基于概念设计思想的汽车驾驶室人机工程评价系统的研究

论文摘要

我国汽车工业经过50多年的建设与成长,已成为世界上主要汽车生产和消费大国。特别是自主品牌汽车的崛起和飞速发展,汽车设计是否符合人机工程的要求成为关系到企业生死的一个重要因素,现代汽车设计处处强调以人为本,安全、舒适、环保、节能一直是汽车设计的主题和追求的目标。人机工程布置设计不仅关系到有效利用车内空间及提高乘坐舒适性、安全性,而且还会影响到整车内外造型效果,进一步影响整车的总体性能,所以人机工程学在汽车设计开发过程中的应用研究占据着重要的地位。在汽车概念设计阶段,人机工程评价显得尤为重要,汽车概念设计阶段的人机工程评价的主要目的是提早发现人机工程问题,节约设计成本与时间。目前,汽车新产品概念设计阶段的人机工程评价通常有两种互为补充的评价方法：主观评价和客观评价,必须把两类评价结合起来,才能对汽车的人机工程作全面的评价。本文研究和讨论了汽车概念设计阶段的驾驶室人机工程评价理论及其实现。本文研究应用机械工程行业最常用的CATIA三维设计软件的开发功能,建立了应用于概念设计阶段的汽车驾驶室人机工程评价系统的试验台模型,应用ANSYS有限元分析软件对试验台的关键部件进行校核计算。该系统可以正确模拟汽车驾驶室的布置,然后根据人体主观感受评价车辆舒适性以及布置合理性。借助于汽车驾驶室人机工程评价系统,能对汽车-驾驶员相互作用关系进行研究,从而验证及优化汽车的人机工程学设计。本文同时应用Microsoft Visual Basic软件设计汽车驾驶室人机工程评价试验台的对应软件,该软件可以记录和处理评价数据,建立评价数据库,自动输出评价数据表格,具有使用方便,界面友好等特点,配合汽车驾驶室人机工程评价试验台使用,可达到提高使用效率、节约评价时间的作用。最后,本文重点研究了汽车概念设计阶段人机工程评价的方法及内容,建立了相应的评价体系,详细讨论并提出了汽车驾驶室人机工程评价系统的主要应用范围和方法,并分析了该系统的合理性与实用性,证明该系统的设计能够满足汽车驾驶室人机工程评价的设计需要,达到评价的目的,该系统设计是合理的,通过对本文的研究,为概念设计阶段的汽车驾驶室人机工程评价方法提供了理论依据,具有重要的实际意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 概念设计概述
• 1.3 汽车概念设计主要内容
• 1.4 汽车概念设计人机工程评价的主要内容
• 1.5 国内外汽车人机工程及其评价的发展和现状
• 1.6 本课题的研究目的及意义
• 1.7 本课题的主要内容
• 第2章 汽车概念设计阶段的人机工程评价理论
• 2.1 评价、主观评价和客观评价的概念与关系
• 2.2 汽车概念设计人机工程评价方法概述
• 2.3 客观评价方法研究
• 2.3.1 RAMSIS简介
• 2.3.2 RAMSIS主要功能
• 2.3.3 客观评价方法总结
• 2.4 主观评价方法研究
• 2.4.1 "快速简便"的实体模型
• 2.4.2 试验用驾驶台
• 2.5 本章小结
• 第3章 汽车驾驶室人机工程主观评价系统的建立
• 3.1 汽车驾驶室人机工程评价系统概述
• 3.2 设计所用软件简介
• 3.2.1 CATIA软件简介
• 3.2.2 ANSYS软件简介
• 3.2.3 Microsoft Visual Basic软件简介
• 3.3 试验台硬件系统设计
• 3.3.1 总体结构设计思路
• 3.3.2 试验台的底座即平台设计
• 3.3.3 座椅的固定及调整机构设计
• 3.3.4 驻车制动器及换档机构的固定及调整机构设计
• 3.3.5 转向管柱的固定及调整机构设计
• 3.3.6 踏板组的固定及调整机构设计
• 3.3.7 组合仪表的固定及调整机构设计
• 3.3.8 液压升降机构的设计
• 3.4 试验台关键部分计算校核
• 3.4.1 导轨载荷及寿命计算
• 3.4.2 评价机构底座有限元分析
• 3.4.3 踏板组固定及调整机构支撑钢管的有限元分析
• 3.5 试验台配套软件设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 汽车驾驶室人机工程评价系统的应用
• 4.1 汽车驾驶室人机工程评价系统在概念设计阶段应用
• 4.1.1 前期准备
• 4.1.2 安装操纵件
• 4.1.3 调整相对位置
• 4.1.4 选定评价人员
• 4.1.5 制订评价内容和评价标准
• 4.1.6 执行评价内容
• 4.1.7 评价结果处理
• 4.1.8 评价结论分析
• 4.2 汽车驾驶室人机工程评价系统的其它应用
• 4.3 评价系统的合理性与实用性分析
• 4.3.1 评价系统的合理性分析
• 4.3.2 评价系统的实用性分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢