面向静态体压分布和垂向振动响应的坐姿人体模型建模

发布时间：2021-08-18 00:48

　　近些年,座椅舒适性得到越来越多的关注,成为汽车设计的一项关键指标。通过建立人-椅系统模型采用仿真方法对座椅舒适性进行研究,能够节约时间、降低成本。静态体压分布和垂向振动响应作为座椅舒适性的关键评价指标,建立合理的人体生物力学模型进行静态体压分布和垂向振动响应预测,是仿真进行座椅舒适性研究的基础。本文面向座椅静态和动态舒适性,建立了坐姿人体静态体压和坐姿人体垂向振动模型,并提出一种定制坐垫接触面体压映射设计方法。基于美国50百分位碰撞假人模型,对模型几何、材料和关节运动副进行修改,建立了姿势可调的中国95百分位坐姿人体静态体压模型,并结合前人实验研究成果对模型的质量分布进行了验证。通过单轴压缩实验得到泡沫材料特性曲线,根据硬木板和泡沫坐垫座椅实物,建立了座椅模型。进行硬木板和泡沫坐垫座椅下的体压分布测试,结合实验结果对人-椅模型的准确性进行了验证。通过人-椅模型仿真,研究了椅面高度、坐垫倾角和靠背倾角对体压分布和软组织应力的影响。在坐姿人体静态体压模型基础上,采用线弹性材料模拟人体臀部软组织材料,对关节转动副施加刚度和阻尼,得到了坐姿人体垂向振动模型。分析了坐姿人体垂向振动模型的模态,得... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

部分人体静态体压有限元模型

重庆大学硕士学位论文ABAQUS 中建立了人体-座椅有限元模型，如图 1.2（e）所示，并对模型进行静态体压仿真。根据静态分析的结果，提取静态参数，建立人体垂向振动的集中质量模型，对动态等效质量进行分析。Liu[53]建立较为详细的人体垂向振动有限元模型，如图 1.2（f）所示，来预测在刚性板垂向振动激励下的垂向和水平振动响应，人体模型的动态等效质量能与实验结果很好的吻合。

重庆大学硕士学位论文重新划分上躯干网格，消除网格的凹陷和凸起，保证模型上躯干背部网格平滑过渡。④人体模型关节重置与简化。人体的关节约束人体的运动姿态，对模型的关节进行设置模拟人体就坐座椅时人体放松的状态。本文仅考虑人体就坐时的垂向和水平方向的运动，不考虑侧向运动。因此，采用垂向和水平方向平面内的二维转动关节副，模拟人体的踝关节、膝关节、髋关节和腰椎关节转动。


本文编号：3348848