CN105956224A - 一种用于测量座椅仿真模型h点的加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法，为克服只能在座椅试制出来后才可以测量座椅H点，无法在座椅仿真模型中测准H点的问题；步骤为：1.自身重力加载：将只带有小腿配重块的H点测量仪在重力方向加载，使H点测量仪在重力作用下平稳地下落到座椅模型上，加载时间区间是0～1.2秒；2.施加水平载荷：在低处H点测量仪的水平载荷位置(24)施加水平载荷为56～76N，沿着T型架(13)方向；3.施加大腿载荷：加载在两大腿配重块座(8)上，时间区间是0.3～1.2秒；4.第2次施加水平载荷；5.施加臀部躯干载荷；6.第3次施加水平载荷；7.施加胸部载荷；8.第4次施加水平载荷；9.座椅H点数据提取。

Description

一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法

技术领域

本发明涉及一种加载方法，更确切地说，本发明涉及一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法

背景技术

H点是汽车设计参考点，R点就是座椅设计参考点,理论上R点和H点是重合的，实际上做到重合很难。H点是指二维人体模型或者三维人体样板中人体大腿和躯干的连接点，也称跨点(Hip Point)，在人体模版中为髋关节。在H点测量装置上，体现为大腿与躯干相连轴的中心线，考虑到测量的误差，实际上是由一系列点的组成，H点是一个平行四边形的运动范围，因为前排座椅一般是可以调节的，H点通常是可以变动的，不同的座椅调节和不同的百分位假人测量会有不同的H点与之对应，当H点处于最后且最下位置时，只有在最后和最下位置时才与R点重合，H点在作为人体定位基准点，在汽车车身设计或驾驶室内部人机工程界面的确定过程中有至关重要的作用。H点是广义的R点，R点一定在确定的H点轨迹上。通常情况下，汽车总布置会通过轴距参数，先确认假人位置，此时的座椅位置已经确定，就是说座椅的基准点R点已经确定，此后，在座椅作动时假人随之出现位置变化，H点就随着移动,H点是假人上的点。R点是座椅在车体坐标上被分配的一个位置基准点。

H点三维人体模型用于确定汽车车身中真实H点的位置，这一方法已经比较成熟，被许多国家汽车设计部门采用。也制定了相关的国际标准ISO 6549。后来我国也制定了相关的国家标准GB/T 11563-89《汽车H点确定程序》和GB/T 11559-89《汽车室内尺寸测量用三维H点装置》。汽车厂商在新车型开发过程中如果能够在较早阶段确定汽车车身的H点位置，将会提高设计的合理性和缩短新车型项目的上市日期。汽车的实际H点是指H点三维人体模型按照规定步骤安放在汽车座椅中时，人体模型上左右两H点标记连线的中间位置。它表示汽车驾驶员或乘员以正常的驾驶姿态或乘员入座后胯骨关节在车身中的中点位置。汽车的实际H点在汽车总布置中有很重要的意义：汽车驾驶员或者乘员以正常姿势入座后，体重的大部分将通过臀部由座垫来承受，另一部分通过人体背部由靠背来支撑，而只有很少的部分通过双脚的踵部作用于地板。在特定状态下，汽车驾驶员操作时身躯往往是绕着实际H点的横向水平轴线活动的。因此，实际H点在汽车车身内的位置决定着驾驶员操作时的舒适性和方便性，它以成为车身内部尺寸标注中的一个基准参考点。H点三维人体模型除了用来确定汽车的实际H点外，还可以用来检验汽车座椅设计的合理性。由于乘员入座时， 踝关节，膝关节，身体和大腿之间都有合理的舒适性角度范围。而将H点三维人体模型按照规定要求放入汽车座椅后便可以读出各个角度的合理范围，根据角度的合理性检验座椅设计合理性。

对于座椅设计多数按照设计-修改-再设计的过程重复进行，这个过程要求很多测试在座椅原型基础上进行改进，修改过程浪费大量时间和开发资源，由于CAE技术的迅速崛起，在座椅设计过程中尽早引进基于座椅设计的仿真技术来预测座椅舒适性可以极大减少资金和时间的投入。在座椅设计阶段可以借助于有限元仿真技术获取座椅准确的H点数据为座椅改进设计提供可靠的依据。当前座椅H点的测量主要依靠SAE J826规范来指导H点测量仪在座椅上的操作步骤，在座椅开发阶段需要进行多个原型座椅开发以及后来的在此基础上的改进，这个过程基本都是手工打造，而且打造过程与理论座椅原型有一定差距，这个过程浪费时间和研发资源，因此能够在虚拟座椅模型基础上获得准确的H点数据是众多座椅厂商需要克服的一个难题，目前还没有一套合理的H点加载方法来获取有限元座椅的H点准确数值。当前国内已发表文献中对于有限元座椅模型的H点三维坐标数据测量较准确的是H点的竖直方向坐标(Z方向)，对于H点的汽车行驶方向(X方向)坐标没有提及，而座椅H点垂直于行驶方向的方向上(Y方向)只与最初的摆放位置有关，与重力加载过程无关。因为SAE J826规范指导属于对实验的指导过程，在操作摆放H点测量仪时，每个过程中对假人的位置和状态有很多主观因素需要合理的判断，尤其是H点测量仪的水平载荷加载时间和截止时间的确定，是仿真软件很难做到的。

目前基本通过试验获取座椅H点，获取H点的试验步骤按照SAE J826指导来进行。而且这项规范是针对真实座椅模型来进行获取H点的。座椅的H点设计是否合理只有在座椅实体模型制造出来之后才可以进行测量，打造一款原型座椅耗费大量时间和资源，当前CAE技术的广泛应用，如果能合理应用CAE技术在座椅设计阶段就开展座椅H点的获取，对处于设计阶段的座椅进行验证，使座椅数据模型代替座椅实体模型，这将会极大地提高工作效率，同时也可以创造出更多的原型座椅以供厂商选择。当前还没有合理的虚拟加载方法来模拟真实的座椅H点试验，对于真实加载过程的质量块加载顺序和水平载荷的加载顺序以及各个阶段的加载时间地合理确定是难点。通过本文的加载方法可以将真实地H点测量仪测量座椅H点的过程合理地再现，通过自己改进的H点测量仪与独特的加载方法可以解决当前座椅数字化模型不能测准H点的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的当前只能在座椅试制出来后才可以测量座椅H点，无法在座椅仿真模型中测准H点的问题，提供了一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法的步骤如下：

1.自身重力加载

将只带有小腿配重块的H点测量仪在重力方向加载，使H点测量仪在重力作用下平稳地下落到所用座椅模型上，加载时间区间是0～1.2秒；

2.施加水平载荷

在低处H点测量仪的水平载荷位置施加水平载荷为56～76N，加载方向为沿着T型架并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间为0～0.3秒；

3.施加大腿载荷

施加大腿配重块，即施加H点测量仪的大腿处的配重块的等效重力，左右各处重力的大小为33.32N，方向为重力方向，均匀施加在两个大腿配重块座，施加的时间区间是0.3～1.2秒；

4.第2次施加水平载荷

在低处H点测量仪的水平载荷位置处施加90～110N的力，持续时间为0.3s，加载方向为沿着T型架并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.3～0.6秒；

5.施加臀部躯干载荷

施加臀部躯干配重块，左右各一个等效重力为38.22N均匀施加在H点配重块悬架两侧水平杆位置处，方向为重力方向，加载时间区间是0.6～1.2秒；

6.第3次施加水平载荷

在高处H点测量仪的水平载荷位置25处施加56～76N的力，加载方向沿着T型架并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.6～0.9秒；

7.施加胸部载荷

施加胸部配重块，施加胸部配重块共32kg，转化为等效重力为313.6N，左右各分为156.8N，均匀施加在躯干配重块悬架上，方向为重力方向，加载时间区间是0.9～1.2秒；

8.第4次施加水平载荷

在高处H点测量仪的水平载荷位置(25)施加水平载荷56～76N，加载方向沿着T型架并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.9～1.2秒；

9.座椅H点数据提取

应用有限元仿真软件如Ls-Dyna对应用上述加载方法的H点测量仪的加载过程进行仿真计算，计算结束后应用有限元仿真后处理软件如Ls-Dyna对输出文件进行结果提取，查看仿真动画中H点测量仪的运动过程与实际实验过程中H点测量仪的运动过程是否一致,查看结果输出文件中座椅与H点测量仪之间的接触力与人体和座椅间的压力经验值是否一致；在确认以上两个过程都符合要求 的情况下，在此基础上查找输出文件中nodout文件即座椅仿真模型H点输出文件，应用HyperGraph等绘图工具分别绘制H点三维坐标随时间的变化图，三个坐标方向的坐标数据最终稳定值就是所测的座椅仿真模型H点。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法可以在座椅设计阶段对座椅的仿真模型及有限元模型进行检验，检查设计的座椅H点是否符合设计要求，还可以对设计阶段的座椅的基本数据座椅靠背角，座垫靠背角，座椅靠背和座垫宽度等数据进行简单地预测。

2.本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法在座椅仿真模型阶段引入H点测量仪的虚拟加载方法，可以在座椅厂家不生产出座椅实际模型前提下就对座椅进行验证，为座椅厂商节省大量的时间和资源，同时还可以鼓励座椅厂商进行更多的座椅创新设计，座椅厂商可以提供更好地满足客户需求的设计。

3.本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法在座椅处于设计阶段即可验证所设计的座椅数字化模型是否满足设计要求，在验证座椅模型H点基础上，为座椅设计阶段引入更多的CAE技术奠定基础。

4.本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法具有成本低，测量精度高等特点，适用于大部分有限元座椅模型，未来的应用前景广阔。

5.本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法不局限于某款有限元仿真软件，只要按照本发明加载方法并适当调整参数都可适用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中所采用的实际的H点测量仪结构组成的轴测投影视图；

图2为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中所采用的实际的H点测量仪加载状态结构组成的轴测投影视图；

图3为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中所采用的H点测量仪模型在软件中的轴测投影视图；

图4为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中H点测量仪小腿配重块等效加载位置；

图5为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中H点测量仪大腿配重块等效加载位置；

图6为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中H点测量仪臀部配重块等效加载位置；

图7为本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法中H点测 量仪躯干配重块等效加载位置；

图8-a是本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法在某款座椅模型上进行验证的仿真结果曲线即H点坐标在X方向随时间运动曲线图，横轴代表时间、单位是秒，纵轴是X向坐标数值，单位是毫米,X向H点初始值是1360毫米，X向H点最终结果是1394毫米；

图8-b是本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法在某款座椅模型上进行验证的仿真结果曲线即H点坐标Y方向随时间运动曲线图，横轴代表时间、单位是秒，纵轴是Y向坐标数值、单位是毫米，Y向H点初始值是371毫米，Y向H点最终结果是371毫米；

图8-c是本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法在某款座椅模型上进行验证的仿真结果曲线即H点坐标Z方向随时间运动曲线图，横轴代表时间、单位是秒，纵轴是Z向坐标数值、单位是毫米，Z向H点初始值是224毫米，Z向H点最终结果是179毫米；

图9是本发明所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法的流程框图；

图中：1.背板，2.躯干配重块悬架，3.躯干角水平仪，4.躯干量角器，5.臀部量角器，6.H点支轴，7.座板，8大腿配重块座，9.小腿配重块座，10.脚踝角量角器，11.脚，12.小腿，13.T型架，14.膝部角量角器，15.大腿杆，16.座板水平仪，17.H点配重块悬架，18.H点标记钮，19.侧面量角器，20.头部空间探测杆，21.臀部躯干配重块，22.大腿配重块，23.小腿配重块，24.低处H点测量仪的水平载荷位置,25.高处H点测量仪的水平载荷位置，A.H点测量仪小腿长度尺寸，B.H点测量仪大腿长度尺寸，C.H点测量仪背板宽度方向尺寸,D.H点测量仪座板宽度方向尺寸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1,本发明所应用的H点测量仪模型是在真实的H点测量仪基础上，按照软件仿真过程的可行性进行合理简化，根据GB/T 11563—1995《汽车H点确定程序》和SAE J826规范制定合理的加载步骤和设定具体的载荷加载时间，在此基础上本发明实现在软件环境下对座椅仿真模型进行H点的测量。

参阅图1,人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸的等级，百分位数是一种位置指标，一个百分位数将总体或样本的全部测量值分为两部分，例如10百分位代表人群中10％的人体身材尺寸等于或小于此值，而90％的人体身材尺寸大于此值。H点测量仪宽度方向的尺寸是保持不变的，而图中字母A和B代表的长度是可以调整的，C和D代表H点测量仪背板1和座板7宽度方向最大的尺寸，它们的尺寸是不变的。根据A和B所代表的小腿和大腿的不同尺寸，H点测量仪可以分为四种，分别是0百分位，10百分位，50百分位，95百分位，其中0百分位不带有大腿和小腿。图中实验过程中低处H点测量仪的水平载荷位 置24是T型架13和臀部量角器5交汇处，水平载荷加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向；高处H点测量仪的水平载荷位置25是躯干配重块悬架2的中心位置，水平载荷加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向。

参阅图2和图3，图3为H点测量仪在软件中的简化模型结构示意图。H点测量仪不添加配重块的情况下质量是27.5kg，在加满配重块的情况下H点测量仪质量是76.5kg，其中躯干处配重块为8个，每个质量4kg；臀部处配重块两个，每个质量3.9kg，大腿处配重块为2个，每个质量3.4kg，小腿处的配重块2个、每个质量1.2kg。根据实际座椅试验和软件仿真的操作需要，同时考虑到H点测量仪模型的配重块在重力场环境下加载的可行性，将H点测量仪的大腿、臀部和躯干配重块转化为等效的重力进行加载，将小腿处的配重块简化为等效质量点添加在小腿配重块座9处。

H点测量仪模型转动约束

参阅图1至图3，虚拟H点测量仪模型的脚踝角量角器10、膝部角量角器14、H点支轴6分别具有旋转铰约束，模拟H点测量仪的转动角变化。

H点测量仪模型材料参数设置

参阅图1至图3，H点测量仪与座椅接触的部件是背板1和座板7，在加载过程中背板1和座板7在加载过程中基本不变形，而只有座椅的泡沫座垫变形，因此在软件环境下将H点测量仪背板1和座板7简化为刚体材料，H点测量仪其它部件材料也创建为相应的不同密度的刚体材料，根据各部件的质量要求改变材料的密度数值,在软件接触设置中将背板1和座板7与座椅接触过程设置为自动接触并且根据不同座椅表面材料设置相应的摩擦参数。

H点测量仪模型位置参数设置

参阅图3和图4，软件模拟H点测量仪从接触座椅到平衡状态的时间是1.2s，在软件仿真环境下，水平加载载荷根据SAE J826指导规范参考要求确定具体数值。在进行测量座椅仿真模型H点时，先要对H点测量仪各部分设置一定的角度，设置角度时坐标系选取全局坐标，H点测量仪的背板1与全局坐标系的竖直方向夹角为20度，座板7与全局坐标系的水平方向夹角为10度，脚11与全局坐标系的水平方向夹角为62度，H点测量仪的中心线与所测座椅模型中心线位置重合,各部件之间的连接关系如下：将背板1、躯干配重块悬架2、躯干角水平仪3、躯干量角器4、臀部量角器5和头部空间探测杆20固定连接；同样将座板7、大腿配重块座8、大腿杆15和H点配重块悬架17固定连接；背板1和座板7在H点处组成旋转铰连接；在T型杆13膝部角量角器14处建立旋转铰约束；在脚踝角量角器10处将脚11和小腿12组成旋转铰连接。在测量座椅H点时，将没有添加质量块的H点测量仪以合理角度摆放在座椅上，对H点测量 仪施加竖直方向的重力加载。在模型建立时对H点测量仪运动进行相关的约束，将H点测量仪模型中心位置与座椅中心位置对齐，约束H点测量仪模型的转动，使其在座椅的前后方向(汽车坐标轴X向)和竖直方向(汽车坐标轴的Z向)只能进行平动，在垂直于行驶方向上(汽车坐标轴Y方向)将H点测量仪模型的平动和绕其转动的自由度都约束，为了节省软件仿真时间，在不出现网格模型穿透的情况下，将H点测量仪尽量贴近座椅模型，在整个仿真过程中座椅固定不动。

H点测量仪输出文件设置

参阅图1,H点的位置在H点测量装置上，即大腿与躯干相连中心轴线的中点，也就是H点支轴6的中点，将H点测量仪两侧H点标记钮18的中间位置的节点设置为输出的H点，记录H点空间坐标数值随时间变化量，每个空间坐标方向坐标数值随时间变化最终稳定的数值就是所测的座椅仿真模型H点三维坐标，根据数据精度要求设置一定的时间间隔输出一个H点数值，一般设置为5毫秒输出一个H点数值。为了更好地观察H点测量仪的仿真过程，可以每隔一定的时间输出一个H点测量仪的仿真动画，同时还可以设置输出H点测量仪与座椅仿真模型之间的接触力，查看座椅仿真模型是否准确。

H点测量仪的加载过程

所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法

由于H点测量仪具有不同尺寸的数据，并且H点测量仪需要测量不同座椅模型的H点数据，加载方法在水平方向载荷的力(维持H点测量仪模型在座椅上平衡)会有一定范围内变化。针对不同加载情况按加载时间顺序将加载步骤汇总如下：

1.自身重力加载

参阅图4,将只带有小腿配重块的H点测量仪只在重力方向加载，小腿配重块简化为质量点施加在小腿配重块座9处，使H点测量仪在重力作用下平稳地下落到所用座椅模型上，加载时间区间是0～1.2秒；

2.施加水平载荷

参阅图2,在低处H点测量仪的水平载荷位置24施加水平载荷为56～76N，加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，施加时间区间为0～0.3秒；

3.施加大腿载荷

参阅图5，在大腿配重块座8施加大腿配重块22，施加H点测量仪的大腿处的配重块的等效重力，左右两处重力的大小为33.32N，加载位置在两个大腿配重块座8，施加的时间区间是0.3～1.2秒；

4.第2次施加水平载荷

参阅图2，在低处H点测量仪的水平载荷位置24处施加90～110N的力，持续时间为0.3s，加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.3～0.6秒；

5.施加臀部躯干载荷

参阅图6，在H点配重块悬架17施加臀部配重块21，臀部配重块与躯干处配重块质量相同，只是施加配重块的数量不同，左右各一个等效重力为38.22N均匀施加在H点配重块悬架17上，方向为重力方向，加载时间区间为0.6～1.2秒

6.第3次施加水平载荷

参阅图2，在高处H点测量仪的水平载荷位置25处施加56～76N的力，加载方向沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.6～0.9秒；

7.施加胸部载荷

参阅图7，在躯干配重块悬架2施加胸部配重块，胸部配重块共32kg，转化为等效重力为313.6N，左右平均分为156.8N，均匀施加在躯干配重块悬架2上，加载时间区间是0.9～1.2秒；

8.第4次施加水平载荷

参阅图1，在高处H点测量仪的水平载荷位置25施加水平载荷56～76N，加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.9～1.2秒；

9.座椅H点数据提取

借助有限元仿真软件(例如Ls-Dyna)采用本发明的加载方法对座椅H点测量过程进行仿真计算。针对不同座椅调整相应的水平载荷与摩擦系数使计算结果中H点测量仪的运动过程与实际实验过程中H点测量仪的运动过程达到一致，同时使座椅与H点测量仪之间的接触力与实际实验过程中接触力达到一致。在此基础上查找输出文件中节点输出文件即座椅仿真模型H点输出文件，应用HyperGraph等绘图工具分别绘制H点三维坐标随时间的变化图，H点三维坐标方向的最终稳定值就是所测的座椅仿真模型H点。

实施例1

以下加载步骤是针对某款座椅采用50百分位的H点测量仪进行加载。本实施例针对某款座椅进行测量H点，在加载过程中，维持H点测量仪所需要的水平载荷是固定的，加载载荷的时间区间是不变的，因此本实施例中每一次施加的水平载荷是固定值，水平载荷加载时间区间相同，H点测量仪与座椅间的摩擦系数设置为0.3，在输出设置方面：每隔50毫秒输出一个仿真动画文件，每隔10毫秒输出一个H点测量仪与座椅间的接触力，每隔5毫秒输出一个H点三维 坐标数值。

1.自身重力加载

参阅图4,将只带有小腿配重块的H点测量仪只在重力方向加载，使H点测量仪在重力作用下平稳地下落到所用座椅模型上，加载时间区间是0～1.2秒；

2.施加水平载荷

参阅图2，在低处H点测量仪水平载荷位置24施加水平载荷为66N，加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，施加时间区间是0～0.3秒；

3.施加大腿载荷

参阅图5，在大腿配重块座8施加大腿配重块，即施加H点测量仪的大腿处的配重块的等效重力，左右各处重力的大小为33.32N，均匀施加在大腿配重块座8，加载时间区间是0.3～1.2秒；

4.第2次施加水平载荷

参阅图2，在低处H点测量仪的水平载荷位置24处施加100N的力，持续时间为0.3s，加载方向为沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，施加时间区间为0.3～0.6秒；

5.施加臀部躯干载荷

参阅图6，在H点配重块悬架17上施加臀部配重块21，左右各一个等效重力为38.22N，均匀施加在H点配重块悬架17上，方向为重力方向，加载时间区间是0.6～1.2秒；

6.第3次施加水平载荷

参阅图2，在高处H点测量仪的水平载荷位置25处施加66N的力，加载方向沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间是0.6～0.9秒；

7.施加胸部载荷

参阅图7，在躯干配重块悬架2处施加胸部配重块，施加胸部配重块共32kg，转化为等效重力为313.6N，左右各分为156.8N，均匀施加在躯干配重块悬架2上，加载时间区间是0.9～1.2秒；

8.第4次施加水平载荷

参阅图1,在高处H点测量仪的水平载荷位置25施加水平载荷66N，加载方向沿着T型架13并指向H点测量仪背板1方向，加载时间区间为0.9～1.2秒。

9.座椅H点数据提取

借助有限元仿真软件(例如Ls-Dyna)采用本发明的加载方法对座椅H点测量过程进行仿真计算。针对该款座椅确定四次水平载荷依次为66N、100N、66N、66N，摩擦系数为0.3。在计算结果中H点测量仪的运动过程与实际实验过程中H点测量仪的运动过程达到一致，同时座椅与H点测量仪之间的接触力与实际实 验过程中接触力达到一致。在此基础上查找输出文件中节点输出文件即座椅仿真模型H点输出文件，应用HyperGraph等绘图工具分别绘制H点三维坐标随时间的变化图，H点三维坐标方向的最终稳定值就是所测的座椅仿真模型H点。参阅图8-a，图8-b，图8-c可知H点三维坐标各方向最终稳定值是X向1394毫米，Y向371毫米，Z向179毫米。在本实施例中所用座椅在实际实验中测得的H点三维坐标各方向最终值是X向1392毫米，Y向371毫米，Z向179毫米，各向坐标数值符合精度要求。

Claims (1)

1.一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法，其特征在于，所述的一种用于测量座椅仿真模型H点的加载方法的步骤如下：

1.自身重力加载

将只带有小腿配重块的H点测量仪在重力方向加载，使H点测量仪在重力作用下平稳地下落到所用座椅模型上，加载时间区间是0～1.2秒；

2.施加水平载荷

在低处H点测量仪的水平载荷位置(24)施加水平载荷为56～76N，加载方向为沿着T型架(13)并指向H点测量仪背板(1)方向，加载时间区间为0～0.3秒；

3.施加大腿载荷

施加大腿配重块(22)，即施加H点测量仪的大腿处的配重块的等效重力，左右各处重力的大小为33.32N，方向为重力方向，均匀施加在两个大腿配重块座(8)，施加的时间区间是0.3～1.2秒；

4.第2次施加水平载荷

在低处H点测量仪的水平载荷位置(24)处施加90～110N的力，持续时间为0.3s，加载方向为沿着T型架(13)并指向H点测量仪背板(1)方向，加载时间区间是0.3～0.6秒；

5.施加臀部躯干载荷

施加臀部躯干配重块(21)，左右各一个等效重力为38.22N均匀施加在H点配重块悬架(17)两侧水平杆位置处，方向为重力方向，加载时间区间是0.6～1.2秒；

6.第3次施加水平载荷

在高处H点测量仪的水平载荷位置25处施加56～76N的力，加载方向沿着T型架(13)并指向H点测量仪背板(1)方向，加载时间区间是0.6～0.9秒；

7.施加胸部载荷

施加胸部配重块，施加胸部配重块共32kg，转化为等效重力为313.6N，左右各分为156.8N，均匀施加在躯干配重块悬架(2)上，方向为重力方向，加载时间区间是0.9～1.2秒；

8.第4次施加水平载荷

在高处H点测量仪的水平载荷位置25施加水平载荷56～76N，加载方向沿着T型架(13)并指向H点测量仪背板(1)方向，加载时间区间是0.9～1.2秒；

9.座椅H点数据提取

借助有限元仿真软件如Ls-Dyna采用本发明的加载方法对座椅H点测量过程进行仿真计算，针对不同座椅调整相应的水平载荷与摩擦系数使计算结果中H点测量仪的运动过程与实际实验过程中H点测量仪的运动过程达到一致，同时使座椅与H点测量仪之间的接触力与实际实验过程中接触力达到一致；在此基础上查找输出文件中节点输出文件即座椅仿真模型H点输出文件，应用HyperGraph等绘图工具分别绘制H点三维坐标随时间的变化图，H点三维坐标方向的最终稳定值就是所测的座椅仿真模型H点。