QCT 55-1993 汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)舒適性試驗(yàn)方法.doc

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中華人民共和國(guó)汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　QC／T 55-93 ? ?? 　　　　　　　汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)舒適性試驗(yàn)方法 1　主題內(nèi)容與適用范圍 　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)舒適性試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)程序和 數(shù)據(jù)處理。 　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于汽車(chē)軟墊式座椅和懸掛式座椅。 2　引用標(biāo)準(zhǔn) 　　GB 11559　汽車(chē)室內(nèi)尺寸測(cè)量用三維H點(diǎn)裝置 　　GB 11563　汽車(chē)—H點(diǎn)確定程序 　　GB 4970　汽車(chē)平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法 3　試驗(yàn)項(xiàng)目 3．1　靜載試驗(yàn) 　　測(cè)定座墊1)及靠背的靜剛度和遲滯變形率。 3．2　頻響特性試驗(yàn) 　　在簡(jiǎn)諧振動(dòng)或?qū)拵О自肼曤S機(jī)振動(dòng)輸入下，測(cè)定座椅的頻率響應(yīng)特性。 3．3　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)2） 　　在模擬汽車(chē)行駛時(shí)隨機(jī)振動(dòng)輸入下，測(cè)定乘員座墊上的加權(quán)加速度均方根值。 　　注: l）在本標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)懸掛式座椅還包括懸掛裝置。 　　　2）此項(xiàng)試驗(yàn)在質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)認(rèn)為有必要時(shí)進(jìn)行，若設(shè)備條件不具備，此 項(xiàng)試驗(yàn)可由平順性道路試驗(yàn)代替。 4　一般要求 4．1　靜載試驗(yàn)可在連續(xù)加載或手動(dòng)間歇加載的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。 4．2　加載板加載面的形狀根據(jù)GB11559規(guī)定的座墊及靠背形狀確定。圖1表示加 載板與臀點(diǎn)及人體軀干線的相互位置。 　　加載板表面應(yīng)光滑、具有足夠的剛度與強(qiáng)度，它與試驗(yàn)機(jī)用萬(wàn)向接頭連接， 萬(wàn)向接頭的中心點(diǎn)要與加載板的載荷中心點(diǎn)重合。座墊加載板的質(zhì)量為51kg。 　　應(yīng)沿鉛垂方向向座墊加載，向靠背加載的方向應(yīng)與人體軀干線成直角。 　　載荷中心位置及方向見(jiàn)圖2。 4．3　試驗(yàn)座椅 　　被試驗(yàn)座椅的結(jié)構(gòu)、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性和其它可能影響振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果的特性應(yīng) 能代表實(shí)際的或準(zhǔn)備生產(chǎn)的系列產(chǎn)品。 　　在加載試驗(yàn)機(jī)上或振動(dòng)臺(tái)的平臺(tái)上安裝座椅時(shí)，其位置和傾角應(yīng)與車(chē)上實(shí)際 的安裝狀態(tài)一致。 　　對(duì)懸掛式座椅，需根據(jù)制造廠的要求，按受試者的坐姿和體重適當(dāng)調(diào)整。 4．4　受試者 　　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的受試者按GB4970的規(guī)定應(yīng)為身高1.70±0.05m，質(zhì)量65±5kg的 真人。 　　人的坐姿應(yīng)自然，上身放松，靠在靠背上，腳平放于平臺(tái)，手搭在膝上。如 果是駕駛員座椅，受試者的手要輕握住方向盤(pán)，模擬駕駛員的姿勢(shì)。 5　振動(dòng)測(cè)試儀器 5．1　加速度計(jì) 5．1．1　座椅安裝平臺(tái)的振動(dòng)和傳到人體的振動(dòng)都要選用加速度計(jì)測(cè)量。加速 度計(jì)及相聯(lián)的放大器，應(yīng)能測(cè)量峰值因數(shù)為6時(shí)，加速度均方根值0.1～10m／s2 的振動(dòng)信號(hào)。 　　加速度計(jì)的固有頻率要大于300Hz，且經(jīng)受100m／s2的瞬態(tài)沖擊后不損壞， 在試驗(yàn)頻率和幅值范圍內(nèi)，與加速度計(jì)靈敏軸垂直的方向上，其靈敏度小于5％。 5．1．2　測(cè)量座椅振動(dòng)的兩個(gè)加速度計(jì)應(yīng)屬同類(lèi)型產(chǎn)品，其頻率響應(yīng)特性和信 噪比相同。 5．1．3　加速度計(jì)的安裝 5．1．3．1　座墊上加速度計(jì)的安裝 　　此加速度計(jì)要裝在一個(gè)半剛性的墊盤(pán)中間，墊盤(pán)的結(jié)構(gòu)、尺寸應(yīng)符合GB 4970 的規(guī)定。墊盤(pán)平放于座椅表面，放在人體坐骨結(jié)節(jié)連線的中點(diǎn)。保證傳感器的靈 敏軸平行于振動(dòng)方向（＜15°）。墊盤(pán)的固有頻率要高于試驗(yàn)的最高頻率。 5．1．3．2　座椅安裝底板上加速度計(jì)的安裝 　　此加速度計(jì)要裝在座椅的減振元件之下，在座椅的垂直投影面之內(nèi)，距通過(guò) 座墊中心的垂直縱向平面的距離不大于100mm。 5．2　磁帶記錄儀 　　由加速度計(jì)測(cè)到的信號(hào)用磁帶記錄儀記錄。正確標(biāo)定后，磁帶記錄儀的回放 誤差要小于整個(gè)信號(hào)均方根值的±3％，在試驗(yàn)頻帶內(nèi)，信噪比至少應(yīng)為100：1 （40dB），磁帶速度的允許偏差為±0.5％。 5．3　儀器的標(biāo)定 5．3．1　每組試驗(yàn)前、后儀器都要標(biāo)定。加速度計(jì)要保證在0～40Hz的頻率范圍 內(nèi)，靈敏度的變化小于其均值的±2.5％。 5．3．2　加速度計(jì)標(biāo)定時(shí)，要保證其溫度和在試驗(yàn)位置上的溫度相同。 6　振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 6．1　性能要求 6．1．1　進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)有一臺(tái)垂直振動(dòng)的、電液反饋控制的振動(dòng)臺(tái)。其動(dòng)態(tài) 響應(yīng)能進(jìn)行補(bǔ)償，確保座椅的振動(dòng)輸入滿(mǎn)足模擬實(shí)際振動(dòng)的要求。 6．1．2　振動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部分為一平臺(tái)，平臺(tái)上要有安裝座椅和受試者放腳的地 方。如果測(cè)試駕駛員座椅，平臺(tái)上應(yīng)裝上模擬方向盤(pán)和腳踏板，其位置要和實(shí)車(chē) 安裝相同。 　　以下是選擇振動(dòng)臺(tái)的參考指標(biāo)： 　　a.　最大動(dòng)推力：1.5g×質(zhì)量（包括平臺(tái)、座椅和受試者），N； 　　b.　工作頻率范圍：0.5～20Hz； 　　c.　動(dòng)行程：175mm。 6．2　安全措施 　　當(dāng)座椅安裝平臺(tái)的加速度超過(guò)15m/s2時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)停機(jī)，該防護(hù)裝置應(yīng)采用 液壓控制的方法。振動(dòng)臺(tái)的速度不得超過(guò)1.3m／s。 　　試驗(yàn)之前先用模擬信號(hào)對(duì)空載座椅激勵(lì)幾次，確保各環(huán)節(jié)無(wú)異常，然后開(kāi)始 試驗(yàn)。 　　試驗(yàn)者和受試者都應(yīng)有控制停機(jī)開(kāi)關(guān)。試驗(yàn)時(shí)，激振幅值要逐漸加大到規(guī)定 值，在此過(guò)程中受試者如發(fā)現(xiàn)有異常，可隨時(shí)中止激振。 7　隨機(jī)激勵(lì)信號(hào) 　　取汽車(chē)在常用車(chē)速和行駛路面上行駛時(shí)，被試驗(yàn)座椅底板處的加速度功率譜 密度作為隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的輸入。 8　試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理 8．1　靜載試驗(yàn) 8．1．1　加載板與座墊和靠背的位置關(guān)系 　　按4.3的規(guī)定安裝好試驗(yàn)座椅。按GB11563就座的方法安放加載板，位于4.2 規(guī)定的座墊和靠背載荷中心位置的載荷方向線，應(yīng)與加載板載荷中心點(diǎn)引出的鉛 垂線重合。大部分加載表面應(yīng)與未加載狀態(tài)下的座墊和靠背表面基本平行。 8．1．2　預(yù)加載 　　沿4.2規(guī)定的載荷方向，要至少反復(fù)加、卸載兩次。預(yù)加載荷：座墊700N； 靠背300N。 8．1．3　初始載荷、加卸載速度及最大載荷 　　對(duì)座墊和靠背施加5N的初始載荷。此時(shí)，將加載板的載荷中心點(diǎn)作為施力點(diǎn) 。以150～300mm／min的速度進(jìn)行加載及卸載，加載時(shí)的最大載荷與8．1．2所給 定的預(yù)加載荷值相同。從加載轉(zhuǎn)向卸載的過(guò)渡時(shí)間不超過(guò)2s。 8．1．4　數(shù)據(jù)測(cè)定 　　在間歇加載機(jī)上試驗(yàn)，每加載或卸載50N讀取一次數(shù)據(jù)。在連續(xù)加載機(jī)上試 驗(yàn)，應(yīng)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)。然后繪出圖3所示載荷—撓度曲線。試驗(yàn)要重復(fù)三次，每 次試驗(yàn)要間隔1min以上，應(yīng)滿(mǎn)足8．1．5的精度要求。記錄試驗(yàn)時(shí)的加、卸載速 度。 8．1．5　數(shù)據(jù)處理 8．1．5．1　靜剛度Ks 　　靜剛度Ks為在規(guī)定的載荷（座墊500N；靠背250N)，加載曲線上該點(diǎn)切線的 斜率，單位為N／m。 　　進(jìn)行三次試驗(yàn)，每次測(cè)得的靜剛度值與三次平均值的偏差不應(yīng)超過(guò)±10％， 然后取其平均值。 8．1．5．2　遲滯變形率a 　　測(cè)出載荷——撓度曲線上面積oabcdo和oabeo，用下述公式計(jì)算遲滯變形率a: 　　進(jìn)行三次試驗(yàn)，每次測(cè)得的遲滯變形率與三次平均值的偏差不應(yīng)超過(guò)±10％。 然后取其平均值。 8．2　頻響特性試驗(yàn) 8．2．1　座椅按4.3的要求安裝于振動(dòng)臺(tái)上，座墊加載板與座椅的位置關(guān)系參考 8.1.1。 8．2．2　懸掛式座椅試驗(yàn)前要預(yù)振動(dòng)。預(yù)振動(dòng)時(shí)加載板的質(zhì)量按4.2規(guī)定。激勵(lì) 信號(hào)為正弦信號(hào)，其頻率接近座椅懸掛的固有頻率，幅值要保證懸掛有充分的運(yùn) 動(dòng)。注意減振器不應(yīng)過(guò)熱，預(yù)振動(dòng)時(shí)間為2h。 8．2．3　試驗(yàn)重復(fù)三次，每次持續(xù)時(shí)間大于5min。激勵(lì)信號(hào)的掃描范圍是0.5～ 20H2，振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面加速度的峰—峰值取2、4、6m／s2任一數(shù)值，或用0.5～20H2寬 帶白噪聲信號(hào)激勵(lì)，臺(tái)面加速度均方根值取1、2、3m／s2任一數(shù)值。 　　要求座椅上的加速度均方根值的偏差不大于其平均值的±5％。 8．2．4　對(duì)于滿(mǎn)足8.2.3要求的信號(hào)，由三次重復(fù)試驗(yàn)的記錄，分別求出座椅的 頻率響應(yīng)特性，其幅頻特性如圖4所示。 8．2．5　從8.2.4得到的頻率響應(yīng)特性上讀出固有頻率fo，最大傳遞率A,10Hz處 的幅值B并由下列公式算出動(dòng)剛度Kd和阻尼比ξ: 　　對(duì)三次試驗(yàn)得到的fo、A、B、Kd、ξ數(shù)據(jù)分別取其平均值。 8．3　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn) 8．3．1　將8.2中試驗(yàn)用的加載板取下，代之以某一受試者，按4.4的要求著座。 8．3．2　試驗(yàn)要重復(fù)三次，每次持續(xù)時(shí)間要大于5min，輸入信號(hào)依第7條的規(guī)定 ，要求座椅上頻率加權(quán)加速度均方根值awf的偏差不大于其平均值的5％，記此平 均值為awfB(頻率加權(quán)方法按GB4970）。 8．3．3　實(shí)測(cè)座椅安裝底板處的頻率加權(quán)加速度均方根值awf三次，其平均值， 記為awfB，其偏差應(yīng)小于預(yù)定振動(dòng)臺(tái)輸出的頻率加權(quán)加速度均方根值a*wfB的±10 ％。 8．3．4　實(shí)測(cè)到的座椅安裝底板處的振動(dòng)和預(yù)定振動(dòng)臺(tái)輸出振動(dòng)之間，其頻率 加權(quán)加速度均方根值awfB及a*wfB有偏差，傳到座上的頻率加權(quán)加速度均方根值 要按比例加以修正，計(jì)算公式為： 9　試驗(yàn)報(bào)告 　　試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括： 　　a．座椅制造廠名稱(chēng)和地址； 　　b．座椅類(lèi)型； 　　c．試驗(yàn)日期、室內(nèi)溫度； 　　d．預(yù)振動(dòng)時(shí)間，h； 　　e．傳感器及其他儀器的型號(hào)，設(shè)備型號(hào)； 　　f．試驗(yàn)中座椅基準(zhǔn)點(diǎn)在平臺(tái)上高度； 　　g．受試者的實(shí)際質(zhì)量及身高； 　　h．試驗(yàn)結(jié)果； 　　i．試驗(yàn)人。 　　附加說(shuō)明。 　　本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)汽車(chē)工業(yè)總公司提出。 　　本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。 　　本標(biāo)準(zhǔn)由北京汽車(chē)裝飾制造廠、清華大學(xué)負(fù)責(zé)起草。 　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人　趙六奇、鄒積勤、吉慧霞、蔡永清