原文传递
考虑人体生物力学特征的山地自行车设计方法研究
| 论文题名： | 考虑人体生物力学特征的山地自行车设计方法研究 |
| 关键词： | 山地自行车;设计方法;人体生物力学;动力学建模 |
| 摘要： | 本文密切结合我国自行车产品的自主创新需求，在天津市科技发展计划项目的资助下，系统研究了一种全减振类型山地自行车的动力学建模、系统仿真、实验测试、性能评价指标、结构设计等相关理论与方法。论文取得如下创造性成果： 以某型全悬架山地车为例，利用多刚体动力学理论和人体生物力学理论建立了人一山地车耦合系统的动力学模型，并借助动力学分析软件ADAMS实现了运动学仿真和动力学仿真，进而为后续山地车的动态性能分析奠定了坚实的基础。 结合实验样车，开发了一种能够反映真实骑行环境下山地车运动状态的实验测试技术。在技术中将实验测量设备与样车分离，保证了测试山地车和骑行者真实的骑行状态，同时避免了颠簸路面带给实验测试仪器和设备的测量误差。实验结果与仿真结果相比较，二者具有良好的一致性，进而验证了本文所采用的建模理论与方法的正确性和有效性。 从山地车骑行性、动态舒适性和安全性的角度，研究了评价山地车动态性能的技术指标。提出以骑行者下肢主要肌肉的应力平方和作为衡量人体肌肉疲劳程度的指标；以鞍座xs和ys方向的线振动，以及中轴yf方向的线振动的加权加速度均方根值av作为骑行者动态舒适性的客观评价指标；以骑行者相应的不舒适感量化加权平均值B作为骑行者动态舒适性的主观评价指标；以疲劳强度作为山地车车架强度校核的技术指标，进而形成一套较完整的山地车动态性能评价指标体系。 基于人体生物力学和动态舒适性，系统研究了山地车车架结构、四连杆式后悬架结构的尺度参数设计方法，建立了肌肉疲劳程度和动态舒适性的预测方程，并揭示出人体参数是在山地车设计中所应考虑的重要因素。 本文取得的研究成果不仅为山地车的动态设计奠定了坚实的理论基础，而且对开发一般的自行车产品以及自行车中的高端产品和电动自行车具有重要的参考价值。 |
| 作者： | 卜研 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 黄田;项忠霞 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
