汽车设计自动化——整车人机布置(UG)

汽车设计自动化——整车人机布置（UG）

杨金锋/ 总体设计部

2008-9-12

简介

NX General Packaging 是一整套汽车布置的设计软件，以车身内部布置为主。它为汽车设计工程师提供了设计向导，加快了汽车内部布置的设计，并能评价此设计是否符合SAE标准或某些地方法规（欧洲/加拿大/美国等）。

Tool bar & Menu——工具条和菜单

空间布置

视野校核

运动校核

向导界面

车身人体工程学

车身人机工程学的基本内容，主要表现为：

¾通过测量、统计、分析人体的尺寸，在进行车身内部布置设计时，以此为依据，确定

车内的有效空间以及各零部件（仪表板、顶棚、地毯等）的布置位置和尺寸关系；

¾通过对人体生理结构的研究，以使座椅设计以及人体坐姿符合人体乘坐舒适性要求；

¾根据人体操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置（转向盘、踏板、手刹、换档等）

的布置和作用力大小，以使人体操纵时自然、迅速、准确、轻便，并降低操纵疲劳强

度；

¾通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验，校核驾驶员的信息系统，以保证驾

驶员获得正确的驾驶信息；

¾根据人体的运动学，研究汽车碰撞时对人体的合理保护，正确确定安全带的铰接点位

置和对人体的约束力；研究振动时对乘坐舒适性的影响;研究人体上下车的方便，以确

定车门的开口部位与尺寸；

¾根据人体的生理要求，合理确定并布置空调系统；

¾研究人的心理特性和要求，设计一个舒适、美观、轻松的环境。

车身室内布置设计

¾基本要求：

空间宽敞、乘坐舒适和视野广阔，即尺寸性、舒适性和视野性的要求。

¾基础内容：

以人体尺寸、人体生理结构和视觉特性为依据，着手进行布置设计，最终使室内设计达到以人体为中心的三个整车协调：

操作纵件位置的协调，以确定合理的驾驶位置；

车内空间尺寸的协调，以达到最有效的空间利用；

整车的人车视野协调，使其具有最佳视觉效果。

¾基本工具：

2D人体样板（3D人体模型）

适宜H点位置线

眼椭圆（球）

头部包络线（面）

手伸及界面（人机工效点评价）

２Ｄ人体样板

人体尺寸决定了人体所占据的几何空间大小和人体的活动范围，是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的主要依据。

百分位指人体身高分布值的百分位，即对于身高的某一百分位分布值，则表示身高小于此值的人数占的百分率，并将此身高分布值定义为对应于这一百分位的人体标准身高。

汽车设计中一般采用SAE 5％女性、50%男性、95%男性(现在10%,50%,95%)三种百分位的人体尺寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸，另外也可以使用其他国家人体尺寸。

一般采用去两头的原则，以SAE 95%和5%百分位（SAE j833 1989，不是最新 ）的人体尺寸作为室内设计，确定座椅调节行程的上下限尺寸基准。（参考SAE J826 1995，一般取10%,95%来验证)

H点设计用人体模型尺寸为S AE 95%男性人体尺寸（如果有特殊原因，可以使用他国人体尺寸或者其他百分位人体尺寸），其他人体尺寸均用于校核使用。

３Ｄ人体模型

3D模型的尺寸与2D样板相同，而且可以选择百分位，主要用于样车测量和实验。

检测应用情况如下：

目前美国有关标准法规要求采用的是95%百分位的SAE-3DM，

欧洲法规要求采用的是50%百分位的SAE-3DM，

日本法规根据目的的不同要求采用50%百分位的或95%百分位SAE-3DM

————————曾经使用JSAE－3DM，已废除。

我国目前直接引用的是50%百分位的SAE-3DM，但由于国内生产的轿车多为引进的

国外技术或合资生产，各汽车厂使用的三维人体模型也有各自的要求。

————————GB/T 11559-89《汽车室内尺寸测量用三维H点模型》要求采

用的3DM实际与JSAE-3DM相同，以及GB/T 11563-1995 汽车H点确定程序,

均已废除。

Hip Point Design Tool——H点设计工具

H点指当H点三维人体模型按规定步骤安放在汽车座椅中时，人体模型左右两H点标记连线的中点。H点是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点；H点是确定眼椭圆以及头部包络线在车身中位置的基准点；H点也影响到了驾驶员的手伸及面。

适用标准： SAE J4002 Feb 2004 ——Driver Designated Seating Position Design Procedures and Design Procedures for 2nd or 3rd Row Outboard Seating Positions

操作演示

适宜H 点位置线

适宜H 点是指适意驾驶位置时的H 点。这些点随H 点与踵点的高度(H30)和人体百分位的不同而变化，聚集成线，即为驾驶员适宜驾驶位置的H 点位置线。美国工程师协会(SAE)将其描述成H30的函数，。

A 类汽车的H 点位置线可表达为H30的二次函数。如下所示数学表达。

2

2.525210250290295297.5Z 0.00210494-0.895336Z 687.1X Z 0.00226230-0.981427Z 692.6X Z 0.00228674-0.968793Z 715.9X Z 0.00225518-0.903387Z 79

3.7X Z 0.00201650-0.73574Z 885.0X Z 0.00195530-0.672316Z 913.7X Z 0.00186247-0.613879Z 936.6X +=+=+=+=+=+=+=

式中 X i —第i 百分位身材的驾驶员的H 点位于拇指参考点之后的水平距离,

其单位为mm

Z—H 点离加速踏板踵点的高度(H30)，其单位为mm