坐姿人体振动试验与三维动力学模型参数辨识

发布时间：2021-12-30 06:11

　　作为评价车辆性能的一项重要指标,车辆乘坐舒适性引起人们广泛的关注。无论是对于日常生活的乘用车还是生产用途的商用车,如未考虑到驾驶员及乘员的因素,车辆的舒适性将难以达到设计要求。通过试车员的实车试验来评估车辆的动态舒适性,以试车员的主观感受作为评价标准存在主观性强,可信度低的缺点。解决上述问题的途径之一就是在汽车设计初始阶段建立合理的坐姿人体模型。然而,目前的坐姿人体仿真模型基本围绕欧洲或北美人群开发,其研究人群不包括中国驾驶员/乘员,而中国驾驶员/乘员群体分布、人体特征与关节力矩等都和欧美驾驶员群体有较大差异。同时,目前的人体模型多为一维模型或者二维模型,只能在一维或二维方向上对人体的振动响应进行分析,无法真实地还原人体在现实振动环境下三维的振动响应。针对上述问题,有必要建立符合中国驾驶员/乘员人体特征的三维坐姿人体模型。本文通过对比分析各模型的特点,提出建立三维坐姿人体多体动力学模型,该模型由脚、小腿、大腿、躯干和头颈组成,能够模拟纵向、侧向、垂向平动运动和俯仰、侧倾、横摆转动运动。对坐姿人体动力学模型进行动力学分析,建立数学模型,通过推导借助MATLAB编程,得到座椅-头部振动传递... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型有限元人体动力学模型[31]

MTS六自由度振动试验台如图3.1所示，该系统由试验台架、激振液压缸、油泵、控制系统组成

青岛大学硕士学位论文26表3.1六自由度试验台参数台面尺寸2.2m*2.17m最大载荷1000Kg最高工作频率空载：150Hz；满载：100Hz自由度纵向（X）、横向（Y）、垂向（Z）俯仰（P）、侧倾（R）、横摆（Y）最大运动范围X±140mm；Y±140mm；Z±145mm俯仰（P）±8.5°；侧倾（R）±7.5°；横摆（Y）±6°最大加速度空载（X:16.7gY:14.1gZ:18.1g）满载（X:8.6gY:10.2gZ:11.1g）2）三坐标测量仪在该试验中，需要测量人体关节、质心等点的空间坐标数据。本试验采用的是海克斯康关节臂三坐标测量仪，如图3.2所示。该坐标测量仪具有较大的测量范围和较高的测量精度，同时具有便携、操作轻便等优点。图3.2关节臂三坐标测量仪3）三轴加速度传感器由于本试验需要同时测量人体和座椅的纵向、侧向和垂向加速度数据，因此采用PCB公司生产的PCB356A16三轴加速度传感器，该类型加速度传感器灵敏度和精度均能满足本试验要求，其外形如图3.3所示，技术参数列于表3.2。


本文编号：3557635