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高速列车座椅舒适性优化设计及评价
| 论文题名： | 高速列车座椅舒适性优化设计及评价 |
| 关键词： | 高速列车;座椅舒适性;优化设计;模糊评价;动态特性 |
| 摘要： | 随着高速铁路技术的快速发展，追求高品质的列车乘坐舒适性越来越受到人们的重视。在旅客列车的人机环境系统中，座椅是影响乘座舒适度的重要环节。如何提高座椅乘座舒适性，设计出符合人机工程学要求的列车座椅，是十分重要的课题。座椅的设计应尽可能使乘客脊柱处于生理体位，保持正常的生理弯曲。座椅的动态特性与列车的其它减振系统相匹配，能使人体处于更为合适的振动环境。本文对列车座椅舒适性设计方面进行了入系统的研究: 首先从人机工程学角度对人体脊椎的形状及曲率进行研究分析，结合人体脊椎实验统计数据，利用数学方法计算出人体处于舒适坐姿下的腰椎正常曲率半径，为座椅靠背中心曲线的优化设计提供数据参考。按照数据点→曲线→曲面→座椅模型的思路，以人体尺寸数据为依据，利用CATIA对列车座椅的靠背及座垫曲面建模得到座椅模型。并在此基础上，对座椅靠背及座垫曲面的CAD模型进行网格划分输出数据点云，从而应用移动最小二乘法对座椅靠背和座垫进行曲面拟合，求出曲面方程。并利用MATLAB对其仿真，这为座椅曲面的形状优化及逆向工程CAD建模提供了理论基础。 然后利用CATIA的人体工程学设计模块功能，建立符合中国不同人体百分位尺寸的人体CAD模型。通过循环干涉检查方法进行人-椅CAD模型自适应匹配，实现了不同尺寸人体“虚拟乘坐”于座椅CAD模型的要求，为坐姿几何舒适性的分析评价提供了客观依据。并在此基础上，以性别、人体百分位及坐姿关节角度构成三层因素集，建立了列车座椅几何舒适性三级模糊综合评价模型，并应用该评价模型对列车座椅的几何舒适性进行综合评价，评价结果为高速列车座椅舒适性设计提供了客观依据。 本文最后将人-椅视为一个整体，通过建立多自由度的人体-座椅振动模型，通过对系统模型的动力学求解，并以ISO2631振动评价标准为依据对人椅系统三向振动影响进行研究，为取得与整车其它系统相匹配的座椅的动态特性提供指导依据。 |
| 作者： | 肖光辉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 宋桂秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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