“在我们的研究和技术部门,我们每天都使用Altair软件来评估座椅在静态和动态载荷下的结构,并评估在座椅部件的制造中使用热成型和冲压的可行性。未来,我们还将使用Altair软件对泡沫材料的厚度、特性和重量进行优化,进一步优化座椅结构,同时仍然牢记舒适性标准。”
-赛峰座椅研发工程师Jeremy Cailleteau
改善座椅人体工程学,减少乘客不适
该公司关注的一个主要问题是飞机乘客的舒适度的优化。此外,飞机座椅市场竞争激烈且较新;高质量的座椅必须尽快推向市场。为了评估座椅的人体工程学质量,工程师们需要一种可以模拟所有生物力学不适源的工具,比如座椅乘客的大腿内部软组织受到压迫。
用生物力学模型评估座椅设计
用数值模拟方法对座椅设计进行评估是一种快速有效的优化方法,可用于优化乘客大腿内部软组织压迫等因素。设计师们依靠Altair的HyperWorks套件来模拟生物力学因素。软组织压缩,这个正在研究的因素,可以通过应用两个参数来估计:外部接触压力和直接组织应变。为了处理这种模拟,工程师们创建了两种模型,用它们来估计每一种不适因素。通过使用Altair解决方案并结合仿真输出和几个不适因素之间的关系,该工具能够提供人体工程学质量的量化。根据这些结果和见解,工程师能够优化座椅设计和材料,从而减少乘客坐在这些座椅上的潜在不适。总之,使用Altair HyperWorks套件创建的模型使工程师能够评估结构行为,并对以下主题获得有价值的见解:
- 建立一个估计接触压力的通用模型
- 通过对骨盆-大腿区域的骨骼和软组织结构的统计分析,建立了一个参数化的人体模型。
利用36人的扫描数据建立模型数据库。由于这种方法,任何人体测量可以模拟接受座椅接触压力,并对座椅的人体工程学进行初步评估。比如对坐着的乘客大腿内部软组织的压迫。
内部应变估计的详细模型
一个详细的模型,50百分位男性已经建立从核磁共振图像。这个模型包含了所有肌肉和脂肪组织的精确解剖。利用该模型,可以近似计算不同组织层的内部应变,从而估算出施加在组织上的载荷。比如对坐着的乘客大腿内部软组织的压迫。
接触压力验证
通过对一组12人的座椅压力与实测座椅压力的比较,验证了参数化模型的正确性。这是用Altair Radioss™求解器模拟的。利用该模型,可以预测12名受试者的接触压力,其估计最大压力的平均误差为16%。比如对坐着的乘客大腿内部软组织的压迫。
MRI应变验证
通过对软组织应变模拟与MRI测量结果的比较,验证了详细模型的正确性。测量了不同荷载工况和不同位置的应变。该模型可以很好地模拟坐位时的应变,错误率小于19%。比如对坐着的乘客大腿内部软组织的压迫。
更深刻的见解带来更快的发展
使用Altair HyperWorks产品套件,赛峰能够深入了解各种感兴趣的领域,如接触压力或结构应变。特别是,Altair软件使设计团队能够评估座椅结构在静态和动态应力下的整体行为,以及热成型和冲压的可行性。此外,通过使用Altair HyperWorks开发生物力学模型,他们能够实现估计的最大压力的平均误差为16%,内部应变的估计误差小于19%。除了提供更深刻的见解,数值模拟帮助工程师快速有效地解决开发问题。由于对结果的高度满意度,赛峰座椅在未来将继续使用牛郎星工具优化泡沫厚度、特性和重量,以进一步提高飞机乘客座椅的舒适度。增加模拟的使用,特别是Altair HyperWorks套件,将引导他们的工程师更快的开发,从而缩短上市时间。