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要闻:汽车座椅舒适性试验解读 之 频响特性

2022-09-13 08:44:49来源:汽车座椅验证  

1. 试验目的

将座椅安装在垂向振动台上,扫频振动后获取座椅的传递率曲线,计算最大传递率、固有频率、动刚度和阻尼比等参数,以此来评估座椅的动态舒适性能。


(资料图片)

2. 振动设备

该试验需要有一台垂直振动的、电液反馈控制的振动台。其动态响应能够进行补偿,确保座椅的振动输入满足实际振动的要求,振动台最大推力建议为1.5倍测试对象重量(平台运动部分、座椅、模块),运动行程至少175mm。

另外振动平台还需要满足激振信号的波形要求。

3. 配重模块

不同标准推荐的配重块有所不同,SAE J2896推荐采用AM假臀,QC/T 55-1993推荐采用JM 假臀作为配重块,有些企标则推荐采用真人、HIII假人或水假人。重量45kg-80kg之间。模块不同,放置位置的要求也不同,QC/T 55-1993规定的模块摆放位置如图1所示。

4. 试验准备

将座椅固定到与车身环境一致的夹具上,调整到设计位置。

加速度传感器安装在一个半刚性的垫盘中间,垫盘的结构尺寸参考图2,垫盘平放于座椅表面,放在人体坐骨连接线的中点,保证传感器的灵敏轴平行于振动方向(<15°),垫盘的固有频率要高于试验的最高频率。

另外要在座椅的减振元件之下安装一个加速度传感器,传感器要在座椅的垂直投影面之内,距通过座垫中心的垂直纵向平面的距离不大于100mm。

5. 激振信号

不同标准推荐的振动波形均有所区别。QC/T 55-93激振信号扫频范围0.5Hz-20Hz,振动平台台面加速度的峰-峰值取2、4、6m/s2任一数值。

6. 数据分析

对振动平台和座椅上的加速度传感器输出数据进行处理后,可以得到座椅的振动传递率函数曲线,该曲线一般是先上升,在固有频率处达到峰值后,开始下降。

基于传递率曲线,可以得出固有频率f,最大传递率A,10Hz处的传递率B,并由如下公式计算动刚度K和阻尼比ξ。

该试验要重复三次,最终的结果取三次试验的平均值。

那么如何评估试验结果的好坏呢?

航天英雄

杨利伟在一次采访中讲到,在神舟

五号飞船上升到三四十公里的高度后,出现了比预想要严重得多的箭体振动,当时

身体已经完全用不上力了,甚至感觉所有内脏都要被震碎了。

长达26s的强烈振动让他有濒临死亡的感觉,甚至感慨道“以为自己要牺牲了”。

上面所描述的其实是一种共振现象。简单说,就是当一个外力的振动频率与这个物体的固有频率相等时,会使这个物体的振动放大的现象。

10Hz以下的低频振动容易导致人体器官共振,由于当时火箭发动机造成的脉冲与火箭结构的振动频率接近和重合,造成了意外的共振,频率大概就是8Hz,因此进一步导致宇航员身体器官的共振,在如此大的振幅和加速度下,也许只有航天员的身体素质才能扛得住26s。

同样,汽车在运行过程中会发生振动,如果振动频率和人体及器官的固有频率接近、振幅较大且持续时间长的话,很容易增加成员的不适感和疲劳感。

因此座椅的固有频率需要尽量避开人的固有频率,另外座椅的传递率尤其是10Hz附件的传递率也应尽量低,从而尽可能地衰减传递到人体的振幅。这是评价该试验结果好坏的底层逻辑。

标签: 固有频率 振动频率 加速度传感器

责任编辑:hnmd003

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