1.1目的及意义

汽车座椅是将乘员和驾驶员身体与汽车直接接触的重要部件，给乘员提供乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施，它直接关系到乘员的乘坐舒适性和安全性，而对座椅舒适性方面的设计对整车安全性起着越来越大的作用。汽车座椅不仅要给成员提供舒适的驾驶和乘坐环境，使驾驶员获得良好的视野，而且在汽车受到撞击时可以最大限度的保护乘员的安全。因此对汽车座椅的设计以及研究极为重要。汽车驾驶员座椅的设计包括汽车座椅的静态和振动舒适性及操作舒适性等方面的研究。静态舒适性要使座椅的静态尺寸跟测量的人体尺寸相符合，满足驾驶员和座椅的舒适的贴合感。振动舒适性要使汽车座椅能良好地减弱地面和汽车本身传来的振动和冲击，满足驾驶员的精神状态的稳定，国外有学者认为，如今，各国汽车座椅制造商正在努力的提升汽车座椅的各项特性，力求达到最好的安全性和舒适性，所以各国学者对汽车座椅的研究也在进行当中，对座椅进行设计时，势必要从静态和振动舒适性两个方面进行探讨。

1.2国内外的研究现状分析

国外：关于座椅静态舒适性的研究^[1]，西方国家投入了巨大的人力物力，并且研究的时间已经很长了，如今舒适性方面的设计技术水平非常发达^[2~4]。对汽车舒适性评价的影响因素有三个：①客观的生理学因素；②主观的心理学因素；③评价者的差异^[5~6]。Mehta.Ｃ.Ｒ和Tamari提出了一种新的座椅设计的基本模式，这种模式建立在生物力学基础上^[7]。德国一家制造汽车座椅的公司，在他们生产的座椅底部加了气囊式悬架结构，用这种方式能提高行驶过程中乘员的驾乘安全性和舒适性。美国ROHO集团研发出一种防止乘员完全陷入座椅的车用充气坐垫，这种坐垫的制造原料是氯丁橡胶^[8]。对于动态舒适性的研究，20世纪60年代，随着振动理论蓬勃发展，人们对道路路面特性有了比较明确的认识，汽车振动学也随着道路特性的发展而不断完善。1974年，国际标准化组织（ISO）在综合大量有关人体振动研究成果的基础上，制定了国际标准ISO 2631（人体承受全身振动评价指南），之后对它进行修订^[9~10]，世界汽车行业大国都加强了对新型减振座椅的研究^[11~12]。在机械减振座椅的基础上，20世纪90年代设计出了新的空气悬挂式座椅，这种座椅很大程度上提髙了减振的功能，悬挂式座椅的出现成为座椅动态舒适性热点^[11]。

国内：在国内，汽车座椅的销量与产量在不断増加，不过汽车座椅的档次还是较低。有些供应商引用了国外的先进技术，国内企业的研发条件和技术水平比国外企业还是有明显的差距。很多企业跟外企合作，目前，国内没有对汽车座椅舒适性的强制检测项目，对舒适性的检测和评价还没有规范的规则和方法。一巧都是采用让实验人员在汽车实验中进行评价和测试，这种评价费时费力。虽然国内的驾驶座椅外形和调节方面跟国外的没什么差别，但舒适度还是较弱^[13~15]。

2.1研究基本内容

查看相关文献，掌握学习人机工程学、多体动力学、CAD 数字化建模和虚拟样机仿真的相关知识，利用人机工程和虚拟设计的知识对座椅虚拟设计，并采用软件ADAMS进行分析。

2.2研究技术方案

仔细研读关于汽车座椅设计和振动分析的文献和资料，综合学习人机工程学、多体动力学、CAD 数字化建模和虚拟样机仿真掌握虚拟设计的相关知识，利用 CATIA 人机工程模块建立符合我国成年人人体尺寸的三维人体模型，从部分国家标准，人体模型贴合形式，重要部件参数设计准则（座椅靠背，坐垫，扶手，头枕等）来获取座椅参数，研究了汽车座椅安全性和舒适性设计需要的关键参数确定方法。遵守安全设计要求作为第一目标，根据中国人人体尺寸来调整和实现座椅最佳的舒适性静态参数并进一步优化座椅静态参数。利用CATIA软件，人机工程和虚拟设计的知识对座椅虚拟设计，最后采用多体动力学软件 ADAMS 中进行仿真分析，进行振动分析和优化，提高车座椅舒适性、降低传递振动的同时，保持高标准的安全性。