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汽車座椅舒適性試驗(yàn)解讀 之 頻響特性
1. 試驗(yàn)?zāi)康?/span>將座椅安裝在垂向振動臺上，掃頻振動后獲取座椅的傳遞率曲線，計(jì)算最大傳遞率、固有頻率、動剛度和阻尼比等參數(shù)，以此來評估座椅的動態(tài)舒適性能。
2. 振動設(shè)備
該試驗(yàn)需要有一臺垂直振動的、電液反饋控制的振動臺。其動態(tài)響應(yīng)能夠進(jìn)行補(bǔ)償，確保座椅的振動輸入滿足實(shí)際振動的要求，振動臺最大推力建議為1.5倍測試對象重量（平臺運(yùn)動部分、座椅、模塊），運(yùn)動行程至少175mm。
另外振動平臺還需要滿足激振信號的波形要求。
3. 配重模塊
不同標(biāo)準(zhǔn)推薦的配重塊有所不同，SAE J2896推薦采用AM假臀，QC/T 55-1993推薦采用JM 假臀作為配重塊，有些企標(biāo)則推薦采用真人、HIII假人或水假人。重量45kg-80kg之間。模塊不同，放置位置的要求也不同，QC/T 55-1993規(guī)定的模塊擺放位置如圖1所示。
4. 試驗(yàn)準(zhǔn)備
將座椅固定到與車身環(huán)境一致的夾具上，調(diào)整到設(shè)計(jì)位置。
加速度傳感器安裝在一個(gè)半剛性的墊盤中間，墊盤的結(jié)構(gòu)尺寸參考圖2，墊盤平放于座椅表面，放在人體坐骨連接線的中點(diǎn)，保證傳感器的靈敏軸平行于振動方向（＜15°），墊盤的固有頻率要高于試驗(yàn)的最高頻率。
另外要在座椅的減振元件之下安裝一個(gè)加速度傳感器，傳感器要在座椅的垂直投影面之內(nèi)，距通過座墊中心的垂直縱向平面的距離不大于100mm。5. 激振信號
不同標(biāo)準(zhǔn)推薦的振動波形均有所區(qū)別。QC/T 55-93激振信號掃頻范圍0.5Hz-20Hz，振動平臺臺面加速度的峰-峰值取2、4、6m/s2任一數(shù)值。
6. 數(shù)據(jù)分析
對振動平臺和座椅上的加速度傳感器輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以得到座椅的振動傳遞率函數(shù)曲線，該曲線一般是先上升，在固有頻率處達(dá)到峰值后，開始下降。
基于傳遞率曲線，可以得出固有頻率f，最大傳遞率A，10Hz處的傳遞率B，并由如下公式計(jì)算動剛度K和阻尼比ξ。
該試驗(yàn)要重復(fù)三次，最終的結(jié)果取三次試驗(yàn)的平均值。
那么如何評估試驗(yàn)結(jié)果的好壞呢？航天英雄楊利偉在一次采訪中講到，在神舟五號飛船上升到三四十公里的高度后，出現(xiàn)了比預(yù)想要嚴(yán)重得多的箭體振動，當(dāng)時(shí)身體已經(jīng)完全用不上力了，甚至感覺所有內(nèi)臟都要被震碎了。長達(dá)26s的強(qiáng)烈振動讓他有瀕臨死亡的感覺，甚至感慨道“以為自己要犧牲了”。
上面所描述的其實(shí)是一種共振現(xiàn)象。簡單說，就是當(dāng)一個(gè)外力的振動頻率與這個(gè)物體的固有頻率相等時(shí)，會使這個(gè)物體的振動放大的現(xiàn)象。
10Hz以下的低頻振動容易導(dǎo)致人體器官共振，由于當(dāng)時(shí)火箭發(fā)動機(jī)造成的脈沖與火箭結(jié)構(gòu)的振動頻率接近和重合，造成了意外的共振，頻率大概就是8Hz，因此進(jìn)一步導(dǎo)致宇航員身體器官的共振，在如此大的振幅和加速度下，也許只有航天員的身體素質(zhì)才能扛得住26s。
同樣，汽車在運(yùn)行過程中會發(fā)生振動，如果振動頻率和人體及器官的固有頻率接近、振幅較大且持續(xù)時(shí)間長的話，很容易增加成員的不適感和疲勞感。因此座椅的固有頻率需要盡量避開人的固有頻率，另外座椅的傳遞率尤其是10Hz附件的傳遞率也應(yīng)盡量低，從而盡可能地衰減傳遞到人體的振幅。這是評價(jià)該試驗(yàn)結(jié)果好壞的底層邏輯。
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