시트 동특성을 고려한 인체 진동 해석

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 차량에 적용되는 시트 재질인 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 고려하여 시트와 인체의 진동 특성을 시험 및 수치해석 방법을 이용하여 분석하였다. 압축 시험을 통해 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성인 비선형성과 준-정역학적 특성을 구하였다. 또한 컨벌루션 적분법 및 비선형 강성 모델을 이용하여 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성 을 수학적으로 모델링하였다. 시트의 승차감 기여도를 분석하기 위하여 시트의 동역학 모델과 ISO₅982의 표준 인체 수직진동 모델을 이용하여 수직 진동모델을 구성하고 관련 운동방정식을 유도하였다. 비선형 운동방정식은 Runge-Kutta 적분법을 이용하여 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. 철도차량의 차체 바닥에서 측정한 진동가속도 입 력에 대한 시트와 인체의 응답 특성을 분석하고 시트 설계 파라미터에 대한 승차감 지수 값들의 변화를 분석하여 시트 설계에 대한 방법론을 제시하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, vibration properties of seat and human body are analyzed through test and numerical analysis methods by taking into account the viscoelastic characteristics of polyurethane foam as seat material which is applied for vehicle. These viscoelastic characteristics which show nonlinear and quasi-static behavior are obtained by compression test. In addition, the viscous elastic property of polyurethane foam is modelled mathematically by using convolution integral and nonlinear stiffness model. In order to analyze the performance on ride comfort of seat, vertical vibration model is established by using dynamic model of seat and vertical vibration model of human body at ISO₅982, and so the related motion equations are derived. A numerical analysis simulation is applied by using the nonlinear motion equation with Runge-Kutta integral method. The dynamic responses of seat and human body on the input of vibration acceleration measured at the floor of the railway vehicle are examined. The variation of the index value at ride comfort on seat design parameters is analyzed and the methodology on seat design is suggested.

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