Abstract
A dynamic modeling and prediction of polyurethane foam material, which is used as the seat in vehicles is very important for improving the ride quality of vehicle occupants. In this study, parameters to define the nonlinear stiffness and time-variant characteristics of the viscoelasticity of polyurethane foam were obtained using a static compression test. Polynomial functions and convolution integral were used to model the nonlinear and viscoelastic characteristics of polyurethane foam mathematically. The dynamic behaviors excited by the seat floor displacement were analyzed using a numerical integration method for the nonlinear vibration model. As a result, the viscoelastic characteristics of polyurethane foam was found to be an important parameter for improving the ride quality.
차량의 시트 재질로 사용되는 폴리우레탄 폼의 모델링 및 동특성 예측은 승객의 승차감 향상을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 정특성 시험을 통해 비선형 강성과 점탄성 특성의 시간변수 파라미터를 구하였다. 다항식과 컨벌루션 적분법을 이용하여 폴리우레탄 폼의 비선형 특성과 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 이와 같은 비선형 진동 모델에 대하여 수치적분 방법을 이용하여 시트 바닥 변위에 대한 진동 응답을 계산하였다. 폴리우레탄 폼의 비선형 특성과 점탄성 특성이 진동계에서 미치는 영향을 단순 1자유도계와 인체모델을 이용하여 분석하였다. 결과적으로 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성이 승차감을 위한 설계파라미터로 고려되어야 하는 것으로 나타났다.