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客车座椅设计及CAE分析毕业论文 目 录 第一章 绪论 1 1.1座椅设计的意义及重要性 1 1.2.客车座椅设计的相关法规要求 2 1.3.目前国内外客车座椅设计的现状及发展 5 1.4.汽车行业CAE分析现状及发展趋势 7 1.5.HyperWorks系列软件简介 8 第二章 客车座椅设计 11 2.1.客车座椅的结构 11 2.2.座椅的特性 13 2.3.座椅几何建模 19 第三章 座椅的试验与评价 33 3.1.各类座椅试验简介 33 3.2 CAE分析试验方案 34 第四章 座椅骨架的静强度CAE分析 38 4.1.建立座椅骨架的CAD模型 39 4.2.将CAD模型导入到HyperMesh 40 4.3.抽取中面 40 4.4.拓扑修复 41 4.5.网格划分 42 4.6.网格质量的检查 45 4.7.质量指标(QI)对单元质量的评价与优化 48 4.8.定义单元类型、材料、属性等 50 4.9.设定边界条件 52 4.10.定义控制卡Control Card 57 4.11.求解计算并查看结果 57 4.12.总结 61 第五章 结论 64 参考文献 65 致谢 67 第一章 绪论 近年来随着社会的快速进步，经济的迅猛发展，全国居民生活水平的大幅度提高，旅游业的迅速发展，高速公路的大力兴建，各旅游公司、出租汽车公司及宾馆饭店、长途客运站等部门迫切需要豪华、舒适、性能良好和安全可靠的客车。现代人们对客车座椅的要求，不只是满足于外形美观华丽，更重视人的因素，例如：舒适的乘坐姿势、合理的体压分布、可靠的安全性等。座椅作为客车的重要组成部分，直接关系到客车的乘坐舒适性、安全性和方便性，并在感情上影响人们对客车的评价。 本文以某长途客车乘客座椅为例，对其设计中若干问题进行了研究，例如相关国家标准、行业标准、各项法规、人机工程学、生理学等等。座椅的静态强度CAE分析试验方案根据GB13057《客车座椅及其车辆固定件的强度》中对座椅骨架静态强度试验方案的规定和要求进行，对座椅在投入生产之前进行座椅骨架静态强度验证，如不满足国标要求则进行相应的改进设计，必要的时候可用试制件进行真实试验，一方面验证CAE分析结果，另一方面使设计人员更直观的发现问题，改进设计，直至满足要求。 1.1座椅设计的意义及重要性 汽车座椅用于：支撑乘员的质量；缓和与衰减由车身传来的冲击和振动；给驾驶员提供良好的工作条件；并为乘客创造舒适和安全的乘坐条件。由此可见，座椅设计的好坏，将对汽车的平顺性、乘坐舒适性、安全性等产生很大的影响。因此，掌握汽车座椅的特性和设计方法，是车身设计中的重要环节之一。 一般，汽车座椅设计应满足如下要求[1]： 1）.应有良好的静态特性，即：座椅的尺寸和形状应使人体具有合适的坐姿，良好的体压分布，触感良好，并能调节尺寸和位置，以保证乘坐稳定，舒适，操作方便，视野良好。 2）.具有良好的动态特性，以缓和与衰减由车身传来的冲击和振动，保证驾驶员能较长时间工作而不感到疲劳；乘客能感到乘坐舒适愉快。 3）.有足够的结构强度、刚度和寿命，并能在发生交通事故时尽量减少乘员的受伤程度，亦即具有足够的安全性。 4）.结构紧凑，外形与色彩应美观、大方，与车身内饰相协调，并能尽可能减轻质量，降低成本，有良好的结构工艺性。 而对于长途客车乘员座椅而言，其在客车的乘坐舒适性方面起着举足轻重的作用。要防止乘员在长途旅行过程中产生强烈的疲劳感，如遇突发情况也要对乘客起到一定的保护作用，同时其设计也是长途客车内饰设计的重要组成部分。 1.2.客车座椅设计的相关法规要求 随着社会的进步和生活质量的提高，人们对生命的关注程度也越来越高。当今的汽车设计越来越重视汽车的安全技术，“安全、环保、节能”是汽车发展研究的主要方向。在汽车被动安全体系中，座椅与乘员的生命有着最直接的关系，特别是客车和客车座椅更不容忽视。座椅不再是简单的美观和乘坐的需要，而是集人机工程学、舒适性、安全性为一体的系统工程产品，是对乘员起保护作用的被动安全性的研究领域的具体体现，在客车整车安全技术中，占有重要地位。 欧洲的汽车安全性发展较早，有严格的汽车安全法规，针对座椅的安全标准条款，各个国家都有相关法规标准。 联合国欧洲经济委员会(ECE)、美国、日本、澳大利亚等发达国家针对座椅系统的安全性已经制定了一系列技术法规和标准，如ECE机动车法规中的R17《关于座椅及固定装置强度的统一规定》、R25《关于汽车头枕的统一规定》、R80《大型客车座椅认证及座椅强度和固定件强度有关的车辆认证的统一规定》，美国联邦机动车安全标准FMVSS202《头枕》、FMVSS207《座椅系统》、FMVSS208《乘员碰撞保护》，日本道路运输车辆安全标准(JMVSS)等，以规范客车座椅的设计