本發(fā)明涉及損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，尤其涉及一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨著越來(lái)越多的消費(fèi)者期待有更為舒適的駕乘體驗(yàn)，近幾年允許調(diào)節(jié)更大座椅角度與可伸縮腿托的零重力座椅逐漸成為一個(gè)市場(chǎng)熱點(diǎn)，越來(lái)越多的車企也開始在新車上搭載零重力座椅配置。大角度零重力座椅所能實(shí)現(xiàn)的零重力姿態(tài)呈現(xiàn)一種近乎躺臥的乘坐姿態(tài)，在同樣給予身體良好的支撐的前提下，通過(guò)人體軀干和大腿成約130°的角度使脊椎呈現(xiàn)自然放松的狀態(tài)，進(jìn)而盡可能分散與平衡身體受到的壓力，減少肌肉磨損，使血液流動(dòng)呈現(xiàn)恒定的狀態(tài)，從而產(chǎn)生出一種失重的輕松感覺(jué)，零重力座椅的出現(xiàn)大大提升的乘客的座椅舒適性。

2、然而由于大角度零重力座椅下的乘員姿態(tài)與傳統(tǒng)坐姿有明顯不同，超出了基于現(xiàn)有為傳統(tǒng)乘坐姿態(tài)開發(fā)的乘員約束系統(tǒng)的保護(hù)范圍，因此在零重力座椅上的乘員即使在佩戴安全帶的情況下其乘員安全也無(wú)法得到充分保護(hù)。除此之外伴隨著自動(dòng)駕駛和智能交通技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)車內(nèi)乘員不再需要執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)時(shí)，其對(duì)車內(nèi)環(huán)境和乘坐姿態(tài)的需求也將趨于多樣化，而這種多樣化也使得在發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)乘員安全的保護(hù)越來(lái)越難。因此尋找大角度零重力座椅下乘員多種姿態(tài)下的損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述方法包括如下步驟：

3、步驟s1：通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集假人在不同角度、不同支撐點(diǎn)配置下的壓力和舒適度數(shù)據(jù)，建立適用于大角度零重力座椅的假人仿真模型；

4、步驟s2：在大角度零重力座椅的假人仿真模型基礎(chǔ)上，增加車輛碰撞和沖擊的試驗(yàn)，獲取在不同座椅調(diào)節(jié)角度下的加速度和沖擊力數(shù)據(jù)，并建立大角度零重力座椅乘員損傷預(yù)測(cè)仿真模型，從而獲得損傷預(yù)測(cè)值；

5、步驟s3：根據(jù)傷害預(yù)測(cè)值計(jì)算損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。

6、具體的，所述步驟s1中建立適用于大角度零重力座椅的假人仿真模型具體過(guò)程如下：

7、步驟s11：假設(shè)座椅可調(diào)節(jié)至特定角度θ，范圍在120度到180度之間，假人坐在座椅上時(shí)，其身體重心變化使用以下公式表示：

8、h′＝h·cos(θ)

9、其中，h′為調(diào)節(jié)后新重心高度，h為調(diào)節(jié)前的重心高度，cos(θ)為角度的余弦值；

10、步驟s12：假人在座椅的受力狀態(tài)仍然基于重力和支持力：

11、fnet＝m·g·sin(θ)-fsupport

12、其中，fnet為假人在座椅上的綜合受力狀態(tài)，m為假人的質(zhì)量，g為重力加速度，sin(θ)為角度的正弦值，fsupport為假人受各個(gè)支撐點(diǎn)提供的支持力，用于抵消假人的重力；

13、步驟s13：對(duì)于多點(diǎn)支撐，假人的體重在各支撐點(diǎn)的分布需調(diào)整與角度相關(guān)的距離因子：

14、

15、其中，pi為第i個(gè)支撐點(diǎn)的壓力，fnet為假人在座椅上的綜合受力狀態(tài)，di(θ)為考慮角度影響的假人與第i個(gè)支撐點(diǎn)之間的距離，∑di(θ)為所有支撐點(diǎn)的距離之和；

16、具體的，用以下公式來(lái)計(jì)算假人與大角度零重力座椅交互的舒適度：

17、

18、其中，e表示假人的舒適度評(píng)分，n為支撐點(diǎn)數(shù)量，λ為常數(shù)，γ為調(diào)節(jié)因子。

19、具體的，對(duì)假人的舒適度評(píng)分進(jìn)行歸一化處理：

20、

21、其中，e′表示歸一化后的舒適度評(píng)分，emin表示預(yù)期舒適度評(píng)分的最小值，emax表示預(yù)期舒適度評(píng)分的最大值。

22、具體的，所述步驟s2中建立大角度零重力座椅乘員損傷預(yù)測(cè)仿真模型的過(guò)程具體包括：計(jì)算假人在不同座椅調(diào)節(jié)角度下的加速度，其具體公式如下：

23、

24、其中，a表示加速度，fexternal表示外部沖擊力；

25、具體的，根據(jù)加速度和接觸時(shí)間，預(yù)測(cè)潛在傷害值，其公式如下：

26、

27、其中，h表示損傷預(yù)測(cè)值，k表示動(dòng)態(tài)響應(yīng)系數(shù)，t表示接觸時(shí)間，c表示基本風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，d表示修正因子。

28、具體的，所述步驟s3中根據(jù)傷害預(yù)測(cè)值計(jì)算損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的具體過(guò)程如下：

29、引入動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，以時(shí)間和沖擊力為變量，考慮乘員在不同坐姿下的應(yīng)變反應(yīng)，其具體公式如下：

30、

31、其中，r為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，k和x均為常數(shù)，α和β均為模型參數(shù)。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果如下：

33、本發(fā)明提供的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，通過(guò)建立適用于大角度零重力座椅的假人仿真模型和損傷預(yù)測(cè)仿真模型，計(jì)算乘員在特定情況下的損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，得出的損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分將為座椅設(shè)計(jì)改進(jìn)、乘員保護(hù)措施的制定提供實(shí)時(shí)、客觀的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而優(yōu)化座椅設(shè)計(jì)，提高乘員在各種情況下的安全性和舒適性。

技術(shù)特征：

1.一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟s1中建立適用于大角度零重力座椅的假人仿真模型具體過(guò)程如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，用以下公式來(lái)計(jì)算假人與大角度零重力座椅交互的舒適度：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，對(duì)假人的舒適度評(píng)分進(jìn)行歸一化處理：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟s2中建立大角度零重力座椅乘員損傷預(yù)測(cè)仿真模型的過(guò)程具體包括：計(jì)算假人在不同座椅調(diào)節(jié)角度下的加速度，其具體公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，根據(jù)加速度和接觸時(shí)間，預(yù)測(cè)潛在傷害值,其公式如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟s3中根據(jù)傷害預(yù)測(cè)值計(jì)算損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的具體過(guò)程如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種大角度零重力座椅損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述方法包括如下步驟：步驟S1:通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集假人在不同角度、不同支撐點(diǎn)配置下的壓力和舒適度數(shù)據(jù)，建立適用于大角度零重力座椅的假人仿真模型；步驟S2:在大角度零重力座椅的假人仿真模型基礎(chǔ)上，增加車輛碰撞和沖擊的試驗(yàn)，獲取在不同座椅調(diào)節(jié)角度下的加速度和沖擊力數(shù)據(jù)，并建立大角度零重力座椅乘員損傷預(yù)測(cè)仿真模型，從而獲得損傷預(yù)測(cè)值；步驟S3:根據(jù)傷害預(yù)測(cè)值計(jì)算損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。

技術(shù)研發(fā)人員：劉中華,張樂(lè),葉貝亞,曹凱,時(shí)洪飛,項(xiàng)征,張健,鐘鈺銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)春汽車檢測(cè)中心有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9