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车辆座椅不同腰部支撑量对人体振动特性影响的研究
| 论文题名： | 车辆座椅不同腰部支撑量对人体振动特性影响的研究 |
| 关键词： | 汽车座椅;舒适性设计;腰部支撑量;人体振动;肌肉疲劳 |
| 摘要： | 由于长时间的疲劳驾驶与乘坐汽车，随之而来的是各类疾病频发，特别是腰部、颈部、臂部和肩部疾病，甚至可导致慢性肌肉骨骼损伤。疲劳驾驶极其容易发生安全事故，提高驾驶员乘坐舒适性刻不容缓。汽车座椅对舒适度有着重要影响，而在众多座椅设计变量中，靠背变量对舒适度的影响最大，腰部支撑量是靠背变量的重要参数。为了减轻在汽车振动过程中驾驶员肌肉的疲劳，研究腰部支撑量对人疲劳的影响具有重要意义。通过分析找出腰部支撑量与肌肉疲劳时间之间的关系，从而便于获得驾驶员下背痛预防方法，也可为汽车座椅产品的开发提供有力参考，并为汽车舒适性设计提供依据。本文主要包括以下几个方面: 首先，概述了肌电信号的产生原理与采集过程，设计了一款腰部支撑厚度可调节的机构，其调节范围为0、10、20、30、40mm，分析其受力条件，进行有限元分析，证明了所设计的腰部支撑机构满足实验需求，为后续的振动疲劳实验与加速度传递实验提供了理论依据。 其次，将腰部支撑机构安装在汽车座椅上，座椅固定在振动台上，进行振动疲劳实验。采用YS系列电磁吸合式振动台进行激振，在腰部支撑厚度为0、20、40mm时，分别采集竖脊肌、颈项肌、斜方肌、肱二头肌和股二头肌的表面肌电信号。对信号进行时频域分析，得到表面肌电信号的均方根值，积分肌电值与功率谱密度函数的中值频率。用均方根值的增加，积分肌电值的上升，中值频率的左移现象，评价局部肌肉的疲劳时间和疲劳程度。当腰部支撑量为20mm时，相比0mm或者40mm时，各个肌肉的疲劳程度都较低，20mm的腰部支撑量有利于减轻驾驶员长时间开车的疲劳感，提升座椅的舒适度。 最后，通过振动加速度实验，在不同腰部支撑厚度情况下，分析了振动加速度在X轴与Z轴方向，颈部、肩部、胸部与腰部传递的特点，给出了合理的腰部支撑量，以减少振动能量的传递。 |
| 作者： | 袁胜 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郭立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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