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新型自行车的造型设计及受力分析
| 论文题名： | 新型自行车的造型设计及受力分析 |
| 关键词： | 人机工程学;骑姿设计;有限单元法;舒适性设计;受力分析;造型设计;自行车 |
| 摘要： | 应用人机工程学的相关理论、人体的结构参数、相关的人体特性，探索性地对自行车进行人机工程学改进，设计新型自行车，并对车架安全性进行评估。 提出了影响自行车骑行舒适性的三个主要因素为蹬踏力、骑姿、与人体紧密接触的部件结构。分析了蹬踏运动的用力特性，并指出提高骑行效率的途径。分析了影响自行车骑姿的主要因素是车把与鞍座之间以及鞍座与脚踏之间的相对位置，以赛车、轻便自行车为例分析了现有自行车的骑姿，找出其中存在的人机工程学方面的问题，为后期的改进设计提供了设计方向。分析了鞍座、车把及把套上存在的人机工程学，阐述了鞍座、车把及把套影响骑行舒适性的参数，并提出了鞍座、车把及把套的设计参考。 在分析归纳自行车骑行舒适性的影响因素的基础上，介绍了骑姿设计的方法。以2号人体模板为参考，以城市代步用女式自行车为例进行骑姿设计，得到舒适的部件取值范围，并给出了骑姿设计的流程。新设计的骑姿让骑乘者在蹬踏过程中处于舒适自然的状态，为后期的车架设计提供参考。 介绍了自行车常用材料的优缺点，并简单介绍了材料选择的依据与方法。分析了自行车车架设计的主要结构参数，并给出了基于骑姿的自行车车架设计的具体流程。结合2号人体模板的人体参数，讨论了鞍座、车把、踏板的主要设计参数。在3DMAX里进行自行车各主要部件的造型设计，得到自行车的三维实体模型。 最后以前述章节所设计的新型自行车为对象，对其车架进行结构静强度分析。首先阐述有限元基本思想，结合车架实际情况，选择合适的单元类型，划分网格，并确定结构的载荷和约束条件。在理顺有限元法计算静强度的算法原理后，分析车架的静力变形和应力分布情况，结果表明本设计中车架的强度和刚度均符合要求，并确定该结构中最大应力的发生部位，对工程设计有一定参考价值。 |
| 作者： | 王珊珊 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘云霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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