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原文传递高速列车座椅特征提取与全局舒适度研究

论文题名：	高速列车座椅特征提取与全局舒适度研究
关键词：	高速列车座椅;特征提取;全局舒适度;优化设计;感性工学;人机工程学
摘要：	随着社会经济与科技的飞速发展，我国高速铁路正向高速度、高集约化的趋势迈进。和谐号(CRH)高速列车已经在全国广泛投入使用，城镇居民出行变得更加舒适、快捷、便利。然而，由于国内对高速列车及其室内设备的设计与研发起步较晚，仍然相对滞后，尤其是作为高速列车中重要设施的列车座椅，其设计优良程度直接关系到乘坐舒适性。国内相关机构着手高速列车座椅的设计研发，但均没有取得突破，现有产品的设计水平较低，缺乏深入的调查研究和风格特征分析，导致国内高速列车座椅设计品质不高，针对性不强。目前高速列车座椅主要还依赖德国ICE、日本新干线以及法国阿尔斯通等进口技术。此外，在高品位的高速列车座椅的创新设计中，需从主客观两个维度，外观特征与坐压舒适性两个方面来考虑，因此研究高速列车座椅的乘坐舒适度的相关因素与影响因子，提高本国乘客的乘坐满意度十分必要，而且针对本国环境的自主创新设计和研发，可以使高速列车座椅设计依照具体的风格特征，满足乘客的多层次需求。本文在此情景下展开对高速列车乘坐多维舒适度的研究，基于国内外的高速列车座椅的主体特征与舒适度设计，寻求高速列车舒适度的综合判定因素及优化改良策略。　　本文以感性工学和人机工程学等理论为基础，研究高速列车座椅特征提取和体压分布，从主观和客观两个方面深入研究座椅的多维舒适度，为优化高速列车座椅设计提供指导方法。本文主要完成了以下几项工作内容: 　　(1)基于产品特征理论，选取高速列车座椅经典案例，通过眼动追踪实验，结合主观量表方法，综合构建高速列车座椅主观舒适度评价系统;提取座椅样本特征，塑造特征样本;使用意象语义对特征样本进行感性意象评价。　　(2)运用产品遗传因子分析方法，构建高速列车座椅良性融合特征。研究不同造型特征进化、演变规律以及多维特征之间的约束关系，建立高速列车座椅特征继承和重构机制，实现高速列车座椅特征创新设计方案的求解。　　(3)基于人机工程学和人体生理因素理论，探讨人体骨骼构造及坐姿状态下体压受力点分布情况;构建体压分布与静态坐压舒适性准确有效的研究方法，分析人体坐压分布对高速列车座椅舒适性的影响因素;完成基于人体生理数据的三维髋部模型创建工作，导入CATIA分析，并处理三维座椅模型与人体模型坐姿位置关系。　　(4)仿真实验:构建体压分布评价标准简化人体臀部模型，选取目标高铁座椅坐垫仿真模型，建立有效的体压分布有限元分析方法，优化相关参数设置，分析坐垫静态坐压分布热区以及压力值的分布情况;研究高速列车座椅在静态乘坐环境中，不同形态、材质情况下的坐压舒适度。　　(5)验证实验:采用TEKSCAN坐压测试技术，对目标高铁座椅的坐垫进行静态坐压测试实验，分析坐垫的坐压分布热区和压力值的分布情况;结合仿真实验的数据分析，对比验证实验结果，寻求在高速列车座椅的工程化设计中，提高设计效率和改良座椅综合舒适度的有效途径。　　(6)构建高效合理的高铁座椅舒适度综合评价方法，研究指导高铁座椅设计策略的有效方案。
作者：	吴闻宇
专业：	机械工程（工业设计）
导师：	汤文成
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文