽车座椅舒适性是指乘客在长时间坐车时所感受到的舒适程度。其中座椅的减振舒适性对于驾乘者的身体健康和旅行舒适程度都至关重要。如果汽车座椅没有足够的减振能力，当车辆行驶在不平坦的路面上时，驾乘者将会受到明显的颠簸和振动，这可能导致身体不适、疲劳和肌肉酸痛等问题。此外，长时间处于缺乏减振的座椅上也可能导致身体损伤，例如椎间盘突出、脊柱曲度不正常等问题。因此，在设计汽车座椅时，需要考虑到驾乘者的舒适感和健康问题，特别是对于长途旅行的乘客来说，这一点尤为重要。为提高汽车座椅的减振舒适性，从而提高驾乘者的舒适感和保障乘坐者的身体健康，需通过采用合适的减振材料和结构设计，同时，对座椅进行减振舒适性测试和评价，以对汽车座椅进行合理的改进。
2、目前，针对汽车座椅舒适性的评价主要是静态乘坐舒适性的评价，静态乘坐舒适性只是座椅舒适性的一个方面，缺少对减振舒适性的评价方法，而通常汽车行驶在路面上，会产生一定的振动，并会传导至座椅，所以，汽车座椅不仅要应提供良好的支撑和静态乘坐舒适性，还需要具备一定的减振能力，以减少车辆振动对乘坐者的影响，从而保证乘坐的舒适性和安全性，合适的座椅减振能力对乘坐舒适性有着重要影响。
3、然而汽车座椅的减振舒适性评价方法的缺失，会影响到汽车制造商的产品设计和质量控制，也会影响到消费者对于汽车座椅的选购和使用体验。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本发明提供一种汽车座椅减振舒适性评价方法；能够更准确、高效地对汽车座椅减振舒适性进行评价分析。
2、一种汽车座椅减振舒适性评价方法，具体步骤如下：
3、步骤一，将汽车座椅固定在振动台上，并在座椅上放置模拟假人，模拟人体乘坐状态，调整座椅靠背角度至合适位置，安全带束紧，固定假人；
4、步骤二，假人身上集成三轴向加速度传感器，集成位置分别在假人臀下与座椅接触的中间位置以及假人后背与座椅靠背接触的中间位置，用于采集假人所受到的三个方向的振动加速度情况，获得三个轴向的加速度时间历程曲线；
5、步骤三，由振动台对汽车座椅施加振动信号，振动信号包括垂向三角波脉冲信号、垂向等幅扫频信号；同时在振动台上布置三轴向加速度传感器，用于采集振动台面作为驱动端的加速度情况，获取三个轴向的以横轴为时间，纵轴为振动台面加速度的振动台面加速度时间历程曲线；
6、步骤四，对于垂向三角波脉冲信号激励，通过采集到三个轴向的加速度响应信号，计算得到各频率激励信号加载时各个轴向获得的最大响应加速度，对于三个轴向分别绘制以垂向三角波脉冲信号激励的频率为横坐标，最大加速度为纵坐标的最大响应谱；
7、步骤五，对于垂向等幅扫频信号激励，根据采集到的三个轴向的加速度响应信号，分别计算三个轴向下的如下参数，包括：共振频率、6hz峰峰幅值，以及加权加速度均方根值和振动衰减率，具体过程如下：
8、将扫频过程中的加速度时间历程曲线进行傅里叶变换，将时域谱转换为频域谱，通过频域谱获取加速度峰值时对应的频率，记为共振频率pr，计算该人椅系统共振频率偏离度dp，计算方法为：
9、
10、通过频域谱获取频率6hz处对应的加速度峰值，该峰值的2倍为扫频激励下的峰峰幅值ap-p，设定某一峰峰幅值作为基准峰峰幅值a，计算峰峰幅值比pa，计算方法为：
11、
12、步骤5.3，由扫频加速度响应时间历程信号计算加速度时间历程的自功率谱密度函数ga(f)，将所分析的频率范围划分多个频率区间，计算对应频率区间的加速度均方根值，计算方法为：
13、
14、式中：aj——中心频率为fj的频率区间的加速度均方根值；
15、fij、fuj——中心频率为fj的频率区间的上、下限频率；
16、对各频率区间设置加权系数，计算加权加速度均方根值，计算方法为：
17、
18、式中：aj——中心频率为fj的频率区间加速度均方根值
19、——加权加速度均方根值；
20、ωj——第j个频率区间的加权系数；
21、对加速度信号的各轴向设置加权系数，计算总加权加速度均方根值计算方法为：
22、
23、式中：kx——加速度信号x轴向加权系数；
24、aωx——加速度信号x轴向加权加速度均方根值；
25、ky——加速度信号y轴向加权系数；
26、aωy——加速度信号y轴向加权加速度均方根值；
27、kz——加速度信号z轴向加权系数；
28、aωz——加速度信号z轴向加权加速度均方根值；
29、对扫频加速度响应时间历程曲线及振动台面加速度时间历程曲线分别进行拉普拉斯变换，求比值获得振动衰减率；具体计算方法如下：
30、
31、式中：g(s)——振动衰减率；
32、y(s)——假人加速度响应信号的拉普拉斯变换；
33、x(s)——振动台面加速度信号的拉普拉斯变换；
34、步骤六，分析：
35、根据最大响应谱、共振频率偏离度、峰峰幅值比、总加权加速度均方根值，对座椅减振舒适性从加速度的三个轴向进行评价，其中最大响应谱幅值越小、共振频率偏离度越大、峰峰幅值比越小、总加权加速度均方根值越小、振动衰减率越小，则座椅减振舒适性效果越好；相反，则座椅减振舒适性效果越差。
36、所述步骤一中垂向三角波脉冲信号幅值为40mm，包括5种脉冲频率，分别为3hz、5hz、10hz、15hz和20hz。
37、所述步骤一中垂向等幅扫频信号幅值5mm，频率增加速率0.1hz/s。
38、所述步骤二中所用的加速度传感器为三轴向加速度传感器，量程5g，频率响应范围0～500hz。
39、采用信号采集设备采集假人身上加速度传感器采集到的加速度信号，所述信号采集设备具备模拟量输入功能，采样频率大于或等于100hz。
40、所述步骤五中，扫频过程中的加速度时间历程曲线为以扫频加载时间为横坐标，以加速度为纵坐标的曲线。
41、所述步骤五中的基准峰峰幅值a的确定：采用多种车型的汽车座椅分别按照步骤一及步骤二设置，再由振动台对汽车座椅施加垂向等幅扫频信号激励，并按照步骤五计算不同车型的峰峰幅值ap-p，从中选择最大值作为基准峰峰幅值a。
42、本发明的有益效果：
43、本发明可以对汽车座椅的减振舒适性进行客观评价，通过对传感器采集数据进行分析，量化座椅减振情况，并结合人体工学原理及座椅加速度分析，评估座椅对乘员舒适性的影响。可以依据评估结果，对座椅减振进行优化，包括采用更先进的减振材料或技术，以减小座椅的振动幅度；引入智能调节系统，根据路况和乘客身体状态实时调节座椅，以提供更加个性化的舒适性体验。
44、附图说明
45、为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
46、图1为本发明汽车座椅减振舒适性评价系统结构图；
47、图2为本发明汽车座椅减振舒适性评价方法流程图；
48、图3为本发明汽车座椅减振舒适性评价系统示意图；
49、图4为本发明汽车座椅减振舒适性评价系统假人结构示意图；
50、图5为本发明振动激励用三角波脉冲信号示意图；
51、图6为本发明振动激励用等幅扫频信号示意图。
技术特征：
1.一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，所述步骤一中垂向三角波脉冲信号幅值为40mm，包括5种脉冲频率，分别为3hz、5hz、10hz、15hz和20hz。
3.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，所述步骤一中垂向等幅扫频信号幅值5mm，频率增加速率0.1hz/s。
4.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，所述步骤二中所用的加速度传感器为三轴向加速度传感器，量程5g，频率响应范围0～500hz。
5.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，采用信号采集设备采集假人身上加速度传感器采集到的加速度信号，所述信号采集设备具备模拟量输入功能，采样频率大于或等于100hz。
6.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，所述步骤五中，扫频过程中的加速度时间历程曲线为以扫频加载时间为横坐标，以加速度为纵坐标的曲线。
7.根据权利要求1所述的一种汽车座椅减振舒适性评价方法，其特征在于，所述步骤五中的基准峰峰幅值a的确定：采用多种车型的汽车座椅分别按照步骤一及步骤二设置，再由振动台对汽车座椅施加垂向等幅扫频信号激励，并按照步骤五计算不同车型的峰峰幅值ap-p，从中选择最大值作为基准峰峰幅值a。
技术总结
本发明属于汽车座椅减振舒适性评价技术领域，具体涉及一种汽车座椅减振舒适性评价方法；由振动台对汽车座椅施加振动信号，振动信号包括垂向三角波脉冲信号、垂向等幅扫频信号；获取最大响应谱、共振频率、6Hz峰峰幅值，以及加权加速度均方根值和振动衰减率，根据这些结果对座椅减振舒适性从加速度的三个轴向进行评价，其中最大响应谱幅值约小、共振频率偏离度越大、峰峰幅值比越小、总加权加速度均方根值越小、振动衰减率越小，则座椅减振舒适性效果越好；相反，则座椅减振舒适性效果越差；本发明能更准确、高效地对汽车座椅减振舒适性进行评价分析。
技术研发人员：孙野,于长清,吕彦朋,董钊宏,张子双,谢强,刘志远
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23