坐姿人体侧向振动试验、建模与参数识别

罗 霜，舒红宇

(1. 重庆交通大学 山区道路复杂环境“人-车-路”协同与安全重庆市重点试验室，重庆400074； 2. 重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)

0 引 言

汽车行驶过程中，由路面不平、加/减速、转向等引起的汽车振动，主要通过座椅传递到坐姿人体的脚、腿、臀和背部，引起人体全身振动[1]。侧向(左右方向)振动会大幅影响舒适性，长时间承受侧向振动，人的精神状态、工作效率与健康容易受到影响。研究坐姿人体侧向振动特性，有助于改善乘坐舒适性，也能够丰富人-椅动力学理论。

目前，国内外已有大量研究成果指向坐姿人体的垂向振动特性，但是仅有少数外国学者研究了坐姿人体侧向振动特性。G.F.BEARD[2]等在0.2～1.0 Hz间对侧向振动舒适性进行了较系统的研究，发现随着激振频率增加,受试者越发感到不舒服。与刚性座板相比，泡沫坐垫增大了座椅的传递率，意味着在低频侧向振动下，坐姿人体需要更大的肌肉张力以保持稳定坐姿，大腿和腰部会感到极其不舒服[3]，但座椅靠背的支撑作用，会让不舒适感减轻[2,4]。侧向线振动和侧倾运动均会产生侧向加速度，并且两者对坐姿人体舒适性的作用频带不同，在分析靠背或者坐垫对舒适性影响时，需要考虑侧向加速度产生的形式[4]。虽然G.F.BEARD等深入研究了侧向加速度激振下的坐姿人体不舒适度与激励频率、座椅特征之间的关系，但是研究的频率较低，不能激发出坐姿人体的侧向主共振。人-椅系统存在显著非线性特性，其响应共振随测量方式、坐垫/靠背泡沫刚度[5]和厚度[6]、激励强度[7]等发生变化。……