QC T 55-93汽车座椅动态舒适性试验方法

中华人民共和国汽车行业标准QC／T55一93汽车座椅动态舒适性试验方法1主题内容与适用范围本标准规定了汽车座椅动态舒适性试验的试验项目、试验设备、试验程序和数据处理。本标准适用于汽车软垫式座椅和悬挂式座椅。2引用标准GB11559汽车室内尺寸测量用三维H点装置GB11563汽车—H点确定程序GB4970汽车平顺性随机输入行驶试验方法3试验项目3．1静载试验测定座垫1)及靠背的静刚度和迟滞变形率。3．2频响特性试验在简谐振动或宽带白噪声随机振动输入下，测定座椅的频率响应特性。3．3随机振动试验2）在模拟汽车行驶时随机振动输入下，测定乘员座垫上的加权加速度均方根值。注:l）在本标准中，对悬挂式座椅还包括悬挂装置。2）此项试验在质量监督机构认为有必要时进行，若设备条件不具备，此项试验可由平顺性道路试验代替。4一般要求4．1静载试验可在连续加载或手动间歇加载的试验机上进行。4．2加载板加载面的形状根据GB11559规定的座垫及靠背形状确定。图1表示加载板与臀点及人体躯干线的相互位置。加载板表面应光滑、具有足够的刚度与强度，它与试验机用万向接头连接，万向接头的中心点要与加载板的载荷中心点重合。座垫加载板的质量为51kg。应沿铅垂方向向座垫加载，向靠背加载的方向应与人体躯干线成直角。载荷中心位置及方向见图2。4．3试验座椅被试验座椅的结构、静态及动态特性和其它可能影响振动试验结果的特性应能代表实际的或准备生产的系列产品。在加载试验机上或振动台的平台上安装座椅时，其位置和倾角应与车上实际的安装状态一致。对悬挂式座椅，需根据制造厂的要求，按受试者的坐姿和体重适当调整。4．4受试者随机振动试验的受试者按GB4970的规定应为身高1.70±0.05m，质量65±5kg的真人。人的坐姿应自然，上身放松，靠在靠背上，脚平放于平台，手搭在膝上。如果是驾驶员座椅，受试者的手要轻握住方向盘，模拟驾驶员的姿势。5振动测试仪器5．1加速度计5．1．1座椅安装平台的振动和传到人体的振动都要选用加速度计测量。加速度计及相联的放大器，应能测量峰值因数为6时，加速度均方根值0.1～10m／s2的振动信号。加速度计的固有频率要大于300Hz，且经受100m／s2的瞬态冲击后不损坏，在试验频率和幅值范围内，与加速度计灵敏轴垂直的方向上，其灵敏度小于5％。5．1．2测量座椅振动的两个加速度计应属同类型产品，其频率响应特性和信噪比相同。5．1．3加速度计的安装5．1．3．1座垫上加速度计的安装此加速度计要装在一个半刚性的垫盘中间，垫盘的结构、尺寸应符合GB4970的规定。垫盘平放于座椅表面，放在人体坐骨结节连线的中点。保证传感器的灵敏轴平行于振动方向（＜15°）。垫盘的固有频率要高于试验的最高频率。5．1．3．2座椅安装底板上加速度计的安装此加速度计要装在座椅的减振元件之下，在座椅的垂直投影面之内，距通过座垫中心的垂直纵向平面的距离不大于100mm。5．2磁带记录仪由加速度计测到的信号用磁带记录仪记录。正确标定后，磁带记录仪的回放误差要小于整个信号均方根值的±3％，在试验频带内，信噪比至少应为100：1（40dB），磁带速度的允许偏差为±0.5％。5．3仪器的标定5．3．1每组试验前、后仪器都要标定。加速度计要保证在0～40Hz的频率范围内，灵敏度的变化小于其均值的±2.5％。5．3．2加速度计标定时，要保证其温度和在试验位置上的温度相同。6振动试验台6．1性能要求6．1．1进行振动试验应有一台垂直振动的、电液反馈控制的振动台。其动态响应能进行补偿，确保座椅的振动输入满足模拟实际振动的要求。6．1．2振动台的运动部分为一平台，平台上要有安装座椅和受试者放脚的地方。如果测试驾驶员座椅，平台上应装上模拟方向盘和脚踏板，其位置要和实车安装相同。以下是选择振动台的参考指标：a.最大动推力：1.5g×质量（包括平台、座椅和受试者），N；b.工作频率范围：0.5～20Hz；c.动行程：175mm。6．2安全措施当座椅安装平台的加速度超过15m/s2时，应能自动停机，该防护装置应采用液压控制的方法。振动台的速度不得超过1.3m／s。试验之前先用模拟信号对空载座椅激励几次，确保各环节无异常，然后开始试验。试验者和受试者都应有控制停机开关。试验时，激振幅值要逐渐加大到规定值，在此过程中受试者如发现有异常，可随时中止激振。7随机激励信号取汽车在常用车速和行驶路面上行驶时，被试验座椅底板处的加速度功率谱密度作为随机振动试验的输入。8试验方法及数据处理8．1静载试验8．1．1加载板与座垫和靠背的位置关系按4.3的规定安装好试验座椅。按GB11563就座的方法安放加载板，位于4.2规定的座垫和靠背载荷中心位置的载荷方向线，应与加载板载荷中心点引出的铅垂线重合。大部分加载表面应与未加载状态下的座垫和靠背表面基本平行。8．1．2预加载沿4.2规定的载荷方向，要至少反复加、卸载两次。预加载荷：座垫700N；靠背300N。8．1．3初始载荷、加卸载速度及最大载荷对座垫和靠背施加5N的初始载荷。此时，将加载板的载荷中心点作为施力点。以150～300mm／min的速度进行加载及卸载，加载时的最大载荷与8．1．2所给定的预加载荷值相同。从加载转向卸载的过渡时间不超过2s。8．1．4数据测定在间歇加载机上试验，每加载或卸载50N读取一次数据。在连续加载机上试验，应连续记录数据。然后绘出图3所示载荷—挠度曲线。试验要重复三次，每次试验要间隔1min以上，应满足8．1．5的精度要求。记录试验时的加、卸载速度。8．1．5数据处理8．1．5．1静刚度Ks静刚度Ks为在规定的载荷（座垫500N；靠背250N)，加载曲线上该点切线的斜率，单位为N／m。进行三次试验，每次测得的静刚度值与三次平均值的偏差不应超过±10％，然后取其平均值。8．1．5．2迟滞变形率a测出载荷——挠度曲线上面积oabcdo和oabeo，用下述公式计算迟滞变形率a:进行三次试验，每次测得的迟滞变形率与三次平均值的偏差不应超过±10％。然后取其平均值。8．2频响特性试验8．2．1座椅按4.3的要求安装于振动台上，座垫加载板与座椅的位置关系参考8.1.1。8．2．2悬挂式座椅试验前要预振动。预振动时加载板的质量按4.2规定。激励信号为正弦信号，其频率接近座椅悬挂的固有频率，幅值要保证悬挂有充分的运动。注意减振器不应过热，预振动时间为2h。8．2．3试验重复三次，每次持续时间大于5min。激励信号的扫描范围是0.5～20H2，振动台台面加速度的峰—峰值取2、4、6m／s2任一数值，或用0.5～20H2宽带白噪声信号激励，台面加速度均方根值取1、2、3m／s2任一数值。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对于满足8.2.3要求的信号，由三次重复试验的记录，分别求出座椅的频率响应特性，其幅频特性如图4所示。8．2．5从8.2.4得到的频率响应特性上读出固有频率fo，最大传递率A,10Hz处的幅值B并由下列公式算出动刚度Kd和阻尼比ξ:对三次试验得到的fo、A、B、Kd、ξ数据分别取其平均值。8．3随机振动试验8．3．1将8.2中试验用的加载板取下，代之以某一受试者，按4.4的要求着座。8．3．2试验要重复三次，每次持续时间要大于5min，输入信号依第7条的规定，要求座椅上频率加权加速度均方根值awf的偏差不大于其平均值的5％，记此平均值为awfB(频率加权方法按GB4970）。8．3．3实测座椅安装底板处的频率加权加速度均方根值awf三次，其平均值，记为awfB，其偏差应小于预定振动台输出的频率加权加速度均方根值a*wfB的±10％。8．3．4实测到的座椅安装底板处的振动和预定振动台输出振动之间，其频率加权加速度均方根值awfB及a*wfB有偏差，传到座上的频率加权加速度均方根值要按比例加以修正，计算公式为：9试验报告试验报告应包括：a．座椅制造厂名称和地址；b．座椅类型；c．试验日期、室内温度；d．预振动时间，h；e．传感器及其他仪器的型号，设备型号；f．试验中座椅基准点在平台上高度；g．受试者的实际质量及身高；h．试验结果；i．试验人。附加说明。本标准由中国汽车工业总公司提出。本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。本标准由北京汽车装饰制造厂、清华大学负责起草。本标准主要起草人赵六奇、邹积勤、吉慧霞、蔡永清。