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座椅舒适性设计指导共26页word资料
座椅舒适性设计指导书
宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。
至元明清之县学一律循之不变。
明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。
到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。
其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。
而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。
“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。
于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。
在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。
版本
与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。
金代元好问《示侄孙伯安》诗云：
“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。
”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。
清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。
可见，“教师”一说是比较晚的事了。
如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。
辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。
描述
唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。
至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。
至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。
发布日期
编制
001
首次发放
2019-09-01
黄玉强
第1章舒适性介绍
1.1.座椅舒适性是什么
汽车座椅是人与汽车之间的连接部件，它应当是能够让驾驶员不受限制地完成其驾驶任务，当刹车时以及快速变换方向时，驾驶员能坐稳，并在较长时间的行驶中尽可能少的感到疲劳。
汽车座椅要使人获得舒适并且避免持续对人体造成损害。
舒适就是缺少不舒适。
指的是主观上感觉好，非常喜欢，心情高兴愉快。
人坐在座椅感觉不到疼痛感或刺激，是难以测量的。
座椅舒适性可分为静态舒适性、动态舒适性以及操作舒适性三方面内容。
静态舒适性是指在车辆静止状态下座椅提供给人体的舒适特性，主要与座椅尺寸参数、材质、调节特性等有关。
动态舒适性是指汽车在行驶状态下座椅通过座椅骨架以及坐垫将振动传递到人体后给人的舒适特性；还包含车辆在急加速、急减速过程中其所体现出来的对人员的姿态保持性能。
操作舒适性主要是指在驾驶过程中驾驶员操作的舒适特性。
如操作空间满足调节要求，操作力及操作行程刚好，调节过程无噪声等。
按照乘坐时间的不同，座椅舒适性有可以分析短期舒适性和长期舒适性两种。
短期舒适性是人坐在座椅上开始的几分钟人体感受，如造型风格、材料质地、空间等。
长期舒适性是指人坐在座椅相当长的一段时间后对舒适性的感受，此时通常车辆处于运动行驶中，通常为45分钟以上的时间。
座椅需要具有隔振的能力，并且行驶中对驾驶者或乘员姿态的保持起到有一定的积极作用。
通常满足长期舒适要求的座椅也同样具备短期舒适性，那些不具备长期舒适性的座椅通常也不具有短期舒适性。
1.2.与舒适性相关的影响因素
与舒适性相关的因素可以大致分为两类，主观因素和客观因素。
主观因素包括：
人群：
如年龄、文化传统、体型。
主观感知：
身体状况，生理方面特点，心理。
压力分布：
局部硬点将减少血液的流通导致周五组织的不舒服。
乘坐姿势、热舒适性、隔振效果、人机工程、车辆类型及布置。
客观因素包括：
护面：
质地、延伸率、沟槽布局。
泡沫：
密度、硬度、压缩量。
结构：
操作位置、空间、行程。
造型：
表面风格、包裹性、轮廓尺寸。
1.3.主观评价
座椅舒适性的评价通常分为主观评价和客观评价。
所谓主观评价即人通过视觉、感官、听觉、操纵、乘坐去感受舒适性好坏，分为外观评价、乘坐评价。
通常会从以下几个方面去评价座椅的舒适性。
1.3.1.外观评价
不同的座椅造型、颜色搭配及面料的采用对不同人有不同的视觉冲击。
出色的座椅会给人感官的舒适感，继而带来一种乘坐的渴望。
通常外观评价会关注点以下几个方面：
●造型美观程度。
例如：
座椅的芯部和侧翼，靠背和坐垫及头枕比例是否均衡对称；各部分是否美观统一。
●做工感觉精致程度。
例如：
缝隙是否均匀程度；头枕导套，面套侧面和操作手柄，不同的坐垫和靠背等各个零件间是否紧接并很好地配合程度；紧固件（螺钉，夹子或孔）是否可见；紧固件与部件是否很好地整合在一起。
●用材优质程度。
●表面感官清洁程度。
1.3.2.乘坐评价
通过对座椅的驾驶乘坐从而获得的主观判断结果，可以支持和补充物理实验获得的测试结果。
为了获得有说服力的主观评价，应当有足够多的各种各样的人参与评价。
特别轻或特别重的人，在汽车里能够遇到舒适性的问题，所以在选择试验参与者的时候，应当注意充分考虑这两种极端情况。
乘坐评价通常关注的评价内容如下：
-入座感觉：
座椅软硬度是否合适，如过硬或过软等。
-压力分布：
如臀部范围，大腿范围是否存在硬点等情况发生。
-侧面支承：
座椅、靠背是否体现一定的包裹性。
-大腿支承：
靠背支撑面积是否适合。
-腰椎范围的后背支承
-振动特性：
体现的是座椅对来自地板的振动的隔振性能。
-出入的方便性：
上车、下车。
-调节机构：
包括力大小、位置、行程及噪声。
-头枕的位置和形状：
如人体头部距头枕距离。
-头部的活动灵活性：
例如在向后行驶时人回看时视野开阔性。
-总体舒适性印象
关于FJC评价座椅的舒适性的方法，可参见附录B。
1.4.座椅试验评价
在进行主观评价的同时，座椅整椅及泡沫、护面等部件自身性能还必须满足客户的一些要求。
通常开展的舒适性试验包括成品试验和材料试验两大部分。
整椅：
坐垫及靠背刚度，传递率，压力分布，H点
材料：
气味，泡沫硬度，护面透气性等性能
1.5.感性工程学
感性工程学是介于艺术设计学、工学及其他学科之间的一门综合性交叉学科。
日本筑波大学研究室院感性认知与神经科学部主席、艺术设计学院原田昭认为，这种综合与交叉涉及艺术科学，心理学、基础医学、运动生理学等人文科学和自然科学的诸多领域。
第2章全球人体数据
1.6.人体百分位划分
百分位表示设计的适用域。
在人体工程学设计中常用的是第5、第50、第95百分位。
第5百分位代表“小身材”，即只有5%的人群的数值低于此限值。
第50百分位代表“适中身材”，即只有50%的人群的数值高于或低于此下限。
第95百分位代表“大身材”，即只有5%的人群的数值高于此限值。
影响人体测量数据差异的因素有：
1）年龄；2）性别；3）年代；4）地区与种族；5）职业等。
目前中国标准化研究院发布的关于中国人体尺寸的标准为GB10000-1988，该标准按照全国抽样方案，测量了男子11164人、女子11150人，取得了47项人体基础数据。
又根据不同人群、不同技术目标，分别给出男女各3个年龄组（18岁一25岁，26岁。
35岁，36岁一60岁）的各个人体尺寸项目的百分位数。
还分别列表给出中国6个自然区人口身高、体重、胸围的均值和标准差，基本满足了各个方面研究和设计的需要。
1.7.数据统计组织
中国标准化研究院GB10000-88
德国标准化学会DIN33402-2019
日本尼桑，丰田及其它国内外汽车厂家。
1.8.欧美及亚洲人体尺寸比较
百分位
欧洲
GB10000-88
日本2019
TSF6122G-2009
RAMSIS中国人体
目前FJC
身高
cm
体重
kg
身高
cm
体重
kg
身高
cm
体重
kg
身高
cm
体重
kg
身高
cm
体重
kg
身高
cm
体重
kg
5%女性
<165
<65
148.4
42
146.9
41.1
150.4
46.9
160
46
5%男性
---
---
158.3
48
158.8
51.3
156.5
51.4
162.2
48
172
61
50%女性
165~180
65~75
157
52
155.6
52.6
161.8
64.4
165
64
50%男性
170~185
65~85
167.8
59
167.8
65
167.6
64.4
169.6
63.5
177
80
95%女性
---
---
165.9
66
164.4
64.1
---
---
---
---
95%男性
>185
>90
177.5
75
176.9
78.7
179.4
81.9
180
68
第3章人机工程学
1.9.概述
在驾驶员座椅的人机工程学造型设计时，不得将驾驶员座椅看作是孤立的汽车一人系统的元素。
对于座椅适当的要求，也属于可靠的无疲倦驾驶的内容。
身体姿势的高度，向外目视和观察仪表的条件以及操作元件的可及性，均取决于定位和座椅调节的可能性。
1.10.人体姿态
舒适的坐姿应保证腰曲弧度处于正常的状态，腰背肌肉处于松弛状态，从上体通向大腿的血管不受压迫，保持血液的正常循环。
最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略向上后倾斜，保持上体与大腿间角在90°~115°，同时小腿向前伸，大腿与脚掌之间也应到达一定的角度。
常见的一些车型的人体角度区间参见下表3.1。
表3.1
Segment
Row
TorsoAngle（°）
HipAngle（°）
KneeAngle（°）
FootAngle（°）
H30
PassengerCar（typical）
1stRow
22.5–25.8
94.5–99.3
123.0–135.0
84.9–91.3
219–265
2ndRow
24.3–28.3
80.3–97.2
79.1–113.4
114.8–134.9
261–310
SUV（typical）
1stRow
21.7–24.1
94.8–98.2
119.0–128.0
84.3–90.5
251–335
2ndRow
20.0–25.2
82.7–92.1
87.2–99.2
110.4–131.2
282–333
Van/Truck（typical）
1stRow
17.7–22.3
92.0–96.9
114.1–128.9
85.3–91.3
248–369
2ndRow
21.1–24.3
87.8–95.6
88.8–107.8
85.2–146.2
317–367
Recommended
1st&2ndRow
>21
>90
>90
>87
<325
在DIN33402（德国人体尺寸）和VDI-规程2780及2782中，规定了中等人以及5%妇女和95%男人的外体尺寸、关节到关节的尺寸、关节活动角度。
根据这些人体尺寸，它们的平均值和分散值以及公司特有的经验，可以提供驾驶员空间和座椅在纵向、高低方向调节范围所需要的尺寸。
根据当前掌握的知识水平，认为以下角度是有利的（括号里的值为5%妇女和95%男人的）：
下腹—大腿：
105°
大腿—小腿：
115°（112°/118°）
上臂—下臂：
105°（81°/133°）
这时候，只产生很小的肌肉张力，而且，避免了对人体内部器宫（例如胃）不必要的压力.而且，在操作转向轮和踏板时的身体姿势也是有利的。
对“正常人”来说，适于5%妇女和95%男人极限值的髋关节，在105°常数髋部角的情况下，差别在汽车纵向为190mm；而在高度方向视点差别在约为140mm。
由此，座椅调节范围在纵向为190mm，而在头枕的高度调节范围为140mm。
图3.1：
适于不同身高人的驾驶座椅上的几何关系
1.11.座椅尺寸
常见的座椅尺寸参见图3.2，座椅尺寸过大或过小都会影响人体的舒适性。
譬如对于坐垫芯部宽度而言，通常尺寸为310mm左右。
芯部尺寸多大将会导致侧翼对人体的包裹性不好，过小将会导致侧翼对人体大腿外侧产生过多夹持从而造成不舒服。
对于坐垫长度而言，坐垫长度过大将会导致坐垫前段顶到人体小腿部，从而影响驾驶。
表3.2列举了一些A级车、B级车、C级车主要座椅尺。
图3.2：
座椅尺寸示意图
表3.2
第4章舒适性设计
1.12.舒适性设计流程
座椅舒适性设计及STO创建遵循下面的流程：
图4.1
1.13.座椅系统舒适性主要设计准则
目前涉及车身、假人布置等具体的座椅尺寸的要求有很多，通常最主要的理想的舒适性设计要求如下：
表4.1
属性
要求
人到坐垫金属骨架的间距
>50mm
人到靠背金属骨架的间距
>35mm
H点向前200mm处坐垫宽度
>525mm
H点向上100mm处靠背宽度
>525mm
坐垫缝纫线沟槽距H点位置
>135mm
腰托相对H点向上位置
142.5mm
坐靠中间区域泡沫复合层厚度
>8mm
坐靠中间区域复合泡沫密度
>25.6kg/m³
腰托的调节功能
2向以上调节
1.14.舒适性设计布置图
目前对舒适性Layout图的截面合计32个。
各个截面的分布及数量参见下表4.2。
对各个截面图中的各个尺寸评价的大体原则参见表4.1，如：
人体到坐垫骨架的距离需要大于50mm，到靠背骨架的距离需要大于35mm等等。
针对不同车型的座椅个别尺寸要求会不同，如SUV、VAN等车型座椅芯部宽度及坐垫角度等要求会有所差别。
表4.2
截面图
数量
描述
C2.1~C2.5
C4.1~C4.9（M2M）
9
靠背
C3.1~C3.5
C5.1~C5.9（M2M）
9
坐垫
C6.1
1
调角器旋转中心
C7.1~C7.2
2
扶手
C8.1~C8.4
4
中心线
C9.1~C9.2
2
腰托
C18.1~C18.5
5
控制面板
合计
32
图4.2前后排座椅截面位置示意图
图4.3座椅坐垫截面尺寸示意图
图4.4座椅坐垫Meattometal尺寸示意图
图4.5座椅中心面尺寸示意图
第5章静态舒适性
1.15.座椅压力分布
1.15.1.测试设备
此测试使用的设备为2个压力分布测量垫，分布用于座椅坐垫和靠背。
压力分布测量垫必须覆盖整个坐垫和靠背的表面。
测量垫必须确保测试者在测试过程中受到零或极小的伤害。
坐垫表面传感器的最小分辨率是36X36，靠背表面传感器的最小分辨率是40X64。
具体的参数以及测量参数需要与专业负责部门确认。
1.15.2.测量方法
泡沫件生产出来以后，在开始试验之前至少要存放168个小时。
在测量前，座椅至少要在DIN500014-23/50标准气候条件下存放12小时。
试验也是在DIN500014-23/50标准气候条件下进行的。
在试验过程中，脚一定要放置在与车内地毯一致的脚部支撑上（脚后跟支撑点和脚的角度）在测量过程中，要给试验人员提供一个正常的（背部没有凹凸弯曲），安静的，放松的位置，且面向行驶方向。
手自然垂到两个大腿中间位置或者定位在方向盘的驾驶位置上。
试验人员需要穿同样的衣服。
需要注意的是，不要给试验人员附加任何硬质的物体。
座椅由一组人乘坐在他们喜欢的位置。
过程中的压力分布必须被记录。
这个组必须包括至少以下百分位：
5%女性，50%女性，5%男性，50%男性，95%男性。
把规定好的座椅压力分布垫放置在座椅坐垫和靠背上，放置的时候一定要保证座椅表面
和人体分布图都能清晰地显示出座椅压力分布图。
测试者必须调整乘坐位置直到他/她舒适。
每个测试者的乘坐位置必须被记录并包含在试验报告中。
在测量过程中试验人员是不可以看到座椅压力图的。
在专业负责部门确认的测量时间内，需要保持试验人员的安静。
为了计算舒适性参数，应该像图中展示的那样使用一个适合试验人员的身体分布图。
图5.1为了计算舒适性参数的人体分布图
根据图5.1所示的人体分布图可知，共分为17个舒适区。
1.15.3.评价准则
测试结果需要满足下列基本条件：
●座椅尾骨下面的最大压力<1N/cm2（10kPa）
●中间大腿的平均压力大约0.3~0.4N/cm2
●在座椅尾骨发内内向后和向前的倾斜度要尽可能小（一致的过渡，没有压力峰值）
●后背的平均压力（不是在肩膀侧）0.1~0.3N/cm2
●后背最大压力<0.2-0.7N/cm2
1.15.4.结果控制
在座椅设计过程中保证人与座椅骨架有足够的间隙，对于MeattoMetal值要求靠背大于35mm，对于坐垫需要大于50mm。
同时可以利用舒适性有限元分析识别出高应力点，后续进行相应的结构改进以实现压力分布满足客户要求。
1.16.座椅H点测量
1.16.1.测试设备
“红假人”符合SAEJ826/VDA304标准，FAW-VW项目使用。
FAROP0802：
测量范围：
＜直径2.4m；测量精度：
±0.036mm
FAROP1205：
测量范围：
＜直径3.7m；测量臂精度：
±0.073mm；系统扫描精度：
0.108mm
1.16.2.座椅测试前预处理
在尺寸检测室放置至少4小时，使座椅材料达到室温；
若座椅从未被坐过，一个体重为68-75kg的人应该在座椅上坐2次，每次1分钟来消除坐垫、靠背的护面与内部的间隙。
所有的座椅总成需要保持至少半小时空载状态才能开始检测。
1.16.3.记录数据
对座椅进行H点测量过程中，需要记录下假人自身的各个角度，用于后续对H点的测试结果进一步数值分析。
图5.2H点坐标值
图5.3记录躯干角
图5.4记录臀部角
图5.5记录膝部角度：
图5.6记录足部角度：
1.16.4.评价准则
按标准要求，评价座椅X方向、Z方向和躯干角是否在公差范围内。
除了客户特殊要求外，通常要求如下：
X：
±10；Z：
±10；Torsoangle：
25±2°。
1.16.5.结果控制
在创建STO用的座椅中心线阶段，需要保证在关键截面处Manikin与座椅骨架具有20%~35%的压缩量。
主要的关键截面参见整椅Layout图SectionP41。
在座椅H点测试阶段，对于H点和躯干角不符合客户要求时，可以从局部更改泡沫与金属骨架之间的间隙和更改泡沫硬度着手。
若想增大H点假人实测过程中躯干角角度（如设计值为25°）可以将坐垫泡沫调硬，而将靠背泡沫调软，这将将导致躯干角偏大。
图5.7整椅Layout图SectionP41
第6章动态舒适性
1.1.振动技术基础
1.1.1.汽车-座椅-人系统的振动性能
汽车在行驶过程中，经常是完全无规则随机的。
振动影响到乘客，主要是由于汽车行驶轨迹不平引起的，但也可能是由于汽车机组内部的动态过程所致。
这些机械振动分别根据强度、频率、时间、方向和作用部位，影响到人体的全身以及单独器官。
这时候，有可能出现各个器官彼此之间的相对运动以及局部的共振。
图6.1描述出该等量参数系统，包含有不同部分器官的固有频率。
图6.1行驶轨迹-汽车-座椅-人系统的振动模型
这种谐振问题适用于垂直的、正弦形的激励，但原理上也可适用到无规则振动过程（随机激励）。
车的谐振频率如表所示：
车辆部件
频率（Hz）
车轮
8-15
白车身
1-2
悬挂系统
8-14
车地板
20-30
承载座椅
2.5-4
空载座椅
14-19
座椅靠背
6-8
人体在不同频率区间表现出来的症状如下表：
症状
频率（Hz）
一般的不适
4-9
呼吸受影响
4-8
尿意
4-9
胸痛
5-7
腹痛
4-10
下颚
6-8
喉咙哽咽
12-16
肌肉收缩
10-18
头部不适
13-20
说话受影响
13-20
1.1.2.振动技术设计
在座椅-人体系统的振动过程中，应当注意确保该系统的固有频率并不在人体器官的汽车谐振范围之内。
因为按照经验，人在其身体的主谐振范围之内（4-8Hz）最为敏感，而且对于2至4Hz的振动相对不敏感。
所以，座椅谐振曲线的最大振动幅放大Vo（放大函数或传递函数）应当处在2至4Hz范围内，这样可以避开车身、车轮和人体的谐振频率（图6.2）。
图6.2理想的座椅谐振曲线（传递函数）
最大的振幅放大Vo（在谐振频率Fo时），其值越小越好。
当频率大于f1以后（V<1）系统开始起到隔振作用。
需要保证加速度X〞在谐振的情况下不要过高，为的是使对于坐着的人的负荷不要超过可承受的程度。
标准的阻尼系数D和加速度X〞，可以从谐振曲线中按下面的公式计算出来：
D=0.5/VX〞=（2πf）²aV
式中，V=任意频率f时的振幅放大
a=激励振幅
1.2.振动特性（B-LAH190.14.2）
目前T99、X88参考的标准为B-LAH190.14.2。
这种试验是在台上的试验，用来记录座椅谐振曲线并测定振动技术方面有意义的特性参数。
1.2.1.测量设备
电磁或液压振动台。
一个45公斤重的按SAEJ826标准规定的臀部模型，在Z方向需要能够自由运动。
图6.3试验设置图片
1.2.2.测量的实施
首先以1mm激励振幅（a0）在座椅的谐振频率f0下预振动5分钟。
然后以1Hz/min的扫频速率进行从0到7或11Hz的扫频1~3次。
按此方式获得的座椅谐振曲线（传递函数，参见图4）其形状与理想座椅谐振曲线相似。
从曲线可以读出：
-在频率F0时的最大振幅放大V0；
-谐振之后V=1（阻尼）的频率f1。
利用参数V0和F0，可以结合激励振幅ao和臀部模型的质量m可以计算出标准阻尼程度D，弹簧刚度C和V0时的加速度X’’：
D=0.5/V0C=（2×π×f0）²×mX’’=（2×π×f0）²×a×V0
1.2.3.测量的评价
实验结果作为工程信息，需要提交实验曲线给客户。
1.3.振动特性（VR600.1）
X77项目采用VR600.1与EP84300.42进行动态舒适性的评价。
VR600.1标准要求试验样件经过最少168小时的泡沫熟化和DIN50014-23/50-2条件下的6个小时存放后再进行试验。
采用带有竖直导向的45Kg假臀作为负载，进行1mm振幅，扫频速率1Hz/min。
先进行0至10Hz扫频1次，再进行0至25Hz的扫频1次并记录此次的振动特性曲线，作为动态舒适性的参考指标。
图6.4试验设置图片及曲线图
实验结果作为工程信息，需要提交实验曲线给客户。
1.4.振动特性（EP84.300.42）
1.4.1.测量的实施
X77项目采用VR600.1与
升级会员 