从图5a看出，假人头部x方向受力为正，即头枕对头部作用力向前，峰值1 170 N左右；图5b中可看出z方向受力为负，即头枕对假人头部作用力向上，600 N左右；头枕对头部作用合力为1 315 N左右，方向斜向上。截取假人头部受力最大时录像，并将头枕作用力在图中标示出来，如图6所示。Fx与Fux作用效果相同，共同促进头部沿x方向向前运动，所以，Fx增大将有利于Fux的降低；Fz与Fuz的作用效果相反，Fz作用效果使头向上运动，Fuz的作用效果是阻止头部向上运动，所以Fz越大，Fuz也越大。因此，要减小上颈部受力，就要增大合力F在x方向分力，减小合力F在z方向分力。

    合力F和水平面夹角的大小跟头枕与头部接触位置有关，即与头枕高度有关。头枕高度越小，头枕接触头部位置越靠头部上部，合力在x方向分力Fx就越大，z方向分力Fz就越小，上颈部剪切力和拉力都会减小。因此，要减小上颈部剪切力和拉力，就要减小头枕高度。
    合力F的作用效果为给上颈部正向弯矩My，弯矩的大小与合力F的大小有关，合力越小，弯矩也小。合力的大小与头枕碰撞强度有关，头枕接触时刻越早，头枕碰撞强度越低，合力F就越小。因此，优化上颈部弯矩My，就要提早头枕接触时刻，即减小头后间隙。

    4 改进方案
    根据前述分析，对该座椅的优化方向为减小头后间隙和头枕高度，提早头枕接触时刻和增高头枕接触位置。据此制定优化方案如下。
    1）靠背骨架增高座椅调角器以下部分不变，靠背骨架增高50 mm，靠背发泡也随之增高。
    2）靠背发泡及头枕发泡优化优化座椅靠背发泡形状，靠背发泡腰托处内收24 mm，头枕发泡形状重新设计，头枕更前倾。座椅优化前后对比如图7所示。

    经过上述优化后，对座椅进行静态测量，头后间隙由原来的114 mm降低为67 mm，头枕高度由47 mm降低为0 mm。重新进行动态试验，试验结果如表3所示，最终得分3.02分，达到预期整改效果，座椅优化成功。

    5 总结
    通过对某SUV座椅数据的分析及优化过程的阐述，得出如下结论。
    1）头后间隙和头枕高度是座椅静态测量的2个重要参数，直接影响头枕接触时刻和头枕支撑位置。
    2）头后间隙越小越有利于头枕接触时刻提前，头枕高度越小越有利于头枕支撑位置靠上，均有利于降低颈部伤害值，提高鞭打得分。
    3）座椅靠背发泡及头枕发泡会影响头后间隙及头枕高度。本文中座椅的优化思路和方案为后续座椅设计和改进提供了参考。
 

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