如何提高座椅舒適度？     

                         

   在假期里和朋友家人開車自駕游，享受沿路的好風景是一件多美好的事情啊。但是，長時間的坐車，會讓人感到疲憊不堪，罪魁禍首可能是汽車座椅設計得不夠舒服，或者說，“接觸面的應力分布不合理”。

仿真分析用于座椅設計

事實上，良好的座椅舒適性能夠減少乘坐人員的腰肌損傷。

   研究人員發現人和坐椅的接觸界面的應力分布是個極為重要的指標，并提出了滿足舒適性體壓分布的一般準則。

在一款舒適的汽車座椅的早期設計階段，就需要進行計算機仿真模擬。

通過三維建模與有限元分析,可以精確預測人體臀部與坐墊之間的受力關系；再通過比較虛擬仿真與物理試驗的結果，來檢驗設計方案是否可行。 這樣反復迭代幾次，對座椅進行優化設計，不僅能夠縮短產品的上市周期，還可以大量節省研發成本。

3D數字模型的建立

  通過逆向測量技術得到座椅和人體的幾何模型結構，比如，用3D掃描的方法得到座椅樣品的點云圖，對表面的一些不規則曲面。

 比如說存在凹坑等，需要再次修正，以保持人體和座椅的接觸面和形狀與實際模型相似。

  由于人體大腿與臀部的上表面在仿真分析中幾乎不起作用，故而可以對模型進行適當簡化，不僅不會影響試驗可信度，還可以大大提高建模效率，加快研發進度。

改善座椅的舒適性

工程師們通過構建有限元模型，輸入材料物性參數，對人椅接觸界面進行受力分析，結果通過3個方面分別來反映：

• 人椅接觸界面平均壓力；

• 人椅接觸界面最大壓力；

• 人椅接觸界面相對應區域的尺寸及壓力分布情況。

而有限元模型的構建及相關參數的選擇對分析的可行性具有較大影響。材料參數的選擇是影響模擬成敗的關鍵因素，材料參數的合理與否決定載荷與變形是否符合實際情況。

在定義接觸方式時，考慮到座椅表面比人體表面要大很多，主要是臀部位置，故將人體臀部設置為接觸面而座椅設置為目標面。

此外，在忽略皮膚之間衣物和坐墊的相互作用下，對仿真模型施加載荷，為了之后能與試驗結果進行對比，并提高仿真結果準確性，在此采用對模擬環境施加重力場的方式，生成人體一座椅壓力分布圖。

                                                               仿真分析座椅壓力分布圖

                                                                 實測座椅壓力測量結果

對比試驗測試，仿真所建立的模型能夠真實地反映試驗結果。

與傳統的座椅舒適性判斷相比，產品設計階段可以根據實際人體與座椅的壓力分布規律進行模型的改進和優化，作為評估及優化座椅舒適性的科學依據。