工程车辆座椅设计与舒适性分析

摘要

传统工程车辆侧重对工作的完成,对驾驶员的影响考虑较少。近年来,随着科技的进步和人们生活水平的提高,在日常工作中,除了对工作的完成度之外,人们还对自身在工作中的健康和舒适性提出了更高的要求。如传统的农用机械不提供驾驶员座位,而人跟着机器走是一件很耗体力的事情,随后供驾驶员乘坐的座位便出现了。起初的座椅仅是一个刚性的座斗,对乘坐舒适性并没有很多要求。研究和事实表明,这种座斗乘坐舒适性很差,无法缓冲车辆工作过程中所产生的振动,甚至对车辆的振动起到放大作用。为提高其舒适性,有关部门出台了标准来约束制造商,例如GBT14779-1997就是对坐姿人体模板功能设计要求的一种约束。本文围绕以下几方面进行分析和研究。
　　首先,对影响驾驶员的乘坐舒适性的因素进行了分析,不考虑车辆自身参数,驾驶员的乘坐舒适性受车速和路面不平度系数的影响,路面的状况一般是以路面的频域模型表达,而车辆需要的往往是时域模型,把频域模型转化成相应的时域模型,在此基础上得到路面不平度。文章还把车速和路面不平度系数作为输入分别分析有座椅悬架和无座椅悬架对人体舒适性的影响,为座椅悬架的存在和合理利用提供理论依据。
　　其次,设计了一款具有减振功能的座椅悬架,此座椅悬架采用CATIA三维造型软件进行设计。对CATIA软件进行了简要的介绍,然后对座椅悬架的三维图工程视图进行了制作,并对座椅悬架中的弹簧进行了参数设计,对选购的弹簧进行了实验分析。
　　最后,对座椅悬架的参数进行了仿真分析,通过测得座椅上面板的加速度的衰减情况来评价座椅悬架中弹簧刚度和减振器阻尼值的合理性。针对不同体重的驾驶员,仿真分析得到不同体重等级的驾驶员所应该配备的相应的弹簧刚度值和减振器阻尼值的座椅悬架。为座椅悬架参数取值的合理性提供理论基础和实际指导。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1本课题研究的目的和意义

1.2国内外座椅悬架的发展现状

1.3论文研究的主要内容

第二章 车辆座椅悬架对舒适性改善的仿真分析

2.1 引言

2.2 路面不平度的表达

2.3 时域路面不平度线性滤波法建模分析

2.4 时域路面不平度输入下二自由度振动模型的仿真

2.5时域路面不平度输入下三自由度振动模型的仿真

2.6本章小结

第三章 工程车辆座椅悬架的设计

3.1 引言

3.2 CATIA软件介绍

3.3 座椅悬架方案的设计

3.4 拉伸弹簧的设计

3.5减振器的参数测试与分析

3.6 本章小结

第四章 车辆座椅悬架ADAMS仿真

4.1 引言

4.2 ADAMS软件简介

4.2座椅悬架的ADAMS软件仿真分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 未来工作展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文及参与的科研项目

致谢