本文關(guān)鍵詞：坐姿人體垂向振動(dòng)模型研究及應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 坐姿人體模型 視在質(zhì)量 驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗 座椅-頭部傳遞函數(shù) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：車輛的平順性已成為評(píng)價(jià)汽車性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。然而,在汽車前期開發(fā)中,一般沒有考慮人體振動(dòng)模型,或者只是把人體等效為剛體,這就導(dǎo)致汽車減振元件設(shè)計(jì)不合理,使得乘員的舒適性降低。在汽車平順性試驗(yàn)中,當(dāng)用真人作為汽車座椅載荷時(shí),由于被試者的年齡、體型、職業(yè)等的差異,導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果差異較大,對(duì)于同一名被試者,由于乘坐姿勢(shì)和身體狀態(tài)的不同,試驗(yàn)的重復(fù)誤差也較大;當(dāng)用沙袋或水人作為載荷時(shí),由于其不能模擬人體的振動(dòng)特性,故不能客觀地測(cè)量汽車的平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)。國(guó)外學(xué)者對(duì)歐美坐姿人體垂向振動(dòng)特性進(jìn)行了大量的研究,制定了ISO5982-2001標(biāo)準(zhǔn),建立了完善的坐姿人體垂向振動(dòng)模型。而國(guó)內(nèi)只是單獨(dú)研究了中國(guó)坐姿人體的視在質(zhì)量(AM)、驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗(DPM)或者座椅-頭部傳遞函數(shù)(STH)特性,這并不能全面地反映坐姿人體的垂向振動(dòng)特性。同時(shí),國(guó)內(nèi)外坐姿人體模型實(shí)物只是在早期有過少量研究,目前沒有廣泛地應(yīng)用于汽車的平順性試驗(yàn)。所以,應(yīng)該全面研究中國(guó)坐姿人體垂向振動(dòng)特性,應(yīng)用于汽車平順性的前期開發(fā),能夠更好地匹配減振元件;開發(fā)出中國(guó)坐姿人體模型實(shí)物,應(yīng)用于汽車的平順性試驗(yàn),能夠準(zhǔn)確客觀地測(cè)量平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)。鑒于以上分析,本文開展了以下研究工作。首先,進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下坐姿人體垂向振動(dòng)特性研究。利用搭建的人體振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái),對(duì)30名志愿者進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)條件下的人體振動(dòng)試驗(yàn),獲取了坐姿人體垂向振動(dòng)特性的三個(gè)指標(biāo),分別為視在質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗和座椅-頭部傳遞函數(shù);通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),本次試驗(yàn)的中國(guó)坐姿人體垂向振動(dòng)特性與ISO5982-2001標(biāo)準(zhǔn)差別較大。其次,進(jìn)行了不同條件下坐姿人體垂向振動(dòng)特性研究。進(jìn)行了不同試驗(yàn)條件下的人體振動(dòng)試驗(yàn),獲取了坐姿人體垂向振動(dòng)特性數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明,相比于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),振動(dòng)強(qiáng)度增大、手放在扶手上和腳墊高度由低變高后,坐姿人體垂向振動(dòng)特性呈一定的變化規(guī)律;坐姿人體垂向振動(dòng)特性與體重、身高和身體質(zhì)量指數(shù)有一定的線性關(guān)系。然后,進(jìn)行坐姿人體垂向振動(dòng)模型及實(shí)物研究。根據(jù)坐姿人體振動(dòng)特性,建立兩自由度、三自由度和四自由度坐姿人體模型,均可以近似表達(dá)中國(guó)坐姿人體的視在質(zhì)量和驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗特性,同時(shí),四自由度坐姿人體模型還可以近似表達(dá)中國(guó)坐姿人體座椅-頭部傳遞函數(shù)特性,能夠更全面地表達(dá)坐姿人體的振動(dòng)特性;根據(jù)兩自由度坐姿人體模型參數(shù),開發(fā)出了坐姿人體模型實(shí)物,能近似模擬中國(guó)坐姿人體的視在質(zhì)量和驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗特性,可以作為汽車平順性試驗(yàn)時(shí)的座椅載荷。最后,將坐姿人體模型及實(shí)物應(yīng)用于車輛的平順性設(shè)計(jì)中。建立人-車-路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,仿真結(jié)果表明,中國(guó)兩自由度坐姿人體模型座墊處加權(quán)加速度均方根值相對(duì)于沙袋模型小17%左右,相對(duì)于ISO5982-2001坐姿人體模型大9%左右。將坐姿人體模型實(shí)物和沙袋分別進(jìn)行硬件在環(huán)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,坐姿人體模型實(shí)物座墊處的加權(quán)加速度均方根值比沙袋小10%左右。應(yīng)用不同的坐姿人體模型對(duì)車輛減振器阻尼進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,應(yīng)用中國(guó)兩自由度坐姿人體模型優(yōu)化出的減振器阻尼相對(duì)于沙袋模型大27%左右,相對(duì)于ISO5982-2001坐姿人體模型小7%左右。而中國(guó)兩自由坐姿人體模型和實(shí)物可以近似模擬中國(guó)坐姿人體的垂向振動(dòng)特性,故能更好地應(yīng)用于中國(guó)車輛的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
【關(guān)鍵詞】：坐姿人體模型 視在質(zhì)量 驅(qū)動(dòng)點(diǎn)機(jī)械阻抗 座椅-頭部傳遞函數(shù) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U461.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究的背景和意義12-13
• 1.2 相關(guān)研究的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 坐姿人體垂向振動(dòng)模型13-15
• 1.2.2 不同條件下坐姿人體垂向振動(dòng)特性15-17
• 1.3 論文技術(shù)路線及主要研究?jī)?nèi)容17-20
• 1.3.1 技術(shù)路線17
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容17-20
• 第2章 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下坐姿人體垂向振動(dòng)特性研究20-32
• 2.1 試驗(yàn)臺(tái)架搭建20-24
• 2.1.1 試驗(yàn)臺(tái)總體方案20-21
• 2.1.2 直線電機(jī)及伺服控制器21
• 2.1.3 測(cè)力座椅21-22
• 2.1.4 測(cè)試傳感器22-23
• 2.1.5 數(shù)據(jù)采集卡23-24
• 2.2 標(biāo)準(zhǔn)條件下坐姿人體垂向振動(dòng)試驗(yàn)24-29
• 2.2.1 試驗(yàn)對(duì)象24
• 2.2.2 試驗(yàn)過程24-26
• 2.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析26-29
• 2.3 中國(guó)坐姿人體垂向振動(dòng)特性與ISO5982-2001比較29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 不同條件下坐姿人體垂向振動(dòng)特性研究32-46
• 3.1 PASW Statistics軟件簡(jiǎn)介32
• 3.2 試驗(yàn)條件對(duì)坐姿人體垂向振動(dòng)特性的影響32-40
• 3.2.1 大振動(dòng)強(qiáng)度32-34
• 3.2.2 手放在扶手上34-37
• 3.2.3 不同腳墊高度37-40
• 3.3 人體身體特性對(duì)坐姿人體垂向振動(dòng)特性的影響40-45
• 3.3.1 體重40-42
• 3.3.2 身高42-44
• 3.3.3 身體質(zhì)量指數(shù)44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 坐姿人體垂向振動(dòng)模型及實(shí)物研究46-60
• 4.1 坐姿人體垂向振動(dòng)模型建立46-54
• 4.1.1 兩自由度坐姿人體模型46-49
• 4.1.2 三自由度坐姿人體模型49-51
• 4.1.3 四自由度坐姿人體模型51-54
• 4.2 兩自由度坐姿人體模型實(shí)物開發(fā)54-59
• 4.2.1 兩自由度坐姿人體模型實(shí)物方案設(shè)計(jì)及試制54-57
• 4.2.2 兩自由度坐姿人體模型實(shí)物調(diào)試57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 坐姿人體模型及實(shí)物在車輛平順性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用60-74
• 5.1 坐姿人體模型對(duì)車輛平順性評(píng)價(jià)的影響60-66
• 5.1.1 路面輸入模型60-62
• 5.1.2 人車路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型62-64
• 5.1.3 平順性評(píng)價(jià)方法64
• 5.1.4 仿真結(jié)果分析64-66
• 5.2 坐姿人體模型實(shí)物對(duì)車輛平順性評(píng)價(jià)的影響66-69
• 5.2.1 硬件在環(huán)試驗(yàn)原理介紹66-67
• 5.2.2 硬件在環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型67-68
• 5.2.3 硬件在環(huán)試驗(yàn)及結(jié)果分析68-69
• 5.3 坐姿人體模型對(duì)車輛減振器阻尼優(yōu)化的影響69-71
• 5.3.1 約束條件70
• 5.3.2 目標(biāo)函數(shù)70-71
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果71
• 5.4 本章小結(jié)71-74
• 第6章 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.2 研究展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果80-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 高江華;侯之超;何樂;夏群生;;坐姿人體垂向振動(dòng)特性及其兩自由度模型[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2011年12期

2 侯之超;高江華;何樂;;坐姿人體垂向振動(dòng)特性及其三自由度模型參數(shù)[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

3 陳杰平;陳無(wú)畏;祝輝;朱茂飛;;基于Matlab/Simulink的隨機(jī)路面建模與不平度仿真[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2010年03期

4 張鄂;劉明利;邵曉春;單軍勇;王東生;;動(dòng)態(tài)環(huán)境人-車系統(tǒng)的人體振動(dòng)特性研究與仿真[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2009年03期

5 張鄂;許林安;劉中華;李曉玲;;多自由度坐姿人體上體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)特性研究[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2008年04期

6 潘雙夏;陳助碧;馮培恩;;M-File S-函數(shù)在時(shí)域路面不平度建模中的應(yīng)用[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2006年04期

7 董爾珠,黃恩麗,王亞夫,施光濤,林茂成;汽車試驗(yàn)用人體振動(dòng)模擬儀[J];汽車技術(shù);1993年02期

8 馮煥玉;;兩自由度人體振動(dòng)模型及其在汽車平順性試驗(yàn)中的應(yīng)用[J];汽車技術(shù);1986年05期

9 郭孔輝;汽車振動(dòng)與載荷的統(tǒng)計(jì)分析及懸掛系統(tǒng)參數(shù)的選擇[J];汽車技術(shù);1976年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 高江華;乘員—坐墊系統(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)建模與分析[D];清華大學(xué);2014年

2 郭耀華;減振器實(shí)物在環(huán)系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：536487