摘要随着汽车行业的蓬勃发展,以及人机工程学、空气动力学在汽车上的应用,车身总布置也在飞速的变革与发展。
车身总布置设计是经验和原理方法的结合,是在考虑整车形式、车身与底盘的关系、以及总布置和造型传递给车身内部布置的一些约束条件下,进行车室内部布置,是基于功能和约束的方案寻求最优的过程。
一个与众不同的驾驶空间:开阔的视野,舒适的座椅布置,布置紧凑的仪表以及伸手可及的操作元件,能给人充分的心理满足和安全感。
人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身总布置的不断更新和完善,传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。
然而,每一款新车型的问世都离不开车身总布置和它的设计工具,汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。
本次设计主要内容是根据人机工程学的理论和在汽车上实际应用的分析,进行总布置设计。
本文介绍汽车总布置设计工具人体模型,眼椭圆。
提出了综合考虑驾驶员舒适性、视野性、腿部操纵空间、方向盘、顶盖等因素的H 点区域法。
利用CATIA进行总布置设计,CATIA对于提高车身总布置的质量,以及缩短产品开发周期具有非常大的现实意义关键词:车身总布置设计;人机工程学;人体模型;眼椭圆。
AbstractWith the vigorous development of auto industry, and ergonomics, air dynamics in automotive applications, general arrangement in the rapid development and reform. Body: the layout design experience and the principle of method is combined, is considering vehicle body and forms, the chassis layout, and transfer to body shape and some internal layout constraints on car interior ministry decorate, it is based on the function and constraints for the solution of the optimal process. A special driving space: open vision, comfortable seats arrangement of instrumentation and arrangement, compact and operating components, can give a person to fully satisfy the psychology and security. the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work.T he main content of the theory is based on ergonomics in cars and practical application analysis, the layout design. Introduces the layout design tool car body model, elliptic. Puts forward comprehensive consideration of the pilot, leg vision comfortableness, manipulation of space, the steering wheel, the above factors zone method H. To improve the CATIA layout of quality, body and shorten the development cycle has very great practical significanceKeywords: body layout design, Ergonomics, Human model, Eye ellipse.目录第1章绪论 (1)1.1 车身总布置设计概述 (1)1.2本设计采用的绘图软件介绍 (2)1.2.1 CATIA简介 (2)1.1.2CATIA的功能特点 (3)1.1.3 CATIA软件发展 (4)1.1.4 CATIA人机工程功能在产品设计中的应用 (4)1.3研究本课题的意义 (7)1.4毕业设计内容 (8)第2章车身设计方法 (9)2.1传统的车身设计方法 (9)2.2 现代设计方法 (9)2.3 整车布置的基准线——零线的确定 (10)2.4 本设计采用的设计方法 (12)2.4.1 概念设计 (12)2.4.2 工程设计 (12)2.5 车身总布置内容及原则 (12)2.6车身承载方式的确定 (13)2.6.1车身承载方式 (13)2.7本车承载方式的确定 (15)第3章人机工程学的基础研究 (16)3.1 人机工程学概况 (16)3.2人机工程学简介 (18)3.3人机系统概述 (20)3.4不同人种间的人体模型差异 (21)3.5我国人体尺寸标准 (22)3.5.1人体的主要尺寸 (23)3.5.2立姿人体尺寸 (23)3.5.3坐姿人体尺寸 (25)3.5.4人体水平尺寸 (27)3.6 SAE人体模型 (28)3.7 结论 (29)第4章轿车车身总布置 (30)4.1人体功能尺寸 (30)4.2人体模板关节角度的调节范围 (34)4.3座椅的布置 (37)4.3.1 输入已知整车控制参数及边界条件 (37)4.3.2踵点的确定 (38)4.3.3确定H点位置 (39)4.3.4确定座椅水平和垂直调节范围 (41)4.3.5 仪表板的布置 (41)4.4驾驶员的眼椭圆及视野校核 (42)4.4.1眼椭圆的定义 (42)4.4.2 眼椭圆的意义 (42)4.4.3 眼椭圆的含义 (43)4.4.4 眼椭圆的样板 (43)4.4.5眼椭圆制作步骤 (43)4.4.6 眼椭圆的定位 (44)4.4.7眼椭圆的应用 (46)4.5头廓包络 (47)4.5.1概述 (47)4.5.2头廓包络面的尺寸 (48)4.5.3头部包络面的定位 (49)4.6前方视野校核 (50)4.6.1前风窗开口视野校核 (50)结束语 (53)参考文献 (55)致谢 (56)附录 (57)第1章绪论1.1 车身总布置设计概述汽车诞生一百多年来,其技术经过不断地发展,到现在已经成为集传统工业和高新科技为一身的典型的机电产品,而围绕汽车工业的庞大工业体系也发展成为世界上屈指可数的企业群体。
随着汽车工业的蓬勃发展,车身作为汽车三大总成之一,已经在汽车设计过程中越来越趋于主导地位。
据统计,客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车质量的40%~60%,有些车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还要略高一些[1]。
因此,仅从这一点来说汽车车身的经济效益也要高于其它两个总成。
在汽车制造过程中车身设计是重要环节,而车身的总布置又是其中的重要组成部分。
车身总布置的任务是在车身内部有限的空间内把人员和货物安排在最恰当的位置,既要满足乘坐舒适性又要保证最大承载质量,尽可能的提高车身有效面积利用率,将车内空间发挥到极致,达到节能减排降低成本的目的。
对于不同用途的汽车总部置设计也是不同的,即使是同一类车,因其用途、性能要求以及所选的各总成的类型尺寸的不同,总布置设计也是千差万别的。
车身总布置是在整车总布置的基础上进行的。
整车的总布置提供了汽车长、宽、高、各部分总成的相对位置和乘客室的尺寸、轴距、轮距等控制尺寸、轴荷分配以及水箱、动力总成、前桥、后桥、传动轴与车轮等的轮廓尺寸和位置。
据此再参考同类车型的有关数据作为参考,即可以初步确定汽车的基本形状,前悬和后悬的长度,前后风窗位置和角度,发动机罩的高度,前围板位置,座椅位置,内部空间控制尺寸,方向盘位置角度与操纵机构和踏板的相互位置等[2]。
车身总布置设计指导思想是“以人为本”。
在汽车设计中,车身内部布置应当能够满足驾驶员和乘员的乘坐舒适性、操纵性、行车安全性、视野性等要求。
为了达到以上性能。
SAE、ISO、GB等定义了汽车驾驶员的眼睛、头部、肢体上一些与车身布置有关的人体特征点[3]。
当驾驶员以正常驾驶姿势入座后,测取人体特征点,经统计处理后,便可得到各种百分位身材男女驾驶员的人体特征点分布图形。
这些图形称为车身内部布置设计工具。
它们包括人体模型、眼椭圆、头廓包络线、手伸及界面等。
1.2本设计采用的绘图软件介绍1.2.1 CATIA简介CATIA是由法国著名飞机制造公司Dassau1t开发并由IBM公司负责销售的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统。
围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本,可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。
在这个环境中,可以对产品开发过程的各个方面进行仿真,并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信[4]。