毕业论文毕业论文题目汽车座椅舒适度研究摘要汽车已经在人们的生活中越来越普及,安全、舒适、方便是现代汽车设计所追求的最优目标。
汽车座椅是汽车的重要组成部分,它直接关系到乘员驾乘的安全、舒适和工作效率。
为解决现代汽车座椅传统的经验设计方法中对舒适性分析的不足,本文以人机工程学的理论为基础,结合计算机技术,对汽车座椅的动态、静态舒适性和评价进行了综合分析和深入研究,为座椅和其它类似机械的舒适性设计和检验提出了一些新的思路。
研究结果对于提高中国汽车座椅的设计水平具有重要的指导意义,并可以广泛应用于其它座椅的舒适性设计。
本文概述了人体承受全身振动的舒适性评价方法,并建立了汽车人-座椅系统的三自由度模型,针对特定汽车的地板输入谱特性,运用Matlab进行仿真研究该模型的动态特性,合理设计座椅的动力学参数,结合ISO 2631对模型进行人体振动舒适性的定量评价。
将人体H点是汽车驾驶室设计的基准点,将坐姿舒适性要求与坐姿角度相结合,建立人体坐姿杆系模型和数学模型。
另外,正负刚度并联弹簧作为一种新型非线性被动控制减振元件,对提高汽车舒适性具有重要意义。
本文基于正负刚度并联相消原理设计了新型汽车座椅弹性元件,并建立了其力学及数学模型进行分析。
基于人机工程学原理和脊柱测量数据,研究舒适性汽车座椅的结构设计和适合我国人体测量的座椅结构尺寸,为舒适性座椅的设计提供了一种有效的手段。
关键词:舒适性;隔振;H点;人机工程学AbstractVehicles are becoming more and more popular in people’s daily life. Safety, comfort and efficiency are the main objective of directly guarantee the driver’s safety, comfort and work efficiency. In order to overcome the deficiency of traditional experiential design method for vehicle seat in comfort. Ergonomics theory is used in this thesis, with the help of computer technology, the dynamic, static comfort and evaluation index are explored based on the characteristics of vehicle seat. In this thesis, some new conceptions about comfort design and testing are suggested, which will be beneficial for the design of a vehicle seat. The contents of this study include:This paper summarizes the human body vibration comfort under evaluating methods, and establish the car seat system for certain three dof model car, the floor input spectrum characteristics, using Matlab simulation research this model, the dynamic characteristic of reasonable design of dynamic parameters of the seat, combined with ISO 2631, the model of quantitative evaluation body vibration comfort. Will human H point is the benchmark, automobile cabin design requirements and posture will posture comfort is established by combining the human body Angle of model and sitting stem mathematical model.In addition, plus or minus stiffness parallel spring as a new nonlinear passive control to improve vibration isolation components, automobile comfort to have the important meaning. Based on the positive and negative stiffness parallel destructively principle designed a new type of car seat elastic components, and established its mechanics and mathematical model is analyzed. Based on the ergonomic principles and spinal measurement data, a study of automobile seating comfort of structural design and suitable for China's anthropometric seat structure size, the design for comfort seats provides an effective means.Key words:Comfort; Vibration isolation; H-Point; Ergonomics目录第一章绪论 (1)1.1舒适性 (1)1.1.1振动舒适性 (1)1.1.2静态舒适性 (2)1.1.3操作舒适性 (4)1.2汽车座椅舒适性研究现状 (4)1.2.1汽车座椅动态模型 (6)1.2.2汽车座椅静态舒适性 (8)1.3基于人机工程学的汽车座椅舒适性设计要求 (11)1.3.1合理的体压分布 (11)1.3.2维持脊柱正常的生理弯曲 (13)1.3.3横向振动的抵抗能力 (15)1.4本章小结 (15)第二章人体承受振动的舒适性评价 (17)2.1 人体承受振动的分类 (17)2.2汽车座椅舒适性的主观和客观评价研究 (19)2.2.1人体脊骨生理结构与座椅腰托装置 (20)2.2.2座椅腰托的客观性评价试验 (21)2.2.3座椅腰托的主观性评价试验 (23)2.3人体动态舒适性评价 (25)2.3.1加权加速度评价法 (25)2.3.2加速度剂量法 (26)2.4 本章小结 (29)第三章正负刚度并联隔振研究 (30)3.1正负刚度概念及其载荷变形关系 (30)3.2正负刚度并联机构隔振原理 (31)3.3负刚度机构实现 (32)3.4正负刚度弹簧并联力学建模与分析 (34)3.5本章小结 (37)第四章汽车座椅的隔振 (38)4.1汽车座椅振动研究 (38)4.2振动理论 (38)4.2.1力学模型 (39)4.2.2数学模型 (40)4.2.3求解方法 (41)4.3汽车座椅设计 (41)4.3.1汽车座椅舒适性设计 (41)4.3.2座椅舒适度设计指标 (42)4.3.3 汽车座椅隔振机构设计 (42)4.3.4汽车座椅舒适度影响因素 (43)4.3.5汽车座椅舒适性设计的重要性 (43)4.3.6座椅舒适度的研究方法 (44)4.3.7预压弹簧设计 (44)4.4座椅安全性设计 (47)第五章经济技术分析 (48)5.1汽车座椅行业调研 (48)5.1.1 数据获取 (49)5.1.2舒适性影响因素分析 (50)5.1.3其它因素对舒适性评价的影响分析 (51)5.2本章小结 (54)结论 (54)参考文献 (55)谢辞 (57)附录一中文译文 (ⅰ)附录二外文资料原文 (ⅱ)汽车座椅舒适度研究第一章绪论随着人们生活水平的提高,汽车的应用已经越来越广,同时对汽车的要求也越来越高。
安全、舒适、方便是现代汽车座椅设计的最优目标。
它应该在安全、舒适、方便等各方同都能很好的适合不同个人的特殊需求。
汽车座椅是汽车的重要组成部分,它的主要功能是支撑驾驶员及乘坐人员的身体,减缓路面不平传给人体的冲击并衰减由此引起的振动,给驾乘者提供舒适、安全的乘坐环境,便于驾驶者操作的良好工作条件。
汽车座椅的动力学参数——固有频率和阻尼比对座椅的减振性能有重要影响,同时座椅的设计尺寸与人体测量数据密切相关。
因此座椅的舒适性越来越多的成为广大工程科技人员研究的对象。
1.1 舒适性1.1.1 振动舒适性乘员所受的机械振动可分为局部振动和全身振动两大类:所谓局部振动是指作用开人体特殊部位(如头部和四肢)的振动,经由方向盘、脚踏板和各种操作手柄传递到乘员的手或脚的振动。
局部振动一般不会给乘员造成伤害,只对操作的精度和准确度有影响。
全身振动是指通过人体的支撑表面(如站着的人体的脚部、坐着的人体的臀部、躺着的人体的背部支撑面等)传给人体的振动。
汽车乘员承受的乘坐振动属于全身振动,是对乘员可能造成严重伤害的主要振动形式。
人体承受全身振动而引起的舒适性问题,称为振动舒适性。
人体承受全身振动将产生机械的、生理的、病理的和心理的效应。
座椅传给乘员的振动负荷主要通过人体臀部和座椅座垫接触面传递进入人体的,其强度用臀部与座垫接触界面中心垂直方向的振动加速度、振动频率、受振动的持续时间来描述。
很多文献研究表明:人体承受长期的全身振动对于腰脊柱和相关的神经系统的不良影响是持续增加的,而通常,这对于人体健康的伤害需要数年才能产生。
尽管对于人体承受振动的剂量做过各种假定,但由于个体、环境的差异,目前并没有一个特定的量来衡量人体承受振动对健康的影响。
通过座椅及车辆等部件,可以隔离、缓各、吸收和衰减行驶及作业中所产生的各种冲击和振动,最终使传给乘员身体的振动强度处于人体所能承受振动的舒适性范围之内。
汽车振动主要来源于地面不平度的随机激励。
汽车本身运转质量的不平衡或者各种作业载荷的波动也会引起汽车的振动。
汽车大都采用弹性悬架结构,车身与地面之间有轮胎和车辆悬架机构两级弹性支撑元件。