基于安全性舒适性分析的乘用车座椅模块化设计

摘要

随着经济和制造业的发展，中国汽车产业取得了较大的进步。于此同时，伴随着汽车产销量的不断增加，人们对汽车消费也日趋理性，人们不仅对汽车配置提出了更高的要求，对乘坐安全性、舒适性的需求也越来越高。汽车座椅作为汽车内饰中的重要组成部分，是集机械振动、人机工程学、机械理论、控制工程学等于一体的系统化产品，汽车座椅作为保障乘员安全性、舒适性的重要组成部分，它的优劣对安全性、舒适性以及汽车内饰的美观性有着至关重要的作用。
　　本文以乘用车座椅作为研究对象，基于安全性、舒适性分析，研究了座椅的模块化设计方法，通过现代化设计手段，提高了汽车座椅的设计效率，提升了汽车座椅的设计质量。
　　本文基于乘用车座椅结构的有限元模型，按照法规要求对座椅结构进行座椅靠背静强度、座椅总成静强度、头枕的吸能性、头枕位移量等仿真分析，对座椅结构中，应力较大的位置和材料过剩的区域进行优化，研究结果表明：通过座椅结构的优化设计，在不增加座椅质量的基础上，进一步提高了座椅的安全性。基于汽车座椅舒适性的要求，利用人机工程学知识对座椅结构的主要尺寸进行分析，并通过Catia中的人机工程学模块，利用假人对座椅舒适性进行评估。针对座椅振动对舒适性的影响，采用Hyperworks软件对座椅结构进行模态分析，尽量避免座椅结构的低阶模态与人体固有频率发生共振。研究结果表明：此座椅结构能够与人体很好的贴合，并且座椅的低阶模态远大于人体固有频率，不会发生共振，座椅结构的舒适性良好，满足人体对舒适性的要求。在满足乘用车座椅安全性舒适性的基础上，根据模块化的划分原则，对座椅结构进行模块化划分。利用UG OPEN和C++，探索性的构建基于UG的模块化结构库，通过构建模块化基本结构库，提高了设计的灵活性和产品的通用性，缩短产品的研发周期。
　　本文通过研究座椅结构对安全性舒适性的影响，提出汽车座椅的模块化设计方法，并构建汽车座椅基本结构库。研究成果对分析汽车座椅性能，优化汽车座椅结构，有较好的理论价值和工程指导意义。

目录

声明

第1章 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与研究方法

第2章 座椅结构的安全性分析与优化

2.1 有限元方法与软件简介

2.2 构建座椅结构的有限元模型

2.3 座椅总成静强度仿真分析

2.4 座椅靠背静强度仿真分析

2.5 座椅头枕的静强度仿真分析

2.6 座椅结构的尺寸优化

2.7 座椅头枕的吸能性仿真分析

2.8 本章小结

第3章 座椅舒适性分析

3.1 座椅结构主要尺寸设计

3.2 人体舒适性分析

3.3 振动对舒适性的影响

3.4 本章小结

第4章 座椅结构的模块化设计

4.1 模块化简介

4.2 座椅结构的模块化设计

4.3 座椅模块化结构库设计

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 研究总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间获得与论文相关的科研成果

附录