Разработка методики расчета и выбор рациональной формы поверхностей автомобильных сидений

• Автор: Шишкин, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 257 с. : ил.

1. Состояние исследовании в области проектирования сидений

2. Математическая модель взаимодействия человека и сиденья

2.1 Используемая система координат

2.2 Критерии оценки комфортности посадки человека на сиденье

2.2.1 Распределение контактных давлений на поверхностях подушки и спинки

2.2.2 Критерий оценки изгиба линии позвоночного столба

2.2.3 Относительные критерии дискомфорта и комфортности

2.2.4 Комплексные критерии оценки комфортности посадки

2.3 Модель взаимодействия человека с подушкой сиденья

^ 2.4 Модель взаимодействия человека со спинкой сиденья

2.4.1 Представление позвоночника в виде системы звеньев

2.4.2 Метод расчета параметров звеньевой модели позвоночника человека на основе данных эксперимента
2.5 Расчет рациональной формы подушки сиденья
2.6 Расчет рациональной формы спинки сиденья
2.7 Методика расчета рациональной формы поверхностей подушки и спинки сиденья
2.8 Методика расчета рациональной компромиссной формы поверхностей сиденья
2.8.1 Параметрическое описание формы поверхности сидений
2.8.2 Расчет параметров для существующих форм поверхностей подушки и спинки сиденья
2.8.3 Альтернативный алгоритм расчета рациональных форм поверхностей подушки и Уз' спинки сидений
2.8.4 Алгоритм расчета рациональных компромиссных форм поверхностей подушки и спинки

2.8.5 Методика расчета рациональных компромиссных форм поверхностей подушки и
спинки сидений
2.9 Оценка влияния колебаний автомобиля на комфортность посадки
2.10 Программный комплекс расчета рациональной формы и апатита комфортности
сидений транспортных средств
Выводы по главе
3. Аналитическое исследование свойств сидений
3.1 Зависимость комфортности сиденья от различных параметров
3.1.1 Зависимость комфортности подушки от различных параметров
3.1.2 Зависимость комфортности спинки от различных параметров
3.2 Результаты расчета и выбор рационатьной формы подушки сиденья
3.3 Результаты расчета и выбор рационазьпой формы спинки сиденья
Выводы но главе
4. Экспериментальные исследования
4.1 Объекты исследований
4.2 Описание эксперимента для измерения формы сиденья в свободном состоянии и
формы человека
4.2.1 Описание измерительного устройства
4.2.2 Описание эксперимента по измерению формы подушки и спипкн сиденья
4.2.3 Результаты измерений формы подушек и спинок сидений
4.2.4 Описание эксперимента по измерению формы бедер и ягодиц человека
4.2.5 Описание эксперимента по измерению формы спины человека
4.3 Описание и результаты эксперимента для измерения формы деформированного сиденья
4.4 Описание эксперимента для измерения контактных давлений
4.4.1 Описание измерительного устройства и технологии проведения эксперимента

4.4.2 Грхдунровка измерительного устройства
4.4.3 Результаты эксперимента
4.50писап11сэкспсримснта11оизмсрсншожссткостнсидснья11тслачсловгка
4.5.1 Измерение жесткости поверхностей сиденья
4.5.2 Измерение жесткости ягодиц и бедер человека
4.6 Оценка погрешности в экспериментах
4.6.1 Эксперименты, связанные с измерением формы поверхности
4.6.2 Эксперимент по измерению жесткости поверхности
4.7 Оценка сходимости расчетных и экспсриментхзьпых данных
4.7.1 Критерии сходимости расчетных и экспериментальных данных
4.7.2 Исследование сходимости расчетной и экспериментально измеренной ^ деформированной формы подушки сиденья
4.7.3 Исследование сходимости расчетной и экспериментально измеренной деформированной формы спинки сиденья

4.8 Оценка комфортности сидений различных производителей
4.9ПрсдложспняпоулучшсншоконструкцнисидснийавтомобилсйГЛЗ-3110
4.9.1 Изменение формы поверхностей подушки и спинки сиденья
4.9.2 Изменение жесткости блока пенополиуретановой основы сиденья
4.9.3 Механизм регулировки величины поясничного подпора спинки сиденья
4.9.4 Изменение конструкции монтажной рамки сиденья
Выводы по главе
Основные результаты и выводы
6. Список использованной литературы
¥> Пр вложение 1. Измеренные формы поверхностей сидений п тела человека
Измеренные формы подушек сидении
Измеренные формы спинок сидений

Введем следующее обозначение:
Да0( =2агс^(Л'ш/2). (2.17)
Утверждение. Критерий может быть записан для небольших по величине величин Да, и Да0, в виде (2.18).

1>а, -Да0,]
°"п
где Да,. - углы в шарнирах ломаной, / - длина звеньев ломаной. Доказательство. Для ломаной выполняется следующая цепочка равенств:
(2.18)

N-17:

к,-к*,

('V -1)Д2а
Да, 2 Да„. 1к 1--1ц
ь 2 I ь

(ДГ-1)Д2
гк
-”т°)
Да, Да.
соэ соз

(7/ — 1)Д„
-7гЕ[Лц.-Дао,]2'
» *’2
т.к. для малых величин Да, и Да0, выполняются приближенные равенства (Да,_Да^,
2
: (Да, - Да 0, )/2; соь( Да ,/2) = 1; соь( Да 0,/2) ~ 1.
Утверждение доказано.
Также был введен критерий (2.19), отличающийся огт на постоянный множитель.
= ^[Да,-Да0,]! = /Л_ Л>„„ (2.19)
Учитывая компактность формулы для его вычисления и то, что в настоящей работе кршерий /91КП был введен с целью сравнения комфортности сидений между собой, нсиользусгся в основном именно Д,„.
На основе анализа значимых факторов, влияющих на длительное сохранение работоспособности водителя автомобиля и на обеспечение здоровья при длительной сидячей рабочей позе, сформулирован количественный критерий комфортности спинки сплетя в части взаимодействия с человеком. Критерий отражает сравнение тестируемых спинок сиденья по фактору их влияния на изменение формы позвоночника. При этом форма