如何提高座椅舒适度？

                                  如何提高座椅舒适度？     

                         

   在假期里和朋友家人开车自驾游，享受沿路的好风景是一件多美好的事情啊。但是，长时间的坐车，会让人感到疲惫不堪，罪魁祸首可能是汽车座椅设计得不够舒服，或者说，“接触面的应力分布不合理”。

仿真分析用于座椅设计

事实上，良好的座椅舒适性能够减少乘坐人员的腰肌损伤。

   研究人员发现人和坐椅的接触界面的应力分布是个极为重要的指标，并提出了满足舒适性体压分布的一般准则。

在一款舒适的汽车座椅的早期设计阶段，就需要进行计算机仿真模拟。

通过三维建模与有限元分析,可以精确预测人体臀部与坐垫之间的受力关系；再通过比较虚拟仿真与物理试验的结果，来检验设计方案是否可行。 这样反复迭代几次，对座椅进行优化设计，不仅能够缩短产品的上市周期，还可以大量节省研发成本。

3D数字模型的建立

  通过逆向测量技术得到座椅和人体的几何模型结构，比如，用3D扫描的方法得到座椅样品的点云图，对表面的一些不规则曲面。

 比如说存在凹坑等，需要再次修正，以保持人体和座椅的接触面和形状与实际模型相似。

  由于人体大腿与臀部的上表面在仿真分析中几乎不起作用，故而可以对模型进行适当简化，不仅不会影响试验可信度，还可以大大提高建模效率，加快研发进度。

改善座椅的舒适性

工程师们通过构建有限元模型，输入材料物性参数，对人椅接触界面进行受力分析，结果通过3个方面分别来反映：

• 人椅接触界面平均压力；

• 人椅接触界面最大压力；

• 人椅接触界面相对应区域的尺寸及压力分布情况。

而有限元模型的构建及相关参数的选择对分析的可行性具有较大影响。材料参数的选择是影响模拟成败的关键因素，材料参数的合理与否决定载荷与变形是否符合实际情况。

在定义接触方式时，考虑到座椅表面比人体表面要大很多，主要是臀部位置，故将人体臀部设置为接触面而座椅设置为目标面。

此外，在忽略皮肤之间衣物和坐垫的相互作用下，对仿真模型施加载荷，为了之后能与试验结果进行对比，并提高仿真结果准确性，在此采用对模拟环境施加重力场的方式，生成人体一座椅压力分布图。

                                                               仿真分析座椅压力分布图

                                                                 实测座椅压力测量结果

对比试验测试，仿真所建立的模型能够真实地反映试验结果。

与传统的座椅舒适性判断相比，产品设计阶段可以根据实际人体与座椅的压力分布规律进行模型的改进和优化，作为评估及优化座椅舒适性的科学依据。