乘用车座椅参数化设计与研究

摘要

乘用车座椅是构成乘用车内饰的必要部件之一，同时也是车里占重量较大的零部件之一。随着时代的发展，丰富的产品造型带来的个性化的消费需求也逐渐受到关注，并且越来越多的设计师及研究者人员开始以参数化设计的方式展开乘用车部件造型及轻量化设计研究，本文结合新能源乘用车座椅现状分析并将参数化设计进行概念设计应用，从工业设计角度出发寻求乘用车座椅轻量化及座椅透气性的概念设计方法，从而提高乘员的用户体验。　　通过文献综述分析归纳参数化设计的现状及乘用车座椅各部件的现状和人机尺寸要求，并结合目前乘用车的发展趋势及具有代表性的车企发布的座椅概念设计及设计的趋势，确定本次研究的设计应用定位，通过设计定位梳理用户差异性分析，总结新能源乘用车座椅的用户需求，便于后续进行相关需求问题的解决。使用Rhino软件中的Grasshopper参数化设计插件，对目前常见的参数化设计逻辑特征进行图像化的描述，并且利用其独特的模型处理方式构建多个结构特征，并以有限元静力学分析的方式筛选出最优的结构进行设计应用，结合乘员乘坐时座椅的压力及热力分布图进行参数化设计元素应用，使座椅具有个性化及更加良好的乘用体验。利用问卷筛选法对目前新能源乘用车座椅造型进行解构、筛选及重组，并构建概念设计新能源乘用车座椅造型进行设计应用。　　最后以仿真分析法作为设计辅助工具对设计进行验证，并验证了通过参数化设计构建复杂单元结构来提高整个产品的结构稳定性特征，验证了在未来增材制造技术背景下的可行性。从工业设计角度出发为乘用车座椅的轻量化提供了一个设计概念思路，并且提供了一套人机仿真座椅舒适度验证的方法。

目录

声明

第 1 章绪论

1.1 研究背景

1.2 相关国内外研究现状

1.2.1 乘用车座椅研究现状

1.2.2 参数化设计应用现状

1.2.3 个性化产品现状

1.2.4 产品轻量化现状

1.2.5 生产制造技术现状

1.3 研究内容

1.4 研究目的与意义

1.4.1 研究目的

1.4.1 研究意义

1.5 研究方法

1.6 论文结构框架

1.7 本章小结

第 2 章参数化设计技术与应用

2.1 参数化设计综述

2.1.1 参数化设计概念

2.1.2 参数化设计发展

2.1.3 参数化设计理论

2.1.4 参数化设计平台

2.2 常见的参数化设计算法

2.3 本章小结

第 3 章 影响乘用车座椅用户体验的因素

3.1 乘用车座椅的组成部件

3.1.1 座椅头枕分类及分析

3.1.2 座椅靠背分类及分析

3.1.3 座椅坐垫分类及分析

3.1.4 座椅骨架简介

3.2 乘用车座椅机械设计因素概述

3.3 乘用车座椅设计美学因素概述

3.4 乘用车座椅人机工程学因素概述

3.4.1 座椅靠背人机尺寸分析

3.4.2 座椅头枕人机尺寸分析

3.4.3 座椅坐垫人机尺寸分析

3.5 本章小结

第 4 章参数化设计在乘用车座椅中的应用及分析

4.1 设计应用定位

4.1.1设计应用分析

4.1.2用户体验需求差异性分析

4.2 新能源乘用车座椅造型特征分析及解构重组

4.2.1 新能源车型座椅造型特征现状及分析

4.2.2 座椅造型特征解构

4.2.3 造型特征重组

4.2.4 重组样本评估

4.2.5 座椅造型原型设计

4.3 参数化设计座椅模型构建及评估

4.3.1 Grasshopper 参数化设计元素提取

4.3.2 座椅参数化设计元素分析及模型构建

4.4 本章小节

第 5 章设计应用实践及验证

5.1设计实践

5.1.1乘用车座椅设计尺寸依据

5.1.2乘用车座椅参数化设计应用

5.2 设计验证

5.2.1部分结构件仿真验证

5.3.1人体尺寸功能修正

5.3.2人机验证

5.3.3验证结论

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录1

附录2

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果