座椅仿真开发：兼顾安全性与舒适性的创新实践

汽车座椅是和司乘人员直接接触的汽车零部件。

一方面，出于对司乘人员的安全考量，要求汽车座椅设计符合各项安全性标准与规定，在发生碰撞事件后依然具有足够的刚度、强度和耐久性。

另一方面，汽车座椅的外观品质、功能调节与乘坐舒适性也影响消费者的驾乘体验与选购欲望。

汽车座椅开发也因此成为主机厂着重提升的方向，而座椅仿真是座椅开发流程中必不可少的关键环节，用于提前验证座椅设计的安全性与舒适性。

座椅开发全能实力

德国ARRK Engineering|埃尔科工程 与国际一流主机厂完成了众多车型的座椅仿真开发项目，凭借丰富的跨学科 仿真开发经验与专业的技术团队，可承担座椅振动工况、座椅误用情况、座椅舒适性分析以及座椅热舒适性分析等方向的开发项目。

座椅仿真开发服务遍及完整全面的座椅功能设计与验证，从拓扑优化 、功能法规验证、被动安全碰撞验证、NVH、热舒适性验证、座椅舒适性验证，直到座椅设计的鲁棒性研究。

功能需求开发

ARRK Engineering|埃尔科工程 能够基于客户要求的不同求解器进行座椅仿真开发，例如大众、奥迪常用的PamCrash，宝马常用的LSDyna和ABAQUS。

在座椅仿真开发中，通常都需要进行法规项以及碰撞项的试验验证，ARRK Engineering|埃尔科工程 配备了全球汽车开发厂商认可的各个体型（5%、50%、95%）的 ATD 假人与 BioRID-II假人，用于完成开发项目要求的准静态和动态工况。

针对准静态工况试验，可涵盖儿童座椅固定点强度，座椅安全带固定点，头枕静强度，靠背静强度等项目。动态工况则包括了座椅高速前后碰撞试验，座椅行李箱冲击试验 ，座椅头枕吸能试验，以及各个国家都已引入到本国新车评价体系的鞭打试验。

鲁棒性分析

鲁棒性是指系统在受到扰动或者不确定的情况下，仍然可以维持某些性能的特性。

研究座椅系统时，常会发生由于靠背角度、滑轨行程、坐盆倾角的实际测量数值不精确，以及座椅涉及的材料特性、零件壁厚等参数的实际值偏离设计值等情况。

此外，座椅系统 在实际运行中容易受到环境因素的影响，例如，假人躯干角，行李箱摆放位置，台车加速度等因素都不可避免地引起座椅系统特性不规则的漂移。

因此，在座椅仿真开发中，研究座椅系统的鲁棒性十分关键，用于验证座椅设计，保证在不确定的扰动情况下，仍就展现稳定性能。

座椅舒适性开发

研究汽车座椅的舒适性设计是为了更加人性化，减少人体脊椎与臀部的承受力，减轻人体疲惫感，使驾乘人获得更加舒适安全的乘坐体验，这对车企提升顾客满意度和自身产品价值有着重要的指导意义。

在座椅仿真开发中，会进行座椅的静态舒适性和动态舒适性 分析。通过对真实材料试验的标定，创建发泡和面套的材料卡片，再根据发泡不同的硬度，进行分区域建模。此外，还要模拟面套、发泡、骨架之间不同的连接方式，模拟发泡与面套悬簧的预紧力 ，来搭建舒适性仿真座椅模型。

使用数值法 得到假人的H点与backset，来确定舒适性假人的摆放位置，进行边界条件和接触的设定，再通过耦合计算 ，最终得到座椅靠背以及坐垫的压力分布值，从而评估座椅的静态舒适性。

此外，还会模拟座椅系统在车辆行驶状态下，乘客各个部位的频率响应 ，通过带有经验评价方法的后处理 工具，来评估座椅的动态舒适性。

座椅热舒适性开发

在座椅仿真开发中，ARRK Engineering|埃尔科工程 也能模拟乘员舱内人员的实际乘坐热感受，进行座椅系统的热舒适性分析。

ARRK Engineering|埃尔科工程 座椅热舒适性开发运用了自研模拟软件 THESEUS-FE 中内置的假人模型，能够将人体热生理模型与外部环境条件相结合，充分考虑风温 、风速、长短波辐射、湿度、乘员舱内不同零部件的材料热参数以及座椅通风及加热对人体的影响，最终真实模拟人体主动与被动运作机制 及响应。

基于不同的主流热舒适性评价指标，例如 PMV、DTS、ISO、Zhang 等，对人体局部与整体的热舒适性进行评价分析，帮助进一步优化座椅加热与通风设计。

关于 ARRK Engineering | 埃尔科工程

ARRK Engineering GmbH 原名 P+Z Engineering GmbH，成立于1967年，总部位于德国慕尼黑 ，在英国、罗马尼亚 、日本和中国均设有分公司或办公室，是汽车及航空航天 等行业内众多国际一线品牌的长期合作伙伴，为客户提供高端的工程开发咨询服务与独家自研产品。

ARRK China|埃尔科中国 是德国 ARRK Engineering GmbH 在中国设立的全资子公司 ，志为中国汽车领域提供世界一流的工程技术服务。