CN113771710A - 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅 - Google Patents

一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅 Download PDF

Info

Publication number
CN113771710A
CN113771710A CN202111002949.1A CN202111002949A CN113771710A CN 113771710 A CN113771710 A CN 113771710A CN 202111002949 A CN202111002949 A CN 202111002949A CN 113771710 A CN113771710 A CN 113771710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative poisson
poisson ratio
ratio
area
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111002949.1A
Other languages
English (en)
Inventor
梁帅
周冠
闫鹏飞
李祥
郝岩
王鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN202111002949.1A priority Critical patent/CN113771710A/zh
Publication of CN113771710A publication Critical patent/CN113771710A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/62—Thigh-rests
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/022—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/121—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/128—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members characterised by the members, e.g. a flat strap, yielding through stretching, pulling apart
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0225—Cellular, e.g. microcellular foam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，包括头枕区、靠背区、坐垫区和座椅骨架，其特征在于，所述坐垫区包括用于缓冲的多层负泊松比结构以及填充于多层负泊松比结构之间的填充物；所述多层负泊松比结构由多个负泊松比元胞阵列而成，所述元胞的胞壁呈规则的内凹六边形状。本发明的负泊松比结构可以充分抵抗来自驾乘人员对于座椅的载荷压力，此外，当汽车在急加速状态下，本发明可以提高垫背以及靠枕的吸能效率，使后背所受到的冲击力更加平稳，大大改善驾乘人员的驾乘体验和舒适性。从汽车轻量化角度考虑，负泊松比结构与传统结构相比，质量大大减少，减少了整车质量，节约了汽车的行驶成本以及节省了汽车的内部空间。

Description

一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅
技术领域
本发明涉及一种汽车座椅，具体涉及一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅。
背景技术
目前汽车座椅发泡材料一般采用聚氨酯软质发泡，其是由异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇，外加其它助剂反应得到。发泡提供了座椅的形状和轮廓，发泡的特性影响乘坐的舒适性和H点。这种座椅的支撑性较好，但质地较硬，严重影响了驾乘人员的乘坐体验，尤其是在长途旅行时，这种座椅会让人感到极度不舒服。由此，不能达到人们对乘坐体验性需求的增加。
当材料受到单向应力或压缩时，泊松比是指横向正应变的绝对值与轴向正应变的比值，又称横向变形系数，是代表材料横向变形的弹性常数。负泊松比效应描述了材料在拉伸时如何在弹性范围内横向膨胀，而压缩时如何在弹性范围内横向收缩。负泊松比材料与传统的是泊松比材料(常见的)相比，在自然界中，由于具有不同于普通材料的特殊性能，具有许多其他材料无法比拟的优点，特别是材料的物理力学性能，如提高材料的剪切模量、材料的间隙、降低材料的质量等。
负泊松比材料在我们日常生活中越来越常见。负泊松比材料在受力方向的侧向垂直收缩，在受到外力压缩应力时，在受力方向膨胀，膨胀后会抵消外部应力的影响，提高设备的抗负荷能力。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，包括头枕区、靠背区、坐垫区和座椅骨架，所述坐垫区包括用于缓冲的多层负泊松比结构以及填充于多层负泊松比结构之间的填充物；所述多层负泊松比结构由多个负泊松比元胞阵列而成，所述元胞的胞壁呈规则的内凹六边形状。
进一步的，所述负泊松比元胞的胞壁厚度等厚，每个负泊松比元胞结构的大小相同。
进一步的，所述负泊松比结构大于等于2层。
进一步的，所述多层负泊松比结构的材质为EVA树脂材料。
进一步的，所述多层负泊松比结构之间的填充物为聚氨酯海绵。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.本发明的坐垫区由负泊松比结构组成，可以在受到外部载荷压力时，大大提高座椅的缓冲减振性能，使驾乘人员受到的冲击力变得更加平稳，增强了碰撞时的安全性，增加了座椅的舒适性。
2.本发明的负泊松比元胞结构采用内凹六边形结构，当六边形的上下两边受到轴向压力时，两侧胞壁会向内收缩变窄，使得纵向厚度会大大的增加。在碰撞变形的过程中，纵向厚度增加会将外部的载荷压力充分抵消与缓冲，因此，座椅上压力的变化会变得十分平稳，这将降低驾乘人员与汽车座椅碰撞时所受到的冲击，增加座椅的安全性，提升驾乘人员的乘坐体验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为内凹六边形元胞结构阵列的结构示意图。
图1中，1为头枕区，2为靠背区，3为坐垫区，4为座椅骨架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明公开了一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，该汽车座椅包括支撑座椅的座椅骨架4、提供给驾驶员和乘员乘坐的坐垫区3以及向乘坐人员后背和头部提供支撑的靠背区2与头枕区1。
所述坐垫区3包括用于缓冲的多层负泊松比结构以及填充于多层负泊松比结构之间的填充物；所述多层负泊松比结构由多个负泊松比元胞阵列而成，所述元胞的胞壁呈规则的内凹六边形状。所述负泊松比元胞的胞壁厚度等厚，每个负泊松比元胞结构的大小相同。所述负泊松比结构大于等于2层。所述多层负泊松比结构的材质为EVA树脂材料，多层负泊松比结构之间的填充物为聚氨酯海绵，座椅接触面材质选用普通人造革材料。
优选的坐垫区3尺寸的宽度为530mm，长度为640mm，负泊松比材料的宽度为470mm，长度为580mm，三维负泊松比结构的截面采用8×2+7个单胞阵列而成。
所述负泊松比材料的单胞结构为内凹六边形，整个负泊松比材料结构的横截面如图1所示，两个内凹六边形通过上下胞壁连接形成一个单元，各单元间通过内凹六边形的左右胞壁进行相连，依此进行横向阵列形成负泊松比材料的横截面，并将此横截面沿图1所示截面方向进行拉伸形成如图2所示整个负泊松比材料结构。
当六边形的上下两边受到轴向压力时，两侧胞壁会向内收缩变窄，使得纵向厚度会大大的增加。在碰撞变形的过程中，纵向厚度增加会将外部的载荷压力充分抵消与缓冲，兼顾了驾驶的安全性与舒适性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，包括头枕区(1)、靠背区(2)、坐垫区(3)和座椅骨架(4)，其特征在于，所述坐垫区(3)包括用于缓冲的多层负泊松比结构以及填充于多层负泊松比结构之间的填充物；所述多层负泊松比结构由多个负泊松比元胞阵列而成，所述元胞的胞壁呈规则的内凹六边形状。
2.根据权利要求1所述基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，其特征在于，所述负泊松比元胞的胞壁厚度等厚，每个负泊松比元胞结构的大小相同。
3.根据权利要求1所述基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，其特征在于，所述负泊松比结构大于等于2层。
4.根据权利要求1所述基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，其特征在于，所述多层负泊松比结构的材质为EVA树脂材料。
5.根据权利要求1所述基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅，其特征在于，所述多层负泊松比结构之间的填充物为聚氨酯海绵。
CN202111002949.1A 2021-08-30 2021-08-30 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅 Pending CN113771710A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111002949.1A CN113771710A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111002949.1A CN113771710A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113771710A true CN113771710A (zh) 2021-12-10

Family

ID=78840044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111002949.1A Pending CN113771710A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113771710A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114750469A (zh) * 2022-03-28 2022-07-15 广东亚太新材料科技有限公司 一种含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料及制备方法
CN115045939A (zh) * 2022-06-13 2022-09-13 大连海事大学 一种复合橡胶隔振降噪柔性薄层

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008284321A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Kazuo Aoyama 自動車用シートの座布団
CN202573894U (zh) * 2012-05-05 2012-12-05 台州麒铭模业有限公司 一种新型汽车座垫
CN108642640A (zh) * 2018-05-03 2018-10-12 东华大学 一种刚度梯度拉胀材料的制备方法和用途
CN210158087U (zh) * 2019-07-02 2020-03-20 长沙理工大学 基于负泊松比元胞结构的鞋
CN113232560A (zh) * 2021-04-17 2021-08-10 南京航空航天大学 一种基于人造软骨仿生材料与负泊松比结构的儿童安全座椅

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008284321A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Kazuo Aoyama 自動車用シートの座布団
CN202573894U (zh) * 2012-05-05 2012-12-05 台州麒铭模业有限公司 一种新型汽车座垫
CN108642640A (zh) * 2018-05-03 2018-10-12 东华大学 一种刚度梯度拉胀材料的制备方法和用途
CN210158087U (zh) * 2019-07-02 2020-03-20 长沙理工大学 基于负泊松比元胞结构的鞋
CN113232560A (zh) * 2021-04-17 2021-08-10 南京航空航天大学 一种基于人造软骨仿生材料与负泊松比结构的儿童安全座椅

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114750469A (zh) * 2022-03-28 2022-07-15 广东亚太新材料科技有限公司 一种含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料及制备方法
CN115045939A (zh) * 2022-06-13 2022-09-13 大连海事大学 一种复合橡胶隔振降噪柔性薄层
CN115045939B (zh) * 2022-06-13 2024-04-02 大连海事大学 一种复合橡胶隔振降噪柔性薄层

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113771710A (zh) 一种基于内凹六边形负泊松比元胞结构的汽车座椅
US4826249A (en) Thin inflatable elastomeric seat
WO2014203890A1 (ja) シートクッション
US7506937B2 (en) Lateral honeycomb support for seat
JP6046249B2 (ja) クッション体
US20100102616A1 (en) Back pad and vehicle seat
CN219295230U (zh) 衬垫部件
CN204774820U (zh) 一种蜂巢式发泡结构座椅
GB2514433A (en) Seat 11
JP5242088B2 (ja) 自動車用座席のクッション
CN1103704C (zh) 特别适合于车辆的座椅
CN101638115A (zh) 用于交通工具座椅的能量管理的分层技术
JP2002104041A (ja) 車両用内装材
CN115534779A (zh) 可实现硬度调节的坐垫、汽车座椅和坐垫硬度调节方法
CN113787945B (zh) 一种交通工具座椅
JP5796512B2 (ja) 車両用シート
JPH0911898A (ja) 空気ばね
JP4719342B2 (ja) シートクッション用パッド
CN213262064U (zh) 一种汽车座椅减震气囊总成
CN213892679U (zh) 门槛梁内板后段加强件
JP6046816B2 (ja) シートクッション
CN110801125B (zh) 软硬度可调的垫体
US20170291524A1 (en) Comfort system for seating backs with reduction in pur volume and environmentally friendly construction
CN217553752U (zh) 具有防下潜结构的后排座椅
CN219360884U (zh) 座椅以及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211210

RJ01 Rejection of invention patent application after publication