如何能更好地预测和评估座椅的长期乘坐疲劳度

在竞争白热化的汽车市场，座椅的“第一印象”——入座瞬间的包裹感、柔软度与支撑性——已成为主机厂的必争之地。然而，真正的用户体验之战，发生在用户与之相处的第30分钟、第2小时，乃至一整天的长途驾驶之后。“长期乘坐疲劳度” 才是衡量一款座椅成功与否的终极标尺，它直接关系到驾驶安全、乘客健康与品牌忠诚度。

 

那么，如何穿透“瞬间惊艳”的表象，在研发阶段就精准预测一把座椅在长期使用中的抗疲劳性能？这需要一套融合了前沿科技与深度洞察的系统性工程方法。

一、 解构疲劳：从感官信号到生理根源

长期疲劳并非单一维度的感受，而是多重生理与心理因素叠加的结果：

1、静态肌肉负荷： 为维持坐姿，腰部、背部、颈部肌肉群需要持续收缩。不合理的支撑会导致部分肌肉群过度紧张，最终引发酸痛。

2、局部压力集中： 坐骨结节、大腿后侧等关键部位若压力过高，会压迫血管与神经，影响血液循环，导致麻木与不适。

3、微动与振动的累积效应： 持续的低频振动迫使核心肌群不断做功以稳定身体，这是一种不易察觉但消耗巨大的疲劳来源。

4、热湿舒适性的恶化： 长时间乘坐，座椅面料与发泡的透气性、散热性不足，会导致接触面汗液积聚、温度升高，加剧不适感与烦躁情绪。

 

二、 预测疲劳：从“测量物理量”到“模拟人体反应”

传统的短期舒适性测试对此无能为力。我们必须引入更高级的测试与仿真手段：

1. 基于时间序列的客观物理测试

• 动态压力分布追踪：
• 不再只测量某一时刻的压力图，而是在长达1-2小时的模拟测试中，持续记录压力分布的演变。观察压力峰值是否随时间推移而增高、压力分布是否从均匀变得集中、接触面积是否因疲劳而减小。这是评估血液循环与局部舒适度的关键指标。
• 长时动态振动谱测试：
• 使用六自由度振动台，不再仅进行短时的扫频测试，而是复现一段长达数小时的典型长途路谱（如混合城市、高速、乡村道路）。通过安装在假人上的加速度传感器，分析振动传递到人体各部位（特别是臀部与脊柱）的累积能量，评估其对核心肌群的持续负荷。
• 材料长期性能表征：
• 对座椅发泡进行动态疲劳测试（如数万次的加载-卸载循环），并测量其压缩永久变形率和刚度衰减曲线。一款优秀的发泡，应在长期使用后仍能保持较高的回弹性和支撑性，而非被“坐塌”。

2. 引入生物力学与生理学深度监测

• 表面肌电图（sEMG）量化肌肉活动：
• 邀请真人被试者，在其腰部竖脊肌、多裂肌等关键肌肉群贴上电极。在长达数小时的模拟驾驶/乘坐实验中，持续监测肌肉电信号的活动水平。一款抗疲劳性好的座椅，应能使相关肌肉的电信号维持在较低且平稳的水平，不会出现随时间的明显增高或异常波动。
• 微环境与热生理监测：
• 在座椅与人体接触面布置温湿度传感器，记录整个测试过程中接触面微气候的演变。同时，使用红外热成像仪观察测试前后被试者腰背部表面的温度变化，评估座椅的散热性能。持续的高温高湿环境是导致疲劳和烦躁的直接因素。

3. 构建数字孪生，实现虚拟预测

• 高级人体模型与疲劳算法：
• 在CAE仿真软件中，建立包含肌肉、骨骼、软组织的精细化数字人体模型。将座椅的CAD模型和发泡材料的本构模型导入，进行虚拟长时间静态和动态仿真。通过内置的肌肉代谢率、组织压迫等生物力学算法，计算机可以在物理样件制造前就预测出特定时间点下肌肉的疲劳程度和软组织内的压力分布，为设计提供前瞻性指导。

三、 评估体系：从主观感受到数据关联

长周期主观评价是验证所有客观数据的金标准。组建专业的评价团队，在标准化的长测路线（如4小时连续驾驶）后，不仅要求其给出整体的疲劳度评分，更需要依据详细的评价清单，对腰部、背部、臀部、腿部的具体感受进行量化描述。

最终，通过大数据分析，将客观物理数据（如压力、肌电、温湿度）与主观疲劳评分进行关联性建模，从而找到影响长期疲劳度的最关键工程参数。这使得“舒适性”从一个艺术性的描述，变成了一个可预测、可优化的科学目标。

赋能未来座舱：慧通测控的全周期舒适性测控方案

长期乘坐疲劳度的精准预测与评估，离不开专业的测试设备、场景模拟能力与数据解析技术。北京沃华慧通测控技术有限公司作为汽车测试领域的资深服务商，可为车企提供 “全周期、定制化” 的座椅长期疲劳度测试解决方案，助力突破 “仅关注瞬间体验” 的局限。从“瞬间惊艳”到“久坐不倦”，是汽车座椅品质的终极飞跃。