人因工程在汽车产品中的应用调查与分析

人因工程在汽车产品中的应用调查与分析作者：曹灵芝，殷复鹏作者单位：山东建筑大学管理学院，山东济南250101相似文献(10条)1.学位论文鲁守卫微型电动轿车车身结构有限元分析2008现在车身结构设计分析趋势是广泛采用CAE技术。采用将CAE技术对电动汽车车身的结构分析,不仅可以验证车身结构是否能够满足强度和刚度要求,而且还可以进行结构优化和轻量化。目前各种大型有限元软件,如Ansys、Nastran等被广泛应用于车身结构的静动态特性分析、模态分析和结构优化设计等领域。有限元法在汽车领域的应用已经显示出其优点,与传统的设计方法不同,该方法可以在概念设计阶段实现设计与分析并行,既缩短了设计周期又降低了开发成本,是一种十分高效工程分析方法。实践证明,利用有限元法对车身骨架结构进行分析是十分有效和必要的。通过对车身结构静动态的分析,对其进行评价,分析其强度、刚度、固有频率和相应的振型,得出车身的应力分布情况和变形情况,为后续工作奠定基础。本文以某款A0级微型电动轿车为例,首先利用UG软件建立了车身骨架结构数学模型,然后将其导入Hypermesh软件中,建立有限元模型。在有限元模型建立过程中,进行了边界条件处理与简化,以及作用在骨架结构上载荷的处理方法。结合该车在实际运行中的典型工况,进行了空载弯曲工况、满载弯曲工况、左转弯工况和紧急制动工况的计算分析。通过分析找出车身结构的薄弱环节。分析发现该车车身骨架局部区域强度和刚度不够,在左转弯和紧急制动工况下局部区域应力集中点,需要对车身骨架局部区域改进。并对该车车身骨架进行了模态分析,计算了其前十四阶自由振动模态,获得了车身骨架的固有频率及相应的振型。分析结果表明,该微型电动汽车的振动频率符合该类型汽车的使用标准。本文所进行的工作为后续的改进设计工作奠定理论基础,用于指导微型电动轿车的设计改进和性能评价。2.学位论文宫保贵冲压筋薄壁管轴向吸能特性研究2008安全、环保和节能是二十一世纪汽车设计研发所面临的三大热点问题，而如何提高车辆在碰撞事故中的耐撞性（Crashworthiness）又成为汽车被动安全性设计中的一项重要内容，车身结构抗撞性主要是研究车身吸能装置对碰撞能量的吸收特性。薄壁帽型截面管是一种常用的冲击吸能结构，在车身结构的抗撞性设计中具有重要应用价值。本文采用试验、理论分析和有限元模拟计算的方法，研究了空心冲压筋薄壁管件的轴向吸能特性。br　　首先，本文介绍了汽车安全性研究的重要性，综述了耐撞性问题的国内外研究现状，总结了国内外对薄壁吸能结构耐撞性的研究成果，基于传统的薄壁吸能元件，讲述了冲压筋薄壁管的研究意义。br　　随后，本文通过轴向准静态压缩试验，研究了空心单、双帽冲压筋薄壁管的轴向吸能特性。试验研究发现：冲压筋是帽型结构平均压溃力和吸能特性提高的主要影响因素；添加冲压筋后，帽型薄壁管的压溃力有所增加，单位质量结构的吸能效果得到提高，从而揭示了冲压筋薄壁管的吸能机理和规律。同时本文进行了引导槽和焊点焊点布局对冲压筋薄壁管变形模式和吸能特性影响的试验研究，研究发现：添加导引槽后，冲压筋薄壁管的初始变形得到改善，其压溃力变化不大，稳定性有一定的改善；焊点布局改变后，冲压筋薄壁管的变形更加规则，褶皱更明显。br　　然后，对空心单、双帽冲压筋薄壁管件进行了轴向准静态压缩工况下的有限元数值模拟计算，计算结果与实验结果比较吻合。通过模拟计算，分析了不同冲压筋薄壁管的变形模式和吸能效果，针对试验和模拟中出现的空心冲压筋薄壁管失稳现象，本章进行了冲压筋薄壁管引导槽和焊点布局对薄壁结构吸能特性影响的有限元模拟，模拟结果与试验结果吻合较好。br　　最后，在分析试验结果与模拟计算的基础上，采用超叠缩单元理论，建立了预报冲压筋薄壁管件轴向吸能特性的理论模型。该模型能够较准确地预测冲压筋薄壁吸能管在轴向准静态压缩工况下的平均压溃力和变形模式。br　　本文的设计思想和理论分析对车身耐撞性设计和其他领域的冲击吸能结构设计有着重要的指导意义。3.学位论文邢子敬基于模板的车身结构设计与分析的软件系统2009概念设计阶段是车身结构设计中保证性能的重要阶段，在传统概念设计中，对车身结构的设计方案要进行反复的修改与评价，这个过程往往需要反复地建立有限元模型，通过对比，才能确定最后的方案。这种办法效率低，速度慢。这个阶段留下的缺陷也很难在后续的设计中弥补。br　　本文基于NX产品设计平台，构建了用于支持车身概念设计阶段的基于模板的车身结构设计和分析的软件系统，该系统通过模板技术可快速建立参数化概念车身的几何模型。设定好参数后，即可进行有限元前处理，刚度和模态的分析。该系统可使车身结构概念设计阶段所需时间缩短，操作难度降低。为了验证使用该系统进行车身结构设计的可行性，本文在R1白车身模型的基础上，利用该系统建立了参数化的简化车身模型，并对简化车身模型进行了刚度和模态的分析，分析结果与R1白车身模型进行了比较。介绍了简化车身模型详细化的过程，并在已构建的软件系统的基础上集成了该功能，且利用本文所创建的简化车身模型生成了较详细的车身模型。4.会议论文陶恩树.雷雨成基于Benchmark的轿车车身结构设计2005本文在分析基于Benchmark车型进行全新车身结构设计重要性的基础上,给出了基于Benchmark车型的车身结构设计的内容、方法、原则,并给出了以A柱设计为例的设计流程.5.学位论文刘静岩面向微型客车车身结构正面抗撞性设计的参数化模型研究2004本文对面向微型客车车身结构正面抗撞性设计的参数化模型进行了研究。主要内容包括：(一)针对参数化模型的特征与微型客车正面抗撞性研究的需要，提出了参数化模型建立的基本准则。(二)选取国内某微型客车作为研究对象，从车身结构抗撞性研究入手，结合实车碰撞试验与虚拟试验，基于车身结构的变形吸能特性和乘员舱纵向刚度提供两个方面对微型客车车身构件进行了研究和筛选。(三)根据实车及虚拟试验中主要构件的失稳变形模式，提出了子结构有限元分析的方法，来提取轴向压溃刚度特性曲线和弯曲刚度特性曲线，得到了构件的压溃刚度特性的参数及构件弯曲刚度特性的参数，解决了建模中结构抽象简化后刚度特性不易获取的难点。(四)利用CAE技术，在PAM-CRASH软件中建立了面向微型客车车身结构正面抗撞性设计的参数化模型。6.学位论文于龙基于COMX车身概念设计参数化工具的实现2009本文通过分析车身结构概念设计阶段的任务和特点，采用模板技术、知识工程技术、参数化技术和数据库技术，构建了概念阶段的参数化车身设计工具，实现了轿车参数化分析模型和车身开发平台的信息集成，使设计人员可以在统一的操作环境下基本实现对汽车车身概念设计过程的控制。该设计工具实现了车身CAD与CAE的集成，提高了结构方案选择的效率和结构设计的可靠性。本研究基于“微内核+插件”的COMX开发平台，开发了车身概念设计参数化工具的实现模块。利用ACIS几何造型技术建立三厢车的车身模板，通过模板技术构建用于支持参数化车身结构概念设计阶段的几何模型、有限元模型、后处理模型。该设计工具采用COMX所提供的组件功能建立各模块的实现方法和用户操作界面，通过电子表格技术建立数据库，结合COMX平台所提供的网格生成器模块和前处理模块对参数化模型进行划分网格、加载荷和约束，生成DAT文件，无缝集成了NXNastran求解器，进行刚度和模态计算，得出的结果与详细模型进行对比，验证结果的准确性。自动生成设计者所需要的后处理视图以及产品报告。此设计工具采用知识导航技术，操作简单，大大提高了概念设计阶段的效率，验证了设计工具的可行性。7.学位论文孙军车身结构分析及轻量化优化设计2004本文对汽车车身结构分析及轻量化优化设计进行了研究。文章运用有限元方法和试验相结合的手段研究了改型后某军车的结构性能。通过有限元计算得到了该车在满载弯曲、扭转等工况下的结构强度和刚度特性，并对各种工况下车身及车架关键部位的应力、变形的分布进行了分析。同时采用传统的电测量方法测量了车型样车在相应工况下的强度和刚度状况，并与计算值相比较，检验了该有限元模型的可行性。在此基础上，针对车架总成进行了全参数化建模，结构设计优化和拓扑形状优化，对车身轻量化的方法进行了研究。8.会议论文陆海英.陈靖芯.李红基于知识的客车车身总布置参数化设计2008本文阐述了基于专家知识、原型概念、参数化和模块化平台的客车车身总布置开发构成的一种设计方法。从设计历史中分析出客车车身改型的主要特征,进而建立基于知识的参数化特征,最终构成车身原型,并在CATIAV5中进行开发。原型中包含了几何约束和设计规则,这些可以在知识库和模块文件中表示,体现了继承性,这样大大缩短了车身改型的时间,提高了企业的竞争力。9.学位论文龙江启混合材料白车身结构开发理论与轻量化方法研究2009轻量化是当今汽车设计的一种理念和手段，符合“安全、节能、环保”的发展方向。车身质量占汽车总质量的40％左右，车身的轻量化对于整车的轻量化起着举足轻重的作用，车身轻量化正成为21世纪汽车技术的前沿和热点。单一材料白车身结构，限于结构拓扑关系，不能很好地解决轻量化与高性能之间的矛盾。混合材料白车身采取材料替换与结构改进相结合的方法，在保证汽车整体性能不受降低的前提下，最大限度地减轻各零部件的质量。混合材料白车身结构是在传统的车身骨架钢质结构中，有些构件或组件用不同强度等级的高强度钢板代替，且可以通过优化设计和性能优化方法确定不同材料的匹配和它们在白车身结构上的分布规律，实现白车身结构的轻量化和高强度。br　　通过剖析单一材料白车身结构的开发流程与开发方法，提出了混合材料白车身结构的开发流程与开发方法。建立了分两阶段进行优化的材料优化数学模型，第一阶段，先基于碰撞指标与材料成本两个约束，以材料作为变量组，进行优化，得到基于碰撞与材料成本的材料匹配模式；第二阶段，对选定的材料匹配车身结构组进行优化，以碰撞、刚度、强度及模态性能作为约束，以板厚作为变量组，优化后可以获得满足各种指标的轻量化方案。br　　针对混合材料白车身结构开发的关键技术之一的连接技术进行了机理研究，研究了点焊建模问题，提出了虚拟节点法模拟点焊的方法，该方法能够更准确地模拟实际焊点的力学行为，而且保证了实际焊点位置的精度。应用有限元方法，分析了点焊、铆接、粘接等连接方式的优缺点。通过试验研究获得了无铆钉自冲铆接头力学特性的主要影响因素，并建立了以凸模侧板材厚度、凸模侧板材硬度、凹模侧板材厚度、凹模侧板材硬度及BD值为输入参数，最大剪切力与最大剥离力为输出参数的基于神经网络的无铆钉自冲铆接头力学性能预测模型，并引入遗传算法优化神经网络的权值，以提高预测模型的准确性。br　　建立了混合材料白车身结构及主要开闭件CAE模型，对它们进行了静态扭转刚度、弯曲刚度及模态特性分析。完成了标杆车白车身结构模态实验，可作为白车身结构设计的参照。建立了混合材料整车碰撞CAE模型，对混合材料白车身结构进行了正面40％重叠ODB和侧面碰撞仿真分析。把惩罚函数算法应用于白车身板厚灵敏度优化问题中，分析优化了“以扭转刚度不变为约束，重量最轻为目标”与“以重量不变为约束，扭转刚度最高为目标”两个方案。对“以扭转刚度不变为约束，重量最轻为目标”方案进行了碰撞分析，分析结果表明，最轻方案在不降低碰撞指标时，轻量化系数低于竞争车型。上述研究成果应用于自主品牌整车企业SUV实车开发中，取得了满意的效果。10.学位论文罗丫车身动态响应分析技术研究2009汽车车身的动态响应特性直接影响汽车的舒适性和可靠性。随着汽车工业的发展，车身动态响应特性研究越来越受到人们的关注，成为汽车设计中的重要研究内容。本文以某轿车车身为研究对象，综合运用试验模态技术、有限元模态分析技术、强迫响应分析技术、瞬态响应分析技术以及疲劳寿命分析技术，对车身的动态响应特性进行了较为深入的研究。主要研究内容如下：br　　①以最大限度接近实际结构为基本原则，提出了确定单元尺寸、选择单元类型以及控制单元质量的原则，研究车身结构典型特征