1、西安航空职业学院毕业论文汽车座椅局部造型变化对 H 点及躯干角的影响姓 名： 专 业： 航空电子 班 级： 完成日期： 指导教师: 摘要：为研究汽车座椅造型设计时 H 点假人模型与座椅相对位置关系对实际 H 点及躯干角的影响，运用 ESI 产品 Visual-Seat 12.0 建立座椅 H 点仿真分析模型，通过使用 Morphing 功能对座椅局部进行改型，运用求解器 PAM-SEAT Solvers 2017.0 进行计算，分别得到座垫侧翼变化、座椅靠背角度变化、座椅靠背腰部造型变化、座椅靠背泡沫厚度变化对 H 点及躯干角的影响，为座椅舒适性设计提供了理论依据。关键词：H 点；躯干角； V
2、isual-Seat 12.01 引言随着国家经济的高速发展，很多家庭已经开始购置第二辆汽车，消费者不仅仅只关注省油与外观，也开始意识到舒适性的重要。对于整车来说，座椅是人直接接触的零部件，所以座椅的舒适性至关重要。座椅舒适性分为静态舒适性、动态舒适性、操作舒适性。H 点是座椅静态舒适性的重要指标，并且是座椅设计的基准点。H 点测试是否合格直接影响了驾驶者的视野，所以在座椅设计之初如何能保证 H 点合格是非常重要的。随着汽车行业技术的发展，车企们为了能够在市场上保持产品的吸引力与热度，不断在缩短产品开发周期，这无疑加大了座椅设计难度。因为现在座椅也开始了平台化开发，所以骨架主体结构不会有大的变
3、动，但是造型却是一个年型一变，造型的多元化也同样加大了 H点设计合格的难度。在这种大环境下，通过实际样件试验验证 H 点设计是否合理无疑是不符合项目成本要求的，通过仿真分析去验证却是一条更加便捷的方法，Visual-Seat 12.0 是 ESI 公司推出的一款座椅分析软件，它可以对座椅 H 点进行有效分析验证。本文将利用 Visual-Seat 12.0 验证座椅局部造型变化对座椅 H 点的影响，从而为座椅舒适性设计提供依据。2 分析验证结合平时舒适性设计工作中遇到的问题，验证以下四类造型变化对 H 点及躯干角的影响。2.1 座垫侧翼对 H 点及躯干角的影响座椅为了提高座垫包裹性，设计假人与
4、座垫侧翼有干涉，但是干涉量对 H 点及躯干角的影响是未知的，本节通过 Visual-Seat 12.0 进行仿真验证。Model 0：假人 H 点 Y 向两侧，假臀与座垫侧翼最大干涉量约 7mm，侧翼硬度 10kPa。Model A：Model 0 基础上，通过 Morphing 功能改变侧翼，使假臀与侧翼不干涉。Model B：Model 0 基础上，通过 Morphing 功能改变侧翼，使假臀与座垫侧翼最大干涉量约 10mm。不同座垫侧翼模型对比如图 1 所示，对比分析结果如表 1 所示。图 1 座垫侧翼造型对比表 1 不同座垫侧翼造型对应 H 点分析结果X（ mm） Z（mm） T（）
5、X（ mm） Z（mm） T（ ）Model 0 2298.73 1266.76 23.56Model A 2297.91 1263.31 23.37 -0.82 -3.45 -0.19Model B 2298.50 1267.65 23.66 -0.23 0.89 0.1通过对比分析结果可知，座垫侧翼与假人的干涉对 H 点影响较大。若侧翼 10kpa，假人H 点 Y 向两侧的座垫侧翼与假人干涉量增大 3mm，z 值升高约 1mm，x 值、躯干角几乎不变。2.2 座椅靠背旋转角度对 H 点及躯干角的影响有的项目会完全沿用另一个项目的汽车座椅，但是初始座椅位置会不同，本节验证靠背角度位置不同对
6、H 点及躯干角的影响。Model 0：靠背泡沫硬度 5kPa，泡沫厚度约 50mm，有靠背钢丝帘。Model C：Model 0 基础上，靠背向后转 1 度。Model C：Model 0 基础上，靠背向后转 2 度。Model D：Model 0 基础上，靠背向前转 1 度。Model D：Model 0 基础上，靠背向前转 2 度。不同靠背角度模型对比如图 2 所示，分析结果如表 2 所示。图 2 座椅靠背角度模型对比表 2 不同座椅靠背角度对应 H 点分析结果X（ mm） Z（mm） T（） X（ mm） Z（mm） T（ ）Model 0 2298.73 1266.76 23.56 M
7、odel C 2299.29 1267.08 24.39 0.56 0.32 0.83Model C 2299.65 1267.42 25.28 0.92 0.66 1.72Model D 2298.12 1266.64 22.79 -0.61 -0.12 -0.77Model D 2297.71 1266.53 22.04 -1.02 -0.23 -1.52通过对比分析结果可知，在当前座椅状态基础下。1) 靠背旋转一度，躯干角变化约 0.8 度。2) 若靠背角度等差增大变化，躯干角并不等差增大；若靠背角度等差减小变化，躯干角并不等差减小。3) 靠背角度增大与减小相同的角度，对应躯干角的变化量
8、是不同的。4) 2内旋转靠背角度，H 点坐标几乎不变。2.3 座椅靠背腰部造型变化对 H 点及躯干角的影响越来越多的汽车主司机座椅具有腰托调节功能，但是大部分副司机座椅还不具备此功能，并且腰部支撑越来越收到消费者的重视，那么只能通过改变腰部造型来改善腰部支撑，但这也会对 H 点测试结果产生影响，本节验证座椅靠背腰部造型变化对 H 点及躯干角的影响。Model 0：躯干线方向上，腰部顶出点距 H 点 135mm，靠背泡沫硬度 5kPa，泡沫厚度约50mm，有靠背钢丝帘。Model E：Model 0 基础上，腰部顶出点沿垂直躯干线方向上顶出 5mm，顶部顶出点上下各 80mm 范围内平缓过渡。不
9、同座椅靠背腰部造型对比如图 3 所示，分析结果如表 3 所示。图 3 座椅靠背腰部造型对比表 3 不同座椅靠背腰部造型对应 H 点分析结果X（ mm） Z（mm） T（） X（ mm） Z（mm） T（ ）Model 0 2298.73 1266.76 23.56 Model E 2292.89 1268.16 24.65 -5.84 1.4 1.09通过对比分析结果可知，在当前座椅状态基础下，腰部顶出 5mm、周围平缓过渡会导致H 点 x 值变小约 6mm，z 变化可忽略，躯干角会增大约 1 度。2.4 靠背整体增厚对 H 点及躯干角的影响现在消费者更加软的座椅，而座椅的软硬大多是靠泡沫硬度
10、来调节。若泡沫厚度不足则不能调节太软，以防感知到骨架，若随意增厚泡沫必会影响 H 点及躯干角。本节验证靠背泡沫增厚对 H 点及躯干角的影响。Model 0：靠背泡沫硬度 5kPa，泡沫厚度约 50mm，有靠背帘。Model F：Model 0 基础上，通过 Morphing 功能增加靠背泡沫整体厚度 10mm。靠背造型对比如图 4 所示，分析结果如表 4 所示。图 4 靠背泡沫厚度造型对比表 4 不同靠背泡沫厚度对应分析结果X（ mm） Z（mm） T（） X（ mm） Z（mm） T（ ）Model 0 2298.73 1266.76 23.56Model F 2290.02 1268.63
11、 23.51 -8.71 1.87 -0.05通过对比分析结果可知，在当前座椅状态基础下，靠背芯部泡沫厚度整体增厚 10mm，会导致 H 点 x 值变小约 9mm，z 值升高约 2mm，躯干角几乎不变。3 结论与展望3.1 结论本文研究了四类座椅造型变化对 H 点及躯干角的影响，得到的结果有助于基于此骨架平台开发的其他座椅舒适性设计。并且可以得出，局部单一变化通常仅能引起 H 点 x 值、z 值以及躯干角中 1-2 个值的变化。3.2 展望文中描述的仅仅是日常座椅设计工作中的几种，还有很多种变化值得我们去探讨，比如局部硬度变化对 H 点的影响，足跟点或者足角变化对 H 点的影响，座椅靠背侧翼与
12、假背干涉对 H 点的影响，座垫角度变化对 H 点的影响，靠背帘角度的变化对 H 点的影响等等。并且本文得出的结论是基于本公司骨架平台，得出结论的具体数值仅能做为参考。不同企业可根据各自骨架平台特点进行分析验证各自结论，并应用于舒适性前期设计之中。10. 参 考 文 献1 GB15083-2006 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法S.2 瞿喆文,姜峻岭. 后排座椅抗移动行李冲击的优化设计J.上海汽车， 2010.63 徐凯，肖光，陈飞. 整体式座椅对行李箱冲击影响的研究J.汽车使用技术，20154 曹飞. 移动行李对座椅冲击试验结果的影响因素分析J. 客车技术研究，2014.3致 谢在本论文的写作过程中，我的导师*老师倾注了大量的心血，一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。
