高速动车座椅美学与舒适性设计研究

摘要

进入二十一世纪，高速动车的迅速发展引领世界迈入了高铁时代，座椅作为高速动车的重要配套设备，需要我们从人性化角度出发，运用先进的技术和方法，探索适合中国人群的和高技术水平的现代高速动车座椅设计方法，以打造中国特色的列车品牌并迎头赶上发达国家的脚步。因此，本文就高速动车座椅舒适性与美学设计进行深入的理论研究及设计实践，探索本国高速动车座椅的设计方法，提出拥有中国特色的高速动车座椅设计方案，本课题的研究对增强我国高速动车座椅的自主创新设计能力、提高人类生活质量、加速高速铁路的发展有着显著的实际意义。
　　 课题从工业设计学科视角出发，首先分析了当代高速动车座椅设计中的美学特征及形式美法则，将美学设计法则应用于本课题座椅设计中。然后运用人机工程学理论进行座椅的舒适性分析研究，明确了人体坐姿生理学特征、坐姿生物力学等座椅舒适性设计的要点，并根据人体测量尺寸确定座椅各项几何参数。接着综合运用造型设计理论及舒适性设计原则，对高速动车座椅进行设计建模及分析研究。最后对已设计的高速动车座椅模型采用人机工程仿真模拟的方法进行舒适性分析研究，分析出用户的姿态舒适度以及体压分布情况，确定满足乘客的乘坐生理和心理条件的核心内容，然后根据舒适性分析的结果对座椅模型进行相关改进设计，最终得到舒适性和美学造型俱佳的高速动车座椅模型。
　　 文中系统地运用形式美法则、人机工程学、人体生理学和测量学的相关理论知识，借助计算机辅助设计的方法，通过三维建模软件Rhino进行座椅美学设计，同时利用工程分析软件CATIA、ANSYS进行仿真评估，为座椅舒适性设计提供依据。整个设计流程将美学与舒适性设计系统地结合起来，对高速动车座椅设计工作具有现实的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景概述

1．2 本课题提出的意义和目的

1．3 研究思路与研究内容

第二章 高速动车座椅形态设计中的美学分析

2．1 高速动车座椅形式美法则的运用

2．1．1 高速动车座椅的比例与尺度关系分析

2．1．2 高速动车座椅的对称与均衡关系分析

2．1．3 高速动车座椅的统一与变化关系分析

2．1．4 高速动车座椅的过渡与呼应关系分析

2．2 造型设计色彩学分析

2．3 高速动车座椅材质分析

2．4 本章小结

第三章 高速动车座椅的舒适性分析

3．1 座椅舒适性的人机工程学理论

3．1．1 人体坐姿生理学特征

3．1．2 坐姿生物力学

3．1．3 坐姿人体测量尺寸

3．2 座椅各项几何参数的确定

3．2．1 人体尺寸的选用原则

3．2．2 高速动车座椅主要参数的选择

3．3 人机工程学研究方法的选择

3．3．1 产品设计中人机工程的研究方法

3．3．2 高速动车座椅设计中人机工程研究方法的选择

3．4 人机工程仿真模拟技术

3．4．1 计算机辅助人机工程方法简介

3．4．2 CATIA中的人机工程辅助设计

3．4．3 体压分布有限元仿真模拟

3．5 本章小结

第四章 高速动车座椅设计与分析

4．1 高速动车座椅美学设计

4．1．1 造型设计方案

4．1．2 造型设计分析

4．2 高速动车座椅舒适性设计

4．3 本章小结

第五章 高速动车座椅舒适性分析与评价

5．1 座椅舒适性评价系统流程

5．2 应用CATIA软件对高速动车座椅进行人机工程学分析

5．2．1 人体模型建立

5．2．2 舒适坐姿角

5．2．3 二等车座椅用户姿态编辑、整体分析

5．2．4 二等车座椅舒适度角度设定、人体姿态分析

5．2．5 一等车座椅用户姿态编辑、整体分析

5．2．6 一等车座椅舒适度角度设定、人体姿态分析

5．3 体压分布有限元分析

5．3．1 体压分布有限元分析方法

5．3．2 模型的建立

5．3．3 材料性能

5．3．4 有限元分析网格

5．3．5 定义边界条件及施加载荷

5．3．6 结果分析

5．4 本章小结

第六章 高速动车座椅最终方案

6．1 高速动车座椅造型方案

6．2 高速动车座椅功能设备

6．3 高速动车座椅尺寸方案

6．4 舒适性座椅截面曲线

第七章 总结与展望

7．1 工作总结

7．2 课题展望

致谢

参考文献