汽车座椅的人机工程学原理

汽车座椅的人机工程学原理
汽车座椅的人机工程学原理

汽车座椅的人机工程学原理

摘要:随着科学技术的发展,人机工程学理论在产品设计中占有越来越高的地位。而作为与人类生活息息相关的汽车,人机工程学在汽车设计之中的应用显得尤为重要。无论是以驾驶员为中心还是以乘坐人员为中心,都应最大限度地满足人们的需求。并且各种主、被动保护措施也使人们在突发危险时,能最大限度地减小伤害,确保人的安全。总之,汽车设计中的各种设计都应该将人的因素考虑其中,确保了以人为主的设计原则,使汽车更完美地服务于人们。本文主要阐述了人机工程学概念以及汽车座椅中应用的人机工程学原理。

关键字:人机工程学汽车座椅结构

人机工程学基本概念:人机工程学是工业工程研究的众多重要学科领域之一。所谓的人机工程学,亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系以及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。在汽车设计中的人机工程学称为汽车人机工程学,它是以改善驾驶员的劳动条件和车内人员的舒适性为核心,以人的安全、健康、舒适为目标,力求使整个系统总体性能达到最优。

汽车座椅的人机工程学原理

汽车的座椅是汽车的重要组成部分,汽车座椅的合理设计关系到驾驶员及乘坐者的舒适性和安全性,因此,汽车座椅的设计必须以人为基本,根据人体的基本尺寸等进行设计,不仅能够给人以视觉冲击,而且能够营造舒适、安全的驾乘环境,有效降低交通事故的发生。

座椅的结构性设计:欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲,躯干和大腿之间必须有大于135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使

腰曲弧形自然弯曲,腰背肌肉处于放松状态。研究表明过于松软的椅面,使臀部与大腿的受压面积增大,不仅增加了躯干的不稳定性,而且不易改变坐姿,容易产生疲劳。

依据靠背上体压分布不均匀原则,在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑,即就是人体背部和腰部的合理支撑。汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支撑,第一支撑点位于人体第5—6胸椎之间的高度上,作为肩靠;第二支撑设置在腰曲部位,作为腰靠。肩靠能减轻颈曲变形,腰靠能保证坐姿下的近似于正常的腰弧曲线。这样的座椅的设计可以使人坐着时,体重合理分布,大腿平放,双足着地,上臂不负担身体的重量,肌肉放松,血液循环通畅,姿态舒适。座椅是主要的减振元件,要想使座椅获得较低的振动传递率,使座椅有较高的振动舒适性,必须采用合适的座垫和靠背减振材料。根据驾驶室的微气候环境,调整座椅表面的湿温度特性,可以适当调节人体代谢,达到减轻疲劳的目的。

座椅的舒适性设计

根据人机工程学原理,为保证良好的舒适度,针对静态舒适度,设计中应遵循以下原则:(1)座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜;(2)座椅应可调节,能使乘坐者变换姿势,并能最大范围满足各类人体的乘坐要求;(3)座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿,靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑,使脊柱接近于正常弯曲状态。(4)工作座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边,各部结构不得存在可能造成的挤压、剪钳伤人的部分。(5)工作座椅一般不设扶手,需设扶手的座椅必须保证操作人员作业活动的安全性。从人机工程学的角度来讲,腰部是体现座椅功能的关键部位。因此,座椅的腰托是影响舒适性的关键因素。腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时,人体身躯与大腿的连接点—胯点简称H点,H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准。此外,座椅的调节特性对座椅的舒适度影响很大,已成为座椅舒适度设计中重点考虑的因素。

座椅的几何尺寸设计

在进行座椅的主要构件的设计时主要考虑以下几个方面。

(1)座面

座面表面有两种基本型式,一种是纵向(坐深方向)平展的,其倾角为0°—5°;

另一种是纵向前缘起拱的。任意一种型式的座面,其横向高度差都不得大于25mm;座面前缘起拱的高度h2最小应为40mm,起拱半径R1最小为40mm,最大为120mm。座面前缘纵向起拱时,前部倾角1a=4-5°,后部倾角2a=10°-15°,两角顶交点位于距座面前缘座深2/3处;纵向高度差h3不得大于40mm

当座垫为弹性结构时,最下层支撑部分应有一定的刚性,中间弹性层变形量不宜过大(座垫厚度不宜大于30mm)。

座面留有通气孔或带排气沟槽时,孔和沟槽的存在不应影响座面的其它参数。(2)腰靠

腰靠的形状应保证使人体压力尽量分布均匀。腰靠若装有软垫,则其沿座深方向垂直剖面内的曲率半径必须大于1400mm。

(3)支架

工作座椅支架至少必须有5个支点。支点可以使用球形或鼓型小轮,也可以在支点处使用滑块。

座椅的空间位置设计

座椅空间位置设计就是为了达到操作舒适性的目标,而进行驾驶室座椅空间位置设计,以确保驾驶员有良好的视野,同时对汽车转向盘、脚踏板等操作部件有恰当的操作要求距离,以达到操作舒适性的最终目的。主要要求有前排腿部空间,后排腿部空间,前排椅垫进深,后排椅垫进深,驾驶员及乘坐者的头部距离车顶的距离以及前后排的宽度等都必须在车辆尺寸合理时能够符合人机工程学原理,让驾驶员及乘坐者感觉到舒适。

座椅的安全性设计

美观,舒适性对于我们来说是必要的但安全性对于我们来说是最为关键的,座椅的合理设计能够给我们提供必要的安全保护措施。座椅的安全性设计主要有主动安全设计和被动安全设计。

主动安全设计:主动安全性是指汽车驾驶座椅防止事故的能力从减轻驾驶员的疲劳入手进行分析设计,以满足主动安全性要求。主动安全性主要考虑合理的座椅尺寸设计、坐垫上合理的体压分布、靠背上合理的体压分布等。可以为驾驶员提供一个舒适的作业环境,减轻驾驶员的疲劳,从而保证驾驶座椅主动安全性的设计要求。

被动安全设计:被动安全性是指事故发生时,保护乘员的能力。驾驶座椅作为安全部件,是汽车被动安全性设计的主要考虑部件之一。考虑提高驾驶员的人身安全性,汽车驾驶座椅被动安全性设计目标为:①在事故中要保证驾驶员处在自身的生存空间之内,并防止其他车载体进入到这个空间;②要保持驾驶员在事故发生时保持一定的姿态,以使其他的约束系统能充分发挥其保护效能;③在事故中,使得事故后果对驾驶员的伤害降低到最小限度。

目前采取的安全措施主要有:提高座椅骨架强度,达到汽车驾驶座椅强度的要求值;设置座椅安全带,使在紧急制动或正面撞车时不致将驾驶员碰伤;

本文从人机工程学的角度,讨论了汽车座椅应满足的基本条件,首先介绍了人机工程学的基本概念,从汽车座椅的结构性,汽车座椅的基本尺寸,汽车座椅的空间,汽车座椅的安全性等方面进行了讨论,随着汽车产业的发展,符合人机工程学的产品必将获得更大的发展,符合人机工程学的作品必将成为新的发展趋势。

人机工程学驾驶室座椅设计

人机工程学的车内座椅设计 题目:基于人机工程学的车内座椅设计班级:09铁道车辆2班 姓名:屈难平 学号: 20097831

基于人机工程学的驾驶室座椅设计 摘要 以人机工程学的理论为基础,介绍了座椅设计中座高、座宽、座深、座面倾角、靠背高度靠背倾角等座椅静态参数的选取原则,以某轻卡座椅为例,用Pro/E 建立座椅的模型,导入Man-neQuinPRO10。2中进行人机分析,并结合实例对座椅的各静态参数进行选取。 关键词:人机工程学;轻卡座椅;舒适坐姿;建模分析 人机工程学是一门边缘学科,主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。在 轻卡驾驶室座椅的设计中,主要研究如何使座椅符合人体尺寸的需求,给驾驶员带来舒适感,降低驾驶疲劳度,提高驾驶的安全性,同时也能大大防止驾驶员由于不正确的驾驶姿势而导致的脊椎变形,以及由此引发腰痛、腰肌劳损等职业病。1.舒适坐姿的生理特征 图1所示为人体在各种不同姿势下腰椎的弯曲形状。曲线B表示人体松弛侧卧时,脊柱呈自然弯曲状态;曲线C是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿;曲线F是当人体的躯干与大腿的夹角呈90°时的情形,此时脊柱严重变形,椎间盘上的压力不能正常分布。因此,欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲形态,躯干与大腿之间必须有大约135°的夹角,并且座椅的设计应使坐者的腰部有适当的支撑,以使腰曲呈弧形自然弯曲状态,腰背肌肉处于放松状态人坐着时,大腿和上身的质量必须由座椅来支承。人体结构在骨盆下面有2块圆骨,称为坐骨结节,如图2所示。这2块小面积能够支持大部分上身的质量。覆盖在它们外面的皮肤能获得丰富的动脉血液供应,就像脚底一样。而在臀部的边缘部分,血液循环则大不一

基于人机工程学的汽车座椅设计研究

基于人机工程学的汽车座椅设计研究 摘要: 驾驶员坐姿舒适性仿真通常可以量化为驾驶姿势不舒适度模型。驾驶姿势不舒适度预测模型是根据驾驶姿势的影响因素,评价驾驶姿势不舒适度的数学模型。本文对重型商用车坐姿舒适性仿真研究主要做了以下几方面工作:首先,研究了在汽车领域计算机辅助人机工程技术的发展背景及国外研究现状,并对当今比较流行的舒适度建模方法进行了深入的总结。针对这些方法的不足,提出了基于关节载荷的驾驶姿势不舒适度建模方法。其次,进行了适宜驾驶姿势规律的实验研究。通过设计下肢、躯干、上肢实验,获取了建立姿势不舒适度模型所需要的关节载荷和关节坐标数据。最后,建立了以维持身体姿势的关节力及扭矩为目标函数,以人体姿势变量和汽车设计变量为预测因子的人体不舒适度预测模型,并将模型应用于实际项目的方案分析中。 关键词:驾驶员驾驶姿势人机工程技术人体舒适度 1 引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指

出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 2 舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以 及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面 (1)为确定汽车空间围提供依据。 (2)为设计汽车座椅提供依据。 (3)为确定感觉器官的适应能力提供依据。 融人机工程学原理于汽车座椅设计已达到更大舒适度: 2.1 研究现状及主要容 现代科学技术的突飞猛进,以及人们工作和生活空间的不段变化,就要求汽车座椅的生产企业在座椅的设计、生产方式等方面进行改革,同时也要考虑降低成本,提高汽车座椅的经济性。因此市场不断细分,多种不同类型和不同设计的汽车座椅不断进入市场。 人们对汽车座椅外观样式、材料品质的追求,使汽车座椅的设计样式丰富多姿,各有特色。从而也使汽车座椅在设计上取得了瞩目的成绩。可以说汽车座椅

人机工程学在轿车车身安全性设计中的应用

人机工程学在轿车车身安全性设计中的应用 摘要:从车身的主动与被动安全两个方面,分别概述了人机工程学在轿车车身结 构、车灯、方向盘、座椅、视野和制动稳定性等方面的应用现状,总结了提高汽车 正面、侧面、后面碰撞保护能力以及车顶耐撞强度的一些方法,介绍了世界各大著 名汽车公司的最新相关产品。最后,预测了应用人机工程学原理设计安全车身结构 的发展趋势。 关键词:人机工程学;安全性;轿车车身结构;附件 The man-machine engineering in the application of the safety design of car body Pick to: from the body of both active and passive safety, respectively, summarizes the ergonomics in the direction of car body structure, lights, disc, seat, vision, and the present situation of the application of braking stability, etc, are summarized to improve automobile front, side and back collision protection in some way and the intensity of the roof bruise, introduces the world famous automobile company's latest products. Finally, forecasts the application principle of man machine engineering design security the development trend of car body structure. Keywords: ergonomics; Security; The car body structure; The attachment

汽车座椅结构设计

汽车座椅结构设计

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0 引言 汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。在汽车中它将人体和车身联系在一起直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。一百多年来,随着汽车的发展和人们要求的不断提高汽车座椅已不再是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。 本毕业设计分析了人与座椅的人机关系,并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求,以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据,以国家和国际标准为准则,对驾驶座椅进行了设计。,从人的安全、健康的角度,现代人越来越多地的时间在汽车中度过,座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度,汽车走进千家万户,人们对汽车的情感也有所转变,从以前的遥远、到现在的占有,将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐,所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。

1轿车电动座椅的介绍 轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据,因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计,从材料到形状,尽量做得完美无缺。在造型方面,充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素,应用人体工程学的研究成果和先进技术,制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。 1.1桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍 目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势,人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳,从提高驾乘人员舒适度的角度,给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究,国内发现尚少。尤其在目前,国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上,汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动:四向电动座椅除前后水平移动外,还可以升降:六向电动座椅除了够控制上述移动外,座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机,通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器,以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车),用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向,因此当开关换向时,可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等,自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。 现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的,又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件,人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅

汽车座椅的人机工程学分析[001]

汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。 本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。 1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析 任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。 1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析 (1)坐姿时脊柱形态 人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。 (2)坐姿体压分布 当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。 ①座垫上的体压分布 根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

汽车座椅面套设计

SDE介绍 1SDE总括 SDE是一个完整的座椅设计环境,通过使用三维CAD型面作为护面平面展开图(样板)的目标,从而最初的造型需求得到保证。 SDE围绕设计到制造过程,完全集成于CATIA V5, NX 和 Pro/E,由于三维环境下围绕单一来源主模型,造型到制造无缝连接。SDE的核心功能包括3D到2D 的展开,已经经过汽车公司实际设计和生产所验证,另外SDE基于CAD的设计方法和制造输出被广泛验证。 2SDE技术特点 2.1完全集成于三维CAD VISTAGY公司的座椅设计环境提供完全集成于商业CAD系统的三维设计解决方案,包括Catia V5, NX和ProE。SDE直接从CAD模型运行,无需另外转换。事实上,所有的设计公司都正在转为三维CAD设计,护面、泡沫、结构及其他组都已经使用三维CAD软件来设计三维模型。 SDE通过增强或者扩展主流三维CAD的功能来使客户获益,SDE支持: -高级曲面 -逆向工程 -参数化建模 -PDM和 ERP 集成 -包含变量和选项的装配件、零件的强有力管理 -造型 2.2PDM、ERP集成 由于SDE的数据是存储在CAD模型中的,无外部的文件,所以SDE数据能够被管理CAD模型的PDM系统轻松管理。事实上,SDE和所有的PDM系统兼容,无任何的差别或偏向,这样就能保证用户根据自己的需求选择最好的解决方案。另外,如果用户的PDM,DMU或者ERP系统需要的话,VISTAGY公司的EnCapta技术可以使用开放标准的如XML的格式文件来表达SDE的数据。

2.3三维座椅专业设计环境 SDE是三维专业的设计环境,用于汽车内饰并且主要是用于复杂的汽车座椅系统的设计。SDE主要通过以下节省座椅研发时间和成本: -捕捉完整而详细的三维座椅结构模型; -捕捉护面材料、复合泡沫等的所有信息; -捕捉缝线、样式、缝纫回针等所有信息; -捕捉卡条和附件等所有信息; -捕捉如加热/冷却系统,重量传感器,标签等硬件的所有信息; -对上述所有信息排序、列表、查找; -在下游对上述信息重用,生成BOM表、成本模型、生产计划、缝制说明、工程图、裁切文件、PPAP、ELV等; -准确无误、快速地对设计进行修改更新。 最终,SDE在三维环境下设计拥有巨大优势,通过保持三维护面定义与下游的二维数据如平面展开图(样板)相关联,可以在上游三维环境下完成更改,二维数据会随之快速自动更新,这样就能保证三维护面的主数据源定义简单、快速、一致。 这样,关于座椅数据的所有管理如护面、泡沫、测试、生产计划、成本等都是同步的并且是准确无误的。 2.4基于座椅结构的单一数据源主模型 SDE的基础是座椅结构定义,包括织物或皮革料片,缝纫或缝制线,衬背材料,卡条和附件,硬件如传感器、加热或湿度控制元件、标签、安全装置等都可以在设计最开始进行定义。在平行设计过程中,这一完整而详细的三维模型可以作为单一数据源的主模型而被不同的组如造型、护面、泡沫、结构等使用。

基于人机工程学的汽车工作座椅设计

基于人机工程学的汽车工作座椅设计 作者:王天波班级:车辆工程084 学号:1608080422 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车工作座椅,从工作人员生理特征与工作座椅的设计原则、基本要求这三个方面,分析了工作座椅的主要结构设计要点,并从安全性角度出发提出了工作座椅 安全性设计原则。 关键词:人机工程学、设计、汽车工作座椅 Based on ergonomics car seat design work Author: Wangtianbo Class: V ehicle engineering 084 Number:1608080422 【Summary】Apply ergonomic principles, for automobile work seat, from staff physiological characteristics and the design principle, working seat from three aspects of basic requirements, analyzes the main structure design work seats, and the key point put forward from the Angle of work safety seat security design principles.【Keywords】Ergonomics, design, automobile work seats. 0 引言 随着自动化程度的提高,越来越多的作业需要工作人员采用坐姿完成。可以预计,坐姿将是操作人员未来作业的主要工作状态。 坐姿是人体较自然的姿势,它较其他姿势相比,具有很多优点,首先,坐姿比站姿更有利于血液循环。人站立时,血液和体液在地心引力作用下向腿部集中,而坐姿时的肌肉松弛,腿部血管内血流静压稳定,有利于减轻疲劳;其次,坐姿还有利于保持身体的稳定,这对于精细作业更为合适。 与此同时,坐姿也存在一定局限性,主要是限制人体的活动范围,尤其是需要上肢出力的场合,往往需要站立作业,而频繁的起坐交替也会导致疲劳。因此,坐姿不正确,座椅的设计不合理,会对身体产生严重的损害。汽车工作座椅人机工程学设计目的,就是使设计出来的座椅能够满足人机工程学标准。这样一来,所谓汽车工作座椅人机工程学设计也就转化为针对工作人员舒适性的设计。 从人机工程学原理出发考虑,一个性能优良的工作座椅应当符合的基本要求如下:为工作人员提供一个舒适而稳定的坐姿,符合人体舒适坐姿的生理特性;减轻传给工作人员

小型客车座椅结构设计

摘要 汽车座椅是汽车车身的重要部件,一般由座垫及其骨架、靠背及其骨架、头枕及其骨架,以及相应的导向、调节机构等基本部分组成。汽车座椅系统是用来在车内给驾乘者支撑,并在保证方便进出和驾驶操作的前提下提供驾乘者有效的约束。汽车座椅系统应该提供驾乘者预期的可调节性和长途驾驶的舒适感。在车门关闭状态、在座椅整个调节行程内,座椅系统的操作应该适于所有体形驾乘者进行直观的调控操作。同时汽车座椅也是保障车辆安全性能的一部分。汽车座椅设计的合理性及其质量直接影响到乘员的安全性和舒适性。 本设计主要结合人机工程学以及有关座椅的国家标准进行小型客车座椅的结构设计和分析。根据人机工程学确定各部分尺寸,完成调节机构的结构,依据国家相关标准进行合理分析设计,并进行了静力分析。 本设计中的调节机构主要包括前后调节机构、高度调节机构以及角度调节机构进行设计,设计了其结构及工作原理。 本设计为小型客车座椅生产与实验提供了参考,对实际生产有一定的指导意义。 关键词:座椅、人机工程学、结构、静力分析

Abstract Car seat is an important auto body parts, generally by the seat and its skeleton, and skeleton back, head and skeleton, and the corresponding orientation, regulators and other basic parts. Car seat system is used to driving in the car who support and facilitate the access and drive to ensure the operation of driving under the premise of providing effective control.Car seat driving system should expect to provide adjustable and long-distance driving comfort. In the door closed, adjust the seat the entire trip, the seats should be suitable for operation of the system to carry out all the body driving control operation intuitive. At the same time protect the car seat is also part of vehicle safety performance. Car seat design and the quality of the reasonableness of a direct impact on passenger safety and comfort. The combination of ergonomic design, as well as the main seat of the national standards for small passenger seat of the structural design and analysis. According to various parts of ergonomics to determine the size of the completion of the structure adjustment, according to relevant national standards for the design of rational analysis and a static analysis. The design of the regulating agencies, including before and after adjusting the main body, a high degree of regulation of agencies and institutions regulating the design point of view, the design of its structure and working principle. The seat is designed to mini-van production and provides a reference experiment, the actual production of a certain degree of guidance. Keywords: chairs, ergonomics, structure, static analysis

人机工程学在车身设计中的应用.doc

第四章人机工程学在车身设计中的应用 §4-1 概述 人机工程学是近40年来发展的一门新兴学科,在车身设计中得到了大量的应用。 一、人机工程的概念 研究对象:人—机—环境系统的整体状态和过程。 任务:使机器的设计和环境条件的设计适应于人,以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。 研究范围: ①人的生理、心理特征和能力极限——能承受的极限; ②人机功能的合理分配——充分发挥各自特长; ③人机相互作用及人机界面设计; 相互作用——利用信息显示器和控制器实现人—机间信息交换的过程; 人机界面——使显示器与人的感觉器官的特性相匹配,使控制器与人的效应器官相匹配,以保证人、机之间的信息交换迅速、准确。 ④研究环境及其改善——温度、湿度、照明、噪声、振动、尘埃、有害气体等对人的作业活动和健康的影响。以及控制、改善不良环境的措施和手段; ⑤研究作业及其改善——人从事体力和脑力作业时生理、心理变化,由此确定作业时的合理负荷及耗能量、合理的作业和休息制度、合理的操作方法→↓疲劳,保障健康,↑作业效率; ⑥研究人的可靠性与安全——工程系统日益复杂和精密,操作人员面对大量的显示器、控制器,容易出现人为差错而导致事故发生。→研究人的可靠性及影响因素,寻求减少人为差错,防止事故发生的途径和方法。

二、人机工程学与车身设计的关系 1、人机工程学的研究目的——要解决的问题 ①如何减少汽车的各种物理性能对人生理、心理所产生的影响; ②如何减少驾驶操作的失误而造成的事故。 2、在汽车工程中的应用 ——对现有条件下驾驶汽车和乘坐汽车在生理、心理及社会等各方面进行大量统计与调查,引入生理学、医学、心理学、人体解剖学、运动生物学、人体测量学、工程学、机械学、环境科学、信息工程、系统工程等学科的观点和方法,开展全面研究和分析→改善汽车的各种性能。 目的:为汽车设计、改进提供各种调查、改进、试验与分析结果,使汽车更好地、尽善尽美地为人服务。 3、车身内部各种物理量的变化和人体的承受范围 人对车内各种物理量变化的感受具有一定的限度。 车内各种物理量的变化超过允许条件→感到疲劳、头晕、恶心、呕吐等生理上的病态变化和心理上的烦燥不安。 措施:·采用各种灯光、音响报警装置→及时提醒注意; ·应用空调设备→调节车室气候;

基于人体工程学的汽车座椅设计

基于人体工程学的汽车座椅设计 任宝林 20080803 指导老师:李恩颖 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座持,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词:汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、坐姿舒适性 人体在座椅上坐着时的姿势,称为最终姿势。人体姿势由相邻关节的距离及每个关节的角度确定,通常情况下,各关节之间的距离是不能调整的,但每个关节的角度可以改变。在关节角度可变的范围内存在改变的最佳区间,在此区间内人不易疲劳。在座椅的设计中,使乘坐者的腰曲弧形保持正常,腰背部肌肉处于松弛状态,从腹部通向大腿的血管不受压迫,保持血液循环正常,舒适 性的坐姿特点是:臀部离开靠背向前移,保持上体在腰椎以上的肩部与大腿下平面之间达到100°--115°角。根据“人体工程学’的研究,舒适坐姿时人体关节角度范围如图 2-1所示。可根据此去确定座椅的有关参数。 为使不同身高的驾驶员获得良好的坐姿舒适性,必须是座椅尺寸合适,驾驶位置合理。以下尺寸外形必须在规定的范围内:a坐姿深度一般取400—450mm。b坐垫高度一般以取350—400mm为宜,最低不小于300mm,最高不大于400mm。c坐垫角度及靠背与座椅的夹角。为保证驾驶员身体不向前滑动,坐垫面一般设计成前高后低的倾斜状,一般以5—8°为宜。躯干与大腿间夹角在95—105°范围为宜。d坐垫宽度去450—500mm。e靠背

汽车座椅设计

汽车座椅设计 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座持,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词:人机工程汽车设计座椅 引言:交通事故统计分析表明,疲劳驾驶是造成交通事故的主要原冈。驾驶座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,对于减少驾驶员疲劳程度,降低事故发生率有重要作用,汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量与安全。人机工程学是一门综合性较强的新兴交叉学科,它是从人的生理和心理特点出发,研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律;其目的是让人在使用机械的过程中,感到“安全、健康、舒适、高效”。汽车设计是否符合人机工程要求,不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性,而且影响整车内外造型和尺寸参数,进而影响整车性能和市场竞争力。 一、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科内涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面: 1、为确定汽车空间范围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 二、汽车座椅的人机工程设计 汽车驾驶座椅的人机工程学分析,安全舒适的汽车驾驶座椅的设计必须满足以下要求:意识坐姿舒适性(静态舒适性);二是振动舒适性(动态舒适性);三是操作舒适性;四是安全性(包括主动安全性及被动安全性两个方面)。 上述要求具体到驾驶座椅的设计中满足驾驶员坐姿舒适性的座椅尺寸结构设计、满足驾驶员振动舒适性的座椅抗振减振设计、满足操作舒适性的座椅空间位置设计以及满足驾驶员的安全性的汽车驾驶座椅主动安全性及被动安全性的设计。 1、座椅结构设计 驾驶座椅结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上,寻求最佳的座椅结构形式、尺寸、轮廓形状及材料选择。 (1)座椅结构设计 为了保证座垫上合理的体压分布,座垫应坚实平坦。太软的椅子容易令使用者曲起身子,全身肌肉和骨骼受力不均,从而导致腰酸背痛现象的产生。研究表明:过于松软的椅面,使臀部与大腿的肌肉受压面积增大,不仅增加了躯干的不稳定性,而且不易改变坐姿,容易产生疲劳。 依据靠背上体压分布不均匀原则,在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑,即就是人体背部和腰部的合理支撑。汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支撑,第一支撑部位位于人体第5—6胸椎之间的高度上,作为肩靠;第二支撑设置在腰曲部位,作为腰靠。肩靠

人机工程学在汽车座椅设计中的应用

人机工程学在汽车座椅设计中的应用 摘要:运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座持,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,完成了对汽车驾驶座椅从分析到设计的系列开发过程。 关键词:汽车驾驶座椅人机工程学设计 一、引言 随着时代的发展,当今社会已由工业社会向信息社会即后工业社会过渡,人类赖以生存的生活空间和生活方式,处处都是经过设计并不断完善的设计世界。现代设计,作为一种广泛的文化活动,已成为人们生活中的一部分。人们开始追求高品质的舒适生活,于是按照人体工程学设计的产品也就越来越受到大众的欢迎。人体工程学的产品也就成了现代社会人们追求的目标。先以汽车座椅为例,人体工程学的家具并不是人们头脑中所想象的仅有数据符合的座椅,它还包括除了人体生理数据之外的很多因素。它的设计原则除了常见的尺度设计原则,人体机能和环境设计原则,健康设计原则外还应该讲求黄金分割比的设计原则。并指出在这些原则的指导下好的人体工程学座椅是功能与美学相结合的产品,可以为人带来身心两方面的享受。 二、舒适驾乘首要在于座椅设计 通过对汽车座椅设计中的人机因素分析,即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析,寻求汽车座椅设计与人机工程学的关系,从而论证目前汽车座椅设计中人机工程学应用的一些局限性,即学科涵与目标的矛盾、共性原则与个性需求的矛盾、统计与个案的矛盾以及合理与合情的矛盾,通过对这些应用矛盾的透析,探求出汽车座椅设计中人机工程学应用的原则,从而最终为汽车座椅产品设计中人机工程学的应用探索出一条道路。 而人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面: 1、为确定汽车空间围提供依据。 2、为设计汽车座椅提供依据。 3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 三、汽车座椅人机工程学分析 1、人体坐姿生理特性分析

基于人机工程学的轿车车声设计

基于人机工程学的轿车车声设计§1 概述 人机工程学是近40年来发展一门新兴学科,在车身设计中得到了大量应用。 一、人机工程概念 研究对象:人—机—环境系统整体状态和过程。 任务:使机器设计和环境条件设计适应于人,以保证人操作简便省力、迅速准确、安全舒适,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。 研究范围: ①人生理、心理特征和能力极限——能承受极限; ②人机功能合理分配——充分发挥各自特长; ③人机相互作用及人机界面设计; 相互作用——利用信息显示器和控制器实现人—机间信息交换过程; 人机界面——使显示器与人感觉器官特性相匹配,使控制器与人效应器官相匹配,以保证人、机之间信息交换迅速、准确。 ④研究环境及其改善——温度、湿度、照明、噪声、振动、尘埃、有害气体等对人作业活动和健康影响。以及控制、改善不良环境措施和手段; ⑤研究作业及其改善——人从事体力和脑力作业时生理、心理变化,由此确定作业时合理负荷及耗能量、合理作业和休息制度、合理操作方法→↓疲劳,保障健康,↑作业效率; ⑥研究人可靠性与安全——工程系统日益复杂和精密,操作人员面对大量显示器、控制器,容易出现人为差错而导致事故发生。→研究人可靠性及影响因素,寻求减少人为差错,防止事故发生途径和方法。 二、人机工程学与车身设计关系 1、人机工程学研究目——要解决问题 ①如何减少汽车各种物理性能对人生理、心理所产生影响;

②如何减少驾驶操作失误而造成事故。 2、在汽车工程中应用 ——对现有条件下驾驶汽车和乘坐汽车在生理、心理及社会等各方面进行大量统计与调查,引入生理学、医学、心理学、人体解剖学、运动生物学、人体测量学、工程学、机械学、环境科学、信息工程、系统工程等学科观点和方法,开展全面研究和分析→改善汽车各种性能。 目:为汽车设计、改进提供各种调查、改进、试验与分析结果,使汽车更好地、尽善尽美地为人服务。 3、车身内部各种物理量变化和人体承受范围 人对车内各种物理量变化感受具有一定限度。 车内各种物理量变化超过允许条件→感到疲劳、头晕、恶心、呕吐等生理上病态变化和心理上烦燥不安。 措施:·采用各种灯光、音响报警装置→及时提醒注意; ·应用空调设备→调节车室气候; ·采用各种绝缘、密封手段→↓振动、噪声、空气污染。 ——为乘客创造一个安全、可靠、舒适乘坐环境。 4、研究内容: ①人体尺度和操纵范围; ②人视觉和光效应; ③听觉信息传递和噪声干扰; ④人体对环境适应; ⑤人—车系统响应时间; ⑥人—车系统特性和安全驾驶; ⑦饮酒对驾驶干扰。 要求:从主观和客观两方面使汽车各种性能更好地适应人们心理和生理上要求。 5、达到目 ·根据人类生理、心理自身规律来指导设计;

基于人机工程学的汽车座椅设计分析

基于人机工程学的汽车座椅 摘要:目的研究汽车座椅和人体生理特性,让乘客在乘坐过程中减少疲劳,提高舒适度和安全性.方法通过对人体生理特性、汽车座椅的基本尺寸、安全和舒适相关特性的对比分析和研究,得出汽车座椅设计的参考性理论.结果得到了汽车座椅设计在尺寸设计、舒适度和安全性方面的基本理论.结论汽车座椅的尺寸符合人体自然生理状态时,越不容易产生疲劳,舒适度随之提高;反之,疲劳容易产生,舒适性以及安全性随之降低。 关键词:汽车座椅;人机工程学;舒适度;安全性 Study on the car seats based on Ergonom ics Abstract:this paper studies the characteristics of the Car seat and Human Physiology ,Let he passengers reduce fatigue, improve the comfort and safety when sitting.We can draw a conclusion of the car eat design based on comparative analysis and research on human physiological characteristics, car seat basic size, safety and comfort. Finally,we get the basic theory of the car seat design in size design, comfort and safety aspects .In a word,when the size of the car seat match the body's natural physiological condition, the fatigue is less easy to produce, at the same time,the comfort will be improved, conversely, fatigue is easy to produce,and comfort and safety decreases. Key words:car seat;Ergonomics;Comfort ;security 随着时代的发展,人们生活方式逐渐发生改变。汽车作为现代生活必备的工具之一,也在发生这飞速的变化。人们在追求汽车方便,快捷的同时,汽车的舒适性,安全性也被人们所追求。座椅作为连接人与汽车的桥梁,也起着至关重要的作用。 1 人体坐姿生理特性分析 1.1 坐姿时脊柱的形态 人处在坐姿状态时,身体主要是靠脊柱、盆骨、腿和脚支撑。脊柱位于人体的背部中央,是人体的主要支撑。人处于不同的坐姿,脊柱的形态也会不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然形态时,才会减少腰椎以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲劳的发生。 1.2 坐姿体压分布 当人在座椅上处于坐姿状态时,靠坐垫和靠背来维持身体的平衡,人的身体重量作用在座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布。坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。

汽车电动座椅的结构和工作原理

汽车电动座椅的结构和工作原理 中车在线网2010-08-12 现代轿车的座椅多是电动可调的,又称电动座椅。人们对轿车舒适性的评价多是通过座椅感受的,所以轿车上配备的电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求,即驾驶者通过操纵键,不仅能使驾驶者获得最好的视野,便于操纵方向盘、踏板、变速杆等,还可以将座椅调整到最佳的位置上,获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求,汽车厂家不断采用机械和电子技术手段,制造出可调整的电动座椅。 在座椅造型方面,应充分考虑人体身高、重量、乘坐姿势和重量分布等因素,应用人体工程学等先进技术,制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅,如图1所示,可调式电动座椅应按人体轮廓要求设计,能为人体的头部、背部、腰部和臀部提供最佳位置,有些还具有加热功能,在寒冷天气可使乘坐更加舒适。由于座椅还起到车厢装饰的作用,因此座椅面料的颜色要与车厢的总色调配合一致,且手感柔和、质地优良,使人们一坐上去就有一种舒适的感觉。 轿车的电动座椅系统由双向电动机、传动机构、调节控制电路等组成。 1、电动机的布置 电动机的个数取决于座椅的调节功能的范围,同时必须体积小,负荷能力要大;如果只是调节座椅前后移动,仅需要一个电动机即可实现。在此功能的基础之上再加装二个电机,就可以实现座椅的上下升降、座椅前后端的升降。这就是我们常说的六向移动座椅,装配三个电机即可以实现。如图1所示为电动座椅位置图。很多高级轿车还增加了调整头枕、腰部调节、扶手调节、座椅长度等功能,这些功能的增加都是为了使乘坐者更加舒适。所有这些功能的实现都必须通过电机带动传动机构来实现。

图1 电动座椅部件位置图 2、传动机构的类型 要求座椅传动机构运行时有十分良好的平稳性,噪音要低。现代轿车的电动座椅的传动机构一般有蜗轮蜗杆传动、驱动钢丝传动等类型。 蜗轮蜗杆传动的传动部件有蜗杆轴,蜗轮、齿轴和齿条等。如图2所示,调整时,蜗杆轴在电动机的驱动下,带动蜗轮转动,从而将齿轴旋入或旋出,即座椅下降或上升。如果蜗轮又与齿条啮合,蜗轮转动将齿条移动,即令座椅前移或后移。6向可调式电动座椅采用3个可以倒转的电机来操作座椅。座椅的前部和后部由不同的电机控制,它还可以被独立地升高和降低。第三个电机控制前/后移动。 图2 电动机驱动蜗轮蜗杆

汽车座椅轻量化结构设计与优化

汽车座椅轻量化结构设计与优化 摘要:随着汽车总保有量的不断增加,汽车与能源、环保之间的矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对低碳时代的到来和节能减排的巨大压力,汽车轻量化是解决这一问题最有效、最现实的途径之一。从而推动了新材料新工艺在汽车工业中的应用和发展。其中,尤为引人注目的是铝合金在汽车轻量化中的应用和发展。本文从座椅骨架材质轻量化、结构优化设计及成形工艺分析等方面入手对汽车座椅进行了轻量化设计研究。 关键词:汽车座椅;轻型化;结构设计;铝合金;低压铸造 随着汽车总保有量和新增量的不断增加,汽车耗油量及汽车二氧化碳、有害气体及颗粒的排放量也在快速增加。在能源日益紧缺,环境同益恶化的今天,这种矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对能源危机和低碳环保的巨大压力,解决这一矛盾最有效、最现实的方法之一,也是当今世界汽车工业发展的潮流,就是实现汽车的轻量化。 1.汽车轻量化概念 汽车轻量化(Lightweight of Automobile)就是必须在保证汽车使用性能,如强度、刚度和安全性的前提下,降低汽车的重量,从而提高汽车的动力性能,燃油经济性,并且降低废气污染。汽车轻量化并不只是简单地降低汽车重量,还包含了许多新理论、新材料、新工艺。 根据美国铝协会研究,若汽车整车重量降低10%,其燃油效率可提高6%~8%;汽车整车重量每减少100kg,其百公里油耗可降低O.3~0.6L,二氧化碳排放量可减少约59/km。 总的来说,实现汽车轻量化主要有2种途径:一是利用有限元方法,拓扑优化方法改进汽车整车结构及零部件结构,实现结构件材料分布最优化;二是利用各种轻量化材料,包括高强度钢板材料和轻质材料。 结构轻量化设计就是利用有限元法和现代优化设计方法进行结构分析和结构优化,以减轻汽车车身、各零部件如发动机、承载件件和内饰件的重量。结构优化设计即在保证产品达到某些性能目标(如强度、刚度)并满足一定约束条件的前提下,改变某些设计变量,使结构的重量最轻,这不但节省了材料,也便于运输和安装。优化设计以数学规划为理论基础,将设计问题的物理模型转换成数学模型,运用最优化数学理论,以计算机和商业软件为优化工具,在充分考虑多种约束的前提下满足设计目标的最佳设计方案。有限元法在结构设计中被广泛使用,它可以使任何复杂的工程问题,简化为有限元模型进行分析研究。目前广泛使用的结构优化工具Altair Optistruct,以有限元法为基础,提供拓扑优化、尺寸优化、形貌优化、自由形状优化等多种优化方法,可以对汽车车架结构及各零部件结构进行分析和优化。在有效满足设计功能及外型要求的前提下,先经过概念

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