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基于人机工程学的汽车室内数字化设计研究

作　者: 张广海
导　师: 刘会霞；王霄
学　校: 江苏大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 数字化设计人机工程学 CATIA 汽车室内设计人体模型座椅仪表板室内空间
分类号: TB18
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 632次
引　用: 12次
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内容摘要

汽车数字化工程已被公认为未来汽车设计、开发的必然趋势，汽车行业的数字化开发技术在我国已经取得了很大的成效，但应用人机工程学理论进行汽车的数字化设计特别是汽车室内的数字化设计开发还处于起步阶段，人机工程学理论更多地被应用于设计后期的评估工作中，而不能充分发挥其在设计过程中应有的指导作用。因此，在现有的软件平台下进行人机工程学理论与汽车室内设计相结合的研究对于促进我国汽车行业的发展，实现我国汽车设计的自主开发、拥有设计的自主产权来说有着重大的理论价值与实际应用价值。本文以当前国内各汽车厂家应用最为广泛的CATIA平台为基础，根据人机工程学理论对如何实现三维软件平台下汽车室内的设计进行了深入的研究。文中首先在CATIA平台下建立了符合我国人群人体测量数据的人体模型及汽车车身、座椅和仪表板的数字模型，为后续针对我国人群进行汽车室内的人机工程学设计打下基础。然后对室内各部件的人机工程学理论进行了深入的分析，并通过对具体的设计过程的研究，实现了人机工程学理论在CATIA中同室内设计的结合。在座椅的设计方面，根据H点的定位理论确定了座椅数字模型在汽车数字模型中的定位，利用人体的舒适坐姿理论在CATIA中对座椅的舒适性设计进行了分析，并在此基础上基于CATIA提出了座椅的优化设计；在仪表板的设计方面，根据眼椭圆、手伸及界面及可操纵性理论在CATIA中对仪表板的视野及可操作性设计进行了研究，并基于CATIA提出了视野、可操纵性设计与评估的简便方法；在室内空间设计方面，根据头部包络线等理论在CATIA中对室内的空间设计进行了研究，并提出空间面的概念，建立了更好的空间设计方法。本文在CATIA平台下运用人机工程学理论对汽车室内设计进行了系统的研究，充分体现了CATIA中人机工程学理论在汽车室内数字化设计与评估过程中的直观、快捷的优越性。这对加快我国汽车室内数字化设计的发展，实现在设计早期进行人机工程学理论的应用有着较大的推动作用，对提高设计效率、降低研发成本有着重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 选题的背景与意义  9-10
  1.2 汽车数字化工程及其室内人机工程学概述  10-12
    1.2.1 汽车数字化工程简介  10-11
    1.2.2 汽车室内人机工程学概述  11-12
  1.3 本课题的国内外研究概况  12-14
  1.4 本文的主要研究内容  14-15
第2章人体模型及汽车部件的数字模型建立  15-29
  2.1 人体模型概述  15
  2.2 人体尺寸参数的测量及数据处理  15-20
    2.2.1 人体测量数据的统计特性  16-17
    2.2.2 我国成年人的人体结构尺寸  17-20
  2.3 CATIA中人体模型的建立  20-27
    2.3.1 CATIA人机工程学模块简介  20-21
    2.3.2 基于 CATIA的人体模型的建立  21-24
    2.3.3 符合我国人体测量数据的人体模型的建立  24-27
  2.4 汽车各部件的数字模型的建立  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章汽车座椅的人机工程学设计  29-48
  3.1 汽车座椅设计概述  29
  3.2 座椅在汽车数字模型中的定位  29-36
    3.2.1 H点定义  29-30
    3.2.2 H点的确定  30-36
  3.3 汽车座椅的舒适性设计  36-38
  3.4 CATIA中汽车座椅的人机工程学设计  38-47
    3.4.1 座椅与汽车模型相对位置关系的确定  38-40
    3.4.2 座椅的舒适性设计与评估  40-45
    3.4.3 座椅的优化设计  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章汽车仪表板的人机工程学设计  48-75
  4.1 仪表板设计概述  48
  4.2 眼椭圆的概念极其计算  48-57
    4.2.1 传统眼椭圆的概念与计算  48-54
    4.2.2 02修订版 SAE眼椭圆的计算  54-57
  4.3 手伸及界面的概念及其计算  57
  4.4 仪表板的人机工程学设计  57-64
    4.4.1 传统的仪表板视野设计  58-61
    4.4.2 传统的仪表板可操纵性的设计  61-64
  4.5 CATIA平台下采用人机工程学原理进行仪表板的设计研究  64-74
    4.5.1 仪表板的视野设计与评估  64-70
    4.5.2 仪表板的操纵性设计与评估  70-74
  4.6 本章小结  74-75
第5章汽车室内空间的人机工程学设计  75-89
  5.1 作业空间及汽车室内空间设计概述  75-76
    5.1.1 作业空间设计概述  75-76
    5.1.2 汽车室内空间设计概述  76
  5.2 乘坐空间的人机工程学设计  76-80
    5.2.1 包络线(面)的概念及其计算  76-79
    5.2.2 传统的空间设计与评估方法  79-80
  5.3 CATIA三维平台下汽车室内乘坐空间的设计  80-88
    5.3.1 空间面的建立  80-82
    5.3.2 利用空间面进行乘坐空间设计  82-84
    5.3.3 基于工作空间分析功能的乘坐空间设计  84-88
  5.4 本章小结  88-89
第6章总结  89-91
  6.1 论文总结  89
  6.2 工作展望  89-91
参考文献  91-95
致谢  95-96
作者攻读硕士学位期间参与的科研项目及发表的论文  96
  参加科研项目活动  96
  发表的学术论文  96

基于人机工程学的汽车室内数字化设计研究

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