负刚度结构的座椅悬架优化及隔振分析

时培成，李云龙，肖平，李静

（安徽工程大学汽车新技术安徽省工程技术研究中心，安徽芜湖241000）

汽车振动直接影响驾乘人员的乘坐舒适性，而座椅悬架作为隔离振动的最后一个环节，其参数设计及优化显得尤为关键。基于经验数据，汽车振动中的低频振动对人体影响较大，特别是0.5～5 Hz范围的低频对人体舒适性的影响最大。因此，提高座椅的低频隔振性能，对避免人体内脏器官遭受冲击损伤及驾驶疾病的发生等具有重要意义。

一般而言，针对线性被动隔振座椅，可以采用降低座椅悬架刚度的办法来获得较低的隔振频率和较宽的隔振频带，能在一定程度上改善座椅的舒适性，但较低的静刚度会使座椅的承载能力减弱，静位移过大。为解决既要获得较低动刚度，来降低隔振系统起始隔振频率，又能获得较高静刚度，以提高座椅承载能力这一矛盾，国内外学者进行了一些有益的探索。

Alabuzhev 等[1]首次撰写了关于准零刚度隔振器的著作，介绍了准零刚度隔振器的相关理论，并提出了一些可实现负刚度的结构，为后来学者研究新型准零刚度隔振系统提供了思路。Platus[2]提出了一种以轴向受载的连杆作为负刚度机构的低频隔振器，但并未将此隔振器设计运用到座椅悬架设计中。Carrela 等[3]及徐道临等[4]利用斜置弹簧作为负刚度调节机构与垂向布置的线性弹簧并联组成了具有准零刚度特性的隔振器，并分析了其幅频特性及传递率，但未对该准零刚度隔振器的应用进一步探索。……