基于座椅悬架—人体耦合模型的运动动力学分析及其优化设计

发布时间：2017-11-23 09:14

  本文关键词：基于座椅悬架—人体耦合模型的运动动力学分析及其优化设计

  更多相关文章： 座椅悬架 运动学 动力学 布置位置 优化设计

【摘要】：职业驾驶员长期处于的中低幅值低频率的振动环境对身体健康造成极大损害。由于座椅悬架对振动和冲击的有效衰减作用,多用作工业、建筑业以及货运载客等车辆的驾驶员座椅,作为衰减传递给人体振动的最后一环,有着至关重要的作用。为此,本文以某工程车的座椅悬架为研究对象,研究基于座椅悬架-人体耦合模型的运动动力学分析及其优化设计。本文首先结合国内外研究资料,了解了全身振动环境对驾驶员身体健康的危害,以及座椅悬架在衰减传递给人体振动方面所起的作用,明确对座椅悬架进行进一步深入研究的意义。其次,对座椅悬架的结构以及性能评价指标进行了介绍,在此基础上,对座椅悬架结构进行了动力学分析,得到了悬架系统的等效刚度和等效阻尼,并建立了二自由度座椅悬架-人体耦合模型得到其传递函数。然后,在ADAMS软件中建立座椅悬架-人体耦合模型,实验测量了空气弹簧的静动态特性和座椅悬架-人体模型的传递函数,并将运动动力学模型的结果与ADAMS模型和实验结果对比,验证模型的正确性。最后在座椅悬架结构动力学分析的基础上,提出了对空气弹簧布置位置和阻尼器布置位置及性能进行优化设计的要求,运用MTALAB优化工具箱计算得到优化结果。针对座椅悬架结构的优化设计,分别分析了座椅悬架结构的等效刚度以及针对四种不同输入座椅的振动冲击响应情况,结果表明:优化后空气弹簧的布置位置使得座椅系统的等效刚度在整个座椅行程内基本保持不变,座椅的固有频率对驾驶员质量和平衡位置高度均具有稳定性;四种不同车型的阻尼器优化结果使得座椅响应的SEAT和VDVr值明显降低,乘坐舒适性提高。本文中座椅悬架结构的运动动力学分析模型和优化方法,为具体车型的座椅悬架结构设计提供了参考,对座椅悬架结构的开发有工程应用价值。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.836

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本文编号：1217944