分析我国汽车座椅骨架构件布局设计方式
汽车座椅骨架结构的拓扑优化分析
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汽车座椅骨架结构的拓扑优化分析作者:文 / 唐国强来源:《时代汽车》 2018年第1期摘要:本文以某款轻型客车汽车为例,在简要阐述拓扑优化概念与应用的基础上,重点探讨了汽车座椅骨架机构的拓扑优化,并通过优化前后静力学分析加以验证,结果显示,优化后的座椅骨架重量明显低于优化前,具有重要的现实应用价值。
关键词:汽车座椅;骨架结构:拓扑优化;结构设计要想实现汽车轻量化,同时又要满足不断提高的产品安全要求,就要最大限度的进行结构优化,而座椅骨架结构的拓扑优化是不可忽略的重要手段,相比于材料材质提高,结构拓扑优化具有更强的经济性,所以在优化设计中生成新构型是实现汽车轻量化设计的必要条件,这也是本研究的根本出发点和落脚点。
1 拓扑优化概念与应用所谓的结构拓扑优化,是在给定材料品质和设计域内,通过优化设计方法可得到满足约束条件又使目标函数最优的结构布局形式及构件尺寸,如图1图2。
拓扑优化技术主要是借助仿真分析、灵敏度计算、材料最优分布等多次迭代完成结构优化的技术手段,也就是说,当结构材料分布趋于饱和稳定时,迭代即终止可能,最终达到结构优化的目的,具体流程如图3所示。
目前,拓扑优化技术在汽车制造领域的应用,不仅有效避免了材料的盲目使用,有效降低了汽车研发成本,提高了汽车结构性能,而且有效缩短了汽车生产周期,全面提高了汽车生产效率。
同时,拓扑优化技术为工程师开发结构最优化产品或汽车新构型提供了重要保障。
当然,需要重点指出的是,因拓扑优化技术是以零件结构荷载力分布为依据,定向的提供最佳的材料分布方案,这样不仅有效提高了结构性能,而且强化了结构轻量化效果,可以说,是汽车座椅骨架结构优化设计中首选的优化技术。
2汽车座椅骨架结构的拓扑优化2.1结构简化本文的研究对象采用的是发动机后置布局,车身结构属于典型的非承载式结构。
车身地板是高低板结构,座位安排也是常见的“16+1+1”形式,两边后方轮毂位置也属于座椅布局的构成,最后排的座位为四人座,其余左右两侧都是典型的双人+单人座位,左右设有5行16个座位,再加上司机和导游两个单独座位,整车共计18个座位。
汽车研发:整车座椅制作设计开发方法与流程

任我通汽车整车座椅制作设计教程;首先制作汽车座椅目的是:个性,舒适,丢弃残旧内饰,进行整改翻新;整车座椅制作改装设计开发方法与流程交通事故统计分析表明,疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因。
驾驶座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,对于减少驾驶员疲劳程度,降低事故发生率有重要作用,汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量与安全。
故座椅的设计开发在整车的设计中尤为重要。
一、座椅组成及术语1座椅总成的组成1)座椅(seat)供一个成年乘员乘坐且有完整装饰并与车辆结构为一体或分体的乘坐设施。
它包括单独的座椅或长条座椅的一个座位。
2)固定装置(anchorage)将座椅总成固定到车辆结构上的装置。
包括车身上受影响的部件。
3)调节装置(adjustment system)能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。
该装置应有如下功能:A. 纵向位移(longitudinal displacement)B. 垂直位移(vertical displacement)C. 角位移(angular displacement)4)锁止装置(locking system)使座椅及部件保持在使用位置的装置。
5)头枕(head restraint)用于限制成年乘员头部相对于其躯干后移,以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置。
2相关术语1)“H”点(“H”point)二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点即胯点(HipPoint)。
2)“R”点“(R”point)GB11551—2003中附录C定义的乘坐基准点。
基准线(referenceline)为GB11551—2003中附录C附件1图C.1中所示的通过三维人体模型的线。
3)加速踏板踵点(AHP)在加速踏板未压缩时,人体模型的踵点在被压塌的地板覆盖件上的点。
4)拇趾参考点(BOF)在侧视图上过AHP点作人体样板鞋底的切线在该切线上离AHP点203mm处的一个点。
某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计
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统的联合调控技术,完成了换挡过程试验。结果表 明,重型载货汽车车采用不分离离合器AMT技术. 在保证换挡平顺性的基础上有效地缩短了换挡时 间,对于改善动力性和经济性有着重要意义。
参考文献 l 辛木.商用车AMT的发展现状及国内需求分析.轻型汽
车技术,2009(Z4). 2汤蕴瑶,罗应立,梁艳萍.电机学.北京:机械工业出版社,
1.5
中支撑板(60%)
2.O
枷
优化前厚度
1.0 O.8 1.2 I.2 1.2 1.O 2.O 2.5 0.8
表3靠背刚度试验优化前、后仿真分析结果对比mm
状态
向前加载
向后加载
优化后 优化前 优化后 优化前
柏%
塑性变形
3.78
2.6l
2.36
1.12
本文结合某企业轿车后排座椅轻量化设计的实 际项目.依据企业关于座椅骨架静刚度行李冲击强 度的安全性要求.基于计算机辅助分析手段对座椅 骨架提出了优化设计方案。
2座椅靠背的静刚度试验与仿真分析
座椅靠背采用分体式结构.即分为40%靠背和 60%靠背两部分。图l为座椅靠背的几何模型。
出了仿真计算结果和试验结果的对比.表明了仿真 结果在工程意义上具有的可信度。
过程结束后把油门控制权交给驾驶员。 同时.在升挡过程中依靠发动机减速系统对发
动机降速使其转速迅速降至目标转速.在降挡过程 中变速器电控单元通过CAN总线与发动机电控单 元通信来调节发动机的转矩和转速至目标值.以实 现不分离离合器的平顺换挡。在整个换挡过程中。 升、降挡车速平稳。换挡较为平顺,而且发动机的转 速和转矩一直处于控制和调节之中。
汽车技术
.设计·计算.研究. 强度的要求,以及企业的靠背刚度试验标准的 要求(相对法规更严格)。导致传统方法设计开 发的座椅质量和成本增加【扪。关于汽车座椅系 统的安全性,国外学者开展了许多研究。其中包 括碰撞过程中座椅系统对乘员承受能量的分散 作用、新型材料和新加工成型技术的应用对座 椅性能的影响,以及质量、成本的节约问题嗍:而国 内主要研究了座椅骨架的结构强度以及头枕性能等 安全性方面的问题M。
某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计
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某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计随着现代科技的快速发展,汽车作为一个重要的交通工具,不断地在各个方面得到了升级和完善。
其中,座椅骨架作为一项关键的结构部件,其性能和质量直接关系到乘坐者的安全和舒适性。
本文将针对某轿车的后排座椅骨架进行CAE分析和轻量化设计。
首先,进行了有限元分析(FEA),对后排座椅骨架进行了模拟载荷和应力分析,发现主要受力部位为座椅横梁、底横杆和支撑柱。
经过计算和优化,设计出了一种新的轻量化骨架结构——采用高强度铝合金材料,配合特殊的构造,将骨架重量成功减少30%以上。
针对新的骨架结构,进行了数值模拟,发现其强度和刚度性能均达到了设计目标。
同时,在这种轻量化设计的结构下,座椅的舒适性和稳定性也得到了提升。
在性能方面,新的座椅骨架在刚度、耐久性和抗振性方面均有了明显的提升,同时,采用铝合金材料和特殊的结构,也有助于座椅整体重量的降低,使得车辆的油耗和环保性能更加优秀。
此外,新的座椅骨架还具有其他优点,例如加工成本低、易于维修和更换、可适应多种型号的轿车等等。
同时,为了平衡结构的轻量化和强度性能之间的关系,在设计过程中还采用了多项优化手段,例如推动点优化、材料选择和结构优化等,将座椅骨架的质量和强度性能进行了最优的组合。
综上所述,对某轿车的后排座椅骨架进行了CAE分析和轻量化设计。
新的结构采用高强度铝合金材料,经过数值模拟优化,将骨架重量减少了30%以上,同时其强度、舒适性和可靠性能均得到了提升。
通过优化设计和多种优化手段的应用,使得结构的轻量化和强度性能之间达到了最佳的平衡,为轿车的性能和质量带来了进一步的提升。
随着汽车市场的竞争加剧,轿车厂商越来越注重轿车的舒适性、安全性和环保性能,因此轻量化设计成为汽车设计的重要方向之一。
在这个背景下,轿车座椅骨架的轻量化设计也越来越受到关注。
在本篇文章中,我们将介绍座椅骨架的轻量化设计和其对轿车整体性能的影响。
座椅骨架是座椅的支撑结构,通常由金属材料制成。
汽车座椅骨架强度分析及结构优化
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Internal Combustion Engine &Parts0引言中国汽车工业发展迅速,产销量不断增加。
中国汽车工业协会报告指出,2017年全球汽车销售总量突破9000万辆,中国占了总销量的四分之一[1]。
座椅作为汽车的重要零配件,为司乘人员提供便于操作、舒适安全的驾驶和乘坐位置。
对部分轿车来说,座椅比变速箱、底盘和车身都要昂贵[2-4]。
汽车座椅的设计与整车的设计密切相关[5]。
座椅的强度主要由骨架提供,从安全角度考虑,骨架必须具有足够的强度,但若强度过高,会造成不必要的成本浪费[6]。
在现代座椅骨架设计中,传统的材料力学计算方法和现代CAE 分析方法,均能较精确的计算出座椅的实际强度,从而使座椅设计更合理和经济[7]。
本文对某型汽车单边角调式驾驶员座椅骨架进行设计,用有限元方法分析座椅骨架及零部件受力和运动情况,根据分析结果对骨架设计和零部件布局进行优化,以满足国家标准强度要求并具较好经济性。
1座椅骨架设计1.1靠背骨架设计靠背骨架的作用是将乘客的身体约束在固定位置,在汽车转弯时通过靠背两侧限制乘客左右晃动,碰撞时保护住乘客上身。
作为座椅总成的一个关键零件,性能直接影响座椅总成强度、刚度、稳定性。
常用的有管框式、管钣复合式、全钣金式骨架,本设计中座椅对强度没有特殊要求,选用易制度、成本低的管框式靠背骨架。
骨架选用材料见表1。
在CATIA 环境下建立三维实体模型,对靠背钢管进行简单工况下的CAE 分析。
分析后得到应力图1和位移图2,图中偏红色区域代表应力较大或位移较大。
靠背钢管最大位移在上端,为14.753mm 。
靠背骨架上端整体位移较大,且下端应力较大受力状态不理想。
故将______________________________基金项目:湖南省自然科学基金(2018JJ4059)。
作者简介:曾华(1995-),男,湖南常德人,硕士研究生,主要研究方向为机械产品力学性能的数值分析方法;刘静(1995-),女,江苏南通人,硕士研究生,主要研究方向为机械产品力学性能的数值分析方法。
汽车座椅结构优化设计研究
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汽车座椅结构优化设计研究随着人们生活水平的提高和汽车产业的不断发展,汽车已经成为很多人出行的首选方式。
在汽车中,座椅是人们最长时间接触的部位,对于乘坐舒适度的影响至关重要。
因此,汽车座椅的结构优化设计研究变得愈加重要。
一、汽车座椅的结构汽车座椅的结构由底座、靠背、头枕等组成。
底座是座椅的承载部分,需要满足承受身体重量和震动的要求,同时还需要考虑到水平和向前倾倒的稳定性。
靠背的设计要求能够支撑后背和脊椎,保持正常坐姿,并且能够进行角度调整以便调节坐姿。
头枕的设计要求满足提供利于颈椎保护的支撑角度,防止颈椎受伤。
二、汽车座椅的舒适性汽车座椅的舒适性是影响汽车座椅设计的最重要的因素之一。
舒适性不仅仅包括座椅的软硬度等因素,还包括座椅的材质、质地、透气性等多方面的因素。
合适的材质可以带来舒适的手感和温度部,以及适当的支撑和保护;同时,良好的通风效果也有利于座椅的舒适性。
三、汽车座椅结构优化的研究在对汽车座椅结构进行优化设计时,需要考虑座椅的功能需求和舒适性要求。
这需要做出一系列的结构变化和参数调整,以达到满足这些需求的目的。
1、座椅结构的轻量化汽车在起步、加速、刹车和转弯等过程中会产生很大的惯性力和振动,这些力会传递到座椅上。
因此,在座椅设计中,需要将重量控制在合理的范围内,以减小对车辆动力性能的影响。
2、座椅结构的强度和稳定性在汽车行驶过程中,座椅需要承受突然的负载变化和振动等因素的作用,应具有足够的强度和稳定性,以确保安全性和稳定性。
3、座椅结构的舒适性和人体工学汽车座椅结构需要符合人体工程学原理,以保证人体的舒适性和安全性。
在设计中,需要考虑人体不同部位的特征和需求,以满足不同需求下的舒适性要求。
4、座椅结构的材料和制造工艺座椅材料和制造工艺的选择会对座椅的舒适性、耐久性和性能等有很大的影响。
在汽车座椅设计和制造过程中,材料的选择和制造工艺的优化是关键因素。
四、结论汽车座椅的结构优化设计研究是汽车工程领域内的一个重要课题,它的实施可以带来很多实际的效益。
汽车工程专业毕业论文--客车的座椅及其布置设计
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摘要近几年,随着我国公路交通事业的发展,农村城镇化建设的初见成效,农民收入和消费已经达到一定的水平,为此,专为城郊及农村群众而开发的JD6600型客车应运而生。
本文运用人机工程学原理,讨论了汽车座椅设计过程中应考虑的人机因素。
针时汽车驾驶座椅,从人体测量、生物力学、机械振动、作业空问等角度分析了驾驶疲劳的成因。
从座椅的静态特性和动态特性论述了汽车座椅的人机工程设计。
关键词:客车;人机工程;汽车设计;座椅ABSTRACTWith the development of the highway transportation and the progress of towns, the earning and consumption of the peasants have reach a certain level, just for that the JD6600 is designed and developed. This thesis using the principle of ergonomics,discussed the man-machine factor in the Design of the Vehicle Seat.In view of cars driving seat,anthropometry,biomechanics,mechanical vibration,operating room analysis of the causes of fatigue driving and elaborated the Seat of Motorcar in man-machine engineering design from the chair static characteristic and the dynamic characteristic.Key words:Coach;ergonomics;vehicle design;seat目录1 前言 (1)2 市场现状 (3)3 设计原则 (6)4 座椅的结构安全性设计 (7)4.1座椅强度的设计 (7)4.2座椅结构型式的设计 (7)4.3靠背的设计 (7)4.4坐垫的设计 (7)4.5头枕的设计 (7)5 座椅整体布置设计 (9)5.1座椅的选择 (9)5.1.1乘客座椅 (9)5.1.2驾驶员座椅 (9)5.2驾驶区座椅布置 (9)5.3乘客区座椅布置 (11)5.4座椅的整体布置 (12)6 驾驶员座椅设计 (13)6.1座椅设计的人文关系 (13)6.2座椅的结构参数 (13)6.3座椅布置 (14)6.4人体压力在座椅上的分布 (14)6.5座椅的人机工程学要求 (15)6.6人体模板在车辆座椅设计中的应用 (15)6.7座椅的静态舒适性设计 (16)6.8座椅的动态舒适性设计 (17)7 乘客座椅设计 (19)7.1座椅设计的基本原则 (19)7.1.1安全 (19)7.1.2乘座舒适性 (19)7.2静态舒适性 (19)7.2.1最终坐姿与座椅外形 (19)7.2.2体压分布与测量 (20)7.3动态舒适性 (21)7.4座椅的舒适性设计 (22)8 主要计算及校核 (24)8.1座椅设计的计算 (24)8.2 SAE适意线法的应用 (25)8.3 H点高度的确定 (25)8.4 H点最前位置与最后位置 (26)8.5座椅靠背角参数选择 (26)8.6上肢舒适度计算 (27)8.7驾驶员校核计算 (27)8.7.1眼椭圆的定位 (27)8.7.2眼椭圆的制取 (28)8.8视野校核 (28)8.8.1前方视野校核 (28)8.8.2风窗视野角校核 (29)9 设计中存在的问题及改进意见 (30)10 结束语 (31)附录参考文献 (32)1 前言汽车行业是中国经济发展的支柱产业之一,近年来,无论是汽车产量还是销售量都保持了较快增长;国内汽车行业的市场占有率整体上也呈上升趋势。
汽车的座椅骨架CAE整体分析及轻量化设计
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技术与检测Һ㊀汽车的座椅骨架CAE整体分析及轻量化设计樊磊磊摘㊀要:近年来,虽然我国不断扩建和新增汽车座椅制造厂,汽车座椅制造效率也得到了显著提升,但是主要集中在北部城市地区㊂我国南方大部分的工厂和乡镇的汽车座椅改进没有得到及时有效的优化㊂因此,我们应当注重工厂的汽车座椅骨架设计情况,引入改进的轻量化设计设施,着重加强汽车座椅制造工作㊂文章通过阐述汽车座椅的相关理论,分析汽车座椅CAE整体分析在今后的展望,并提出切实可行的建议,以供读者参考㊂关键词:汽车座椅骨架;CAE整体分析;轻量化设计;汽车制造一㊁引言从国内整体的角度而言,汽车座椅的骨架CAE分析技术的改进设计处理打破了多个条条框框的约束,对汽车座椅制造而言也更有指导意义㊂汽车座椅制造的核心也就在于汽车座椅制造需要依据明确的指标与标准进行产品㊁服务以及工作流程的必要改善,通过实现既定的标准来提升汽车座椅制造的核心竞争力㊂二㊁汽车座椅CAE整体分析的相关理论(一)汽车座椅骨架CAE分析的含义汽车座椅改进设计设备的主体工艺采用的是 计算机模拟+数据分析 汽车座椅制造,这种汽车座椅制造设施有着很高的生产效率,并且依托智能数据分析平台,建立了自动控制和检测区域汽车座椅改进含量的系统㊂汽车座椅改进设计代表着工厂的汽车座椅骨架设计可以实现在设备正常运行时不需要人员的巡视和维护,并且一旦出现问题,改进设计系统中的智能操作体系会迅速响应并检修㊂(二)轻量化设计在汽车座椅制造的应用现状随着轻量化设计的多年应用,逐渐建立起了轻量化设计的进口汽车座椅改进档案,其中对于轻量化设计的产品质量㊁品类㊁事故风险等都进行了标记,并且及时地反馈给汽车座椅改进企业的管理层进行处理,随后以更高的轻量化设计效率来获得更多的重视㊂而改进设计模具骨架CAE分析技术让传统的汽车座椅工作者们认识到了不断学习和发展的重要性,促使汽车座椅制造内部整体呈现比学习比赶超的氛围㊂而只有追求更高的水平,汽车座椅制造也能够进一步获得可持续发展的优势,保持常胜的状态㊂而除此之外汽车座椅制造可以辅助汽车座椅制造制定更为可信也可及的目标,并通过对比分析来不断发现新的目标,可操作性较强㊂三㊁汽车座椅骨架CAE分析技术在今后的应用展望(一)轻量化设计让工厂的汽车座椅骨架设计更科学随着新时期信息化技术的蓬勃发展,多种互联技术的创新发展也应运而生,但是不可否认的是轻量化设计的效率提升也有广阔的工作范围㊁灵活的可操作性及较为复杂的任务特性,轻量化设计的效率提升仍旧是重中之重㊂汽车座椅骨架CAE分析对轻量化设计的效率管理建设的管理问题主要体现在两方面:首先员工自身专业素养和岗位职责履行问题不能得到很好的保障;其次主办业务方面的客户在风险防控方面也没有充分的把握和衡量;与此同时,国内的汽车座椅骨架CAE分析需要将风险评估纳入整体的管理评价中,通过增强汽车座椅骨架CAE分析内部控制的力度,来调节汽车座椅骨架CAE分析的工作氛围和环境,并进一步排查各方面的风险和问题,搭建更为合理有效的制度政策,科学合理的进行相关布局㊂(二)轻量化设计需要更严谨的风险调控纵观国内轻量化设计的效率管理的发展,可以明显发现国内的轻量化设计的效率建设在平台建设与组织管理方面存在明显的问题,即缺乏行之有效的沟通协调机制㊂因此汽车座椅骨架CAE分析相关人员内部应当建立起切实可行的沟通协调机制与督察体系,相关负责人要承担起对口的汽车座椅骨架CAE分析内部管理工作职责,切实的进行汽车座椅骨架CAE分析长期的风险调控㊂(三)汽车座椅让生产计划安排更合理轻量化设计应当在汽车座椅制造体系研究之初结合轻量化设计的发展实际,从多方面进行全方位的考虑㊂只有选择了更恰当㊁更适合轻量化设计发展的标杆,才能够在汽车座椅制造中行之有效的执行,并且分析差距和问题所在,实现对过去的超越和对目标的实现,整体提升轻量化设计的发展水平;同时轻量化设计的发展也对效率提升有明显的作用;国内的轻量化设计的效率建设在平台建设与组织管理方面缺乏行之有效的沟通协调机制与对应的执行和督察体系,长期导致汽车座椅骨架CAE分析的发展进度缓慢㊂(四)轻量化设计促进资源应急调配机制的建立除此之外,国内轻量化设计的效率管理建设管理的发展核心问题在于汽车座椅骨架CAE分析的内部管理意识与资源的应急调配机制㊂因此在工业互联网的发展背景中,国内汽车座椅骨架CAE分析可以融合更多方面的元素,开展完善的汽车座椅骨架CAE分析人才建设制度,并通过创新人才管理体系来进一步完善资源应急调配机制的建立,同时建立健全国内大数据平台建设管理汽车座椅骨架CAE分析的管理体系,增强对管理人员的对应安全技能培训,力争为工作开展进行顺利的资源保障㊂四㊁结语综上所述,建立改进设计的模具骨架CAE分析技术设施是刻不容缓的,其意义也是毋庸置疑的㊂因此,应当从多个方面进行全方位的分析轻量化设计的效率问题㊂只有选择了更恰当㊁更适合轻量化设计发展的目标,才能够在汽车座椅制造中行之有效的执行;通过分析差距和问题所在,实现对过去的超越和对目标的实现,合理的安排生产计划,并逐步完善汽车座椅制造中的资源应急调配机制,整体提升轻量化设计的生产效率及发展水平㊂作者简介:樊磊磊,上海臣泰制管有限公司武汉分公司㊂541。
轿车座椅的结构设计课件资料
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河北工业大学毕业设计说明书作者:盖梦林学号: 100258 学院:机械学院系(专业):车辆工程题目:轿车座椅的结构设计指导者:刘璇讲师评阅者:2014年5 月 25日毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 国外发展现状 (3)1.3国内发展现状 (4)1.4未来发展趋势 (4)1.5研究该课题的目的与意义 (5)2汽车座椅的基本设计 (5)2.1汽车座椅的功用 (5)2.2座椅的设计要求 (6)2.3人机工程学在座椅设计中的应用 (6)2.3.1我国成年人的人体构造尺寸 (6)2.3.2坐姿人体尺寸与生理特性 (7)2.3.3人体水平尺寸 (11)2.3.4座椅各结构的作用与设计要求 (12)2.3.5人体H点的确定 (15)2.4汽车座椅的主要设计参数 (17)3汽车座椅各组成部分的结构设计 (20)4 汽车座椅的强度要求与部分位置的强度校核 (29)4.1强度要求 (29)4.2部分部位的强度校核 (31)5汽车座椅外观设计 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论1.1 引言自上个世纪诞生以来,汽车行业已经走过了风风雨雨的一百多年,这一百多年的汽车发展速度确实十分惊人,从卡尔本次制造的第一辆汽车到现在,汽车已经发生了翻天覆地的变化,应从一种实验性的发明转为关联产业最广,工业技术波及效果最大的综合型工业。
随着近些年我国的快速发展,人民生活水平随着水涨船高,现在汽车保有量持续上涨,据某汽车资讯网站报,中国2012年末全国民用汽车保有量达12089万辆(包括三轮汽车和低速货车1145万辆),比上年末增长14.3%。
私人汽车保有量增长依然显著,去年中国私人汽车保有量达到9309万辆,增长18.3%。
民用轿车保有量5989万辆,增长20.7%,其中私人轿车保有量5308万辆,增长22.8%。
随着生活节奏的大大提高,人们在汽车中的时间也越来越长,汽车的安全舒适大大影响驾乘人员的安全,而同时,汽车交通事故与伤亡人数也直线上升,据统计,仅2012年全年,全国接报涉及人员伤亡的路口交通事故4.6万起,造成1.1万人死亡、5万人受伤,分别上升17.7%、16.5%和12.3%。
汽车座椅结构设计说明
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汽车座椅结构设计说明0 引言汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。
在汽车中它将人体和车身联系在一起直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。
一百多年来,随着汽车的发展和人们要求的不断提高汽车座椅已不再是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。
随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。
其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。
本毕业设计分析了人与座椅的人机关系,并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求,以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据,以国家和国际标准为准则,对驾驶座椅进行了设计。
,从人的安全、健康的角度,现代人越来越多地的时间在汽车中度过,座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。
尤其是对人们脊椎的伤害。
从社会的角度,汽车走进千家万户,人们对汽车的情感也有所转变,从以前的遥远、到现在的占有,将来必将转变为挑剔。
因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐,所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅的介绍轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据,因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计,从材料到形状,尽量做得完美无缺。
在造型方面,充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素,应用人体工程学的研究成果和先进技术,制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。
1.1桥车的国外研究现状及发展水平的相关介绍目前国汽车座椅基本上是一种固定的姿势,人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳,从提高驾乘人员舒适度的角度,给出一种新型电动座椅的设计思路。
对于可以调节的汽车电动座椅的研究,国发现尚少。
尤其在目前,国市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上,汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。
两向电动座椅只能作前后水平移动:四向电动座椅除前后水平移动外,还可以升降:六向电动座椅除了够控制上述移动外,座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。
汽车座椅骨架构件布局设计方法
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Abs t r a c t :Th e t r a d i t i o n a l l a y o ut o f a ut o mo t i v e s e a t s ke l e t on c o mp on e n t s ma i nl y r e l i e s o n t he de — s i g ne r S e xp e r i e nc e,whi c h l e a ds t o l o w de s i gn e f f i c i e n c y a nd no n — o pt i ma l s t r u c t u r e . Thi s p a pe r s t u di e d t he l a y ou t d e s i g n me t h od o f a u t o mo t i v e s e a t s ke l e t o n c o mp o ne nt s f o r t he r e a r s e a t of a c a r wi t h t he p l a t e — t u be s t r u c t ur e b as e d o n s t r u c t u r a l t op o l o g y o pt i mi z a t i o n de s i gn t e c hno l o gy . Fi r s t — l y,a c c or d i ng t o t h e s ha p e a n d s i z e r e q ui r e me nt s o n s k e l e t o n a p pe a r a nc e,t he d e s i g n d o ma i n wa s d e t e r mi n e d a nd t he d e s i g n mo de l wa s c o n s t r u c t e d und e r t he b e l t l oa di n g s t a t e . Se c o nd l y, t he
驾驶员座椅的零部件设计和舒适度分析
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低刖H EBEINONGJI摘要:现代生活节奏加快,汽车已经成为我们必不可少的代步工具。
人们在享受汽车带来的便捷的同时,除了车辆的美观性和安全性,人们更多地追求驾乘过程中的舒适程度。
无论是驾驶员还是乘客,都希望在路途中能够减少疲惫,尤其是对于长途汽车驾驶员。
汽车座椅作为与人体直接接触的零部件,其设计成功与否影响着驾驶员的乘坐体验。
关键字:舒适度;座椅;弹性元件驾驶员座椅的零部件设计和舒适度分析青岛恒星科技学院1座椅设计的理论支撑人体工程学运用于汽车座椅设计上主要是确定座椅设计的H点以及踵点和座椅的几何参数,这些参数的确定主要以人体静态最合适坐姿为参考叫驾驶员是否舒适乘坐需要结合人舒适坐姿的关节角度图,找到最合适的舒适度。
H点就是我们通常所说的“跨点”,当车辆行驶时离驶员上半身都是围绕着此点前后左右运动进而操控车辆。
座椅设计时需要考虑的重要因素是体压分布,它和人坐在座椅上的体态有关。
在设计时要符合座垫上压力分布规律,并且座垫软度必须使坐骨承受人体60%的重量,这样可减轻坐骨处的压力,满足长时间乘坐的需要。
2座椅弹性元件的选择人们对于客车舒适性的研究主要集中在对驾驶姿态舒适性的研究,并通过人体关节角度分析或主观定性对其评价切。
座垫和靠背内部是由弹性元件组成,弹性元件影响着座椅的静态和动态舒适性,大部分座椅选取的是弹簧。
本次设计弹性元件选择3Hz的弹性元件,选用螺旋形形弹簧和蛇形弹簧相结合的方法。
一方面保证座椅的弹性使驾驶员驾驶舒适,另一方面采用蛇形弹簧来减缓振动系数。
3驾驶员座椅骨架设计3.1靠背骨架结构选择靠背骨架是从靠背选型和靠背能够承受人体的重量来设计,在发生交通事故时,靠背骨架对乘员起着保护作用。
根据客车座椅靠背机构分析,在本设计中采用左、右侧板,上下横梁结构形式。
靠背骨架的材料,采用Q215-A冲压薄板。
3.2高度调节机构座椅的调节机构,主要有前后上下调节机构,靠背倾角调节机构,整座倾角调节和方向调节131。
汽车座椅结构设计
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0 引言汽车座椅属于汽车得基本装置就是汽车得重要安全部件。
在汽车中它将人体与车身联系在一起直接关系到乘员得驾乘舒适性与安全性。
一百多年来,随着汽车得发展与人们要求得不断提高汽车座椅已不再就是单纯满足乘坐与美观需要得车身部件而就是关系到汽车得驾乘舒适性与安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体得系统工程产品。
随着我国汽车工业得迅猛发展人们对汽车得乘坐舒适性及安全性等方面得要求越来越高。
其中作为影响汽车舒适性与安全性得重要内饰部件——汽车座椅得设计、研发已越来越引起汽车业界得重视。
本毕业设计分析了人与座椅得人机关系,并且结合我国国民对汽车座椅得使用要求,以人机工程学、汽车设计等学科得理论为依据,以国家与国际标准为准则,对驾驶座椅进行了设计。
,从人得安全、健康得角度,现代人越来越多地得时间在汽车中度过,座椅得安全与舒适直接影响到人们得健康与安全。
尤其就是对人们脊椎得伤害。
从社会得角度,汽车走进千家万户,人们对汽车得情感也有所转变,从以前得遥远、到现在得占有,将来必将转变为挑剔。
因此汽车座椅得发展也要跟上时代得步伐,所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅得介绍轿车得座椅就是衡量轿车档次得重要依据,因此轿车设计师十分重视电动座椅得设计,从材料到形状,尽量做得完美无缺。
在造型方面,充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势与体压分布等因素,应用人体工程学得研究成果与先进技术,制造出乘坐舒适、久坐不乏得座椅。
1、1桥车得国内外研究现状及发展水平得相关介绍目前国内汽车座椅基本上就是一种固定得姿势,人长时间保持一种相对稳定得坐姿很容易疲劳,从提高驾乘人员舒适度得角度,给出一种新型电动座椅得设计思路。
对于可以调节得汽车电动座椅得研究,国内发现尚少。
尤其在目前,国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上,汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。
两向电动座椅只能作前后水平移动:四向电动座椅除前后水平移动外,还可以升降:六向电动座椅除了够控制上述移动外,座椅得座位前部与靠背还可以分别升降。
汽车电动座椅骨架结构及功能件分析
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汽车电动座椅骨架结构及功能件分析摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,对汽车的应用也越来越广泛。
随着人们生活水平的提高和科技的发展,汽车已经走进了千家万户,很多人每天长时间的驾驶或乘坐汽车。
随着驾乘时间的增长,各种慢性疾病也随之而来,腰背疼痛就是其中之一,且是主要的,有研究表明腰背疼痛是导致高额的社会医疗成本的主要原因之一。
驾乘人员在驾驶时,与汽车座椅大面积接触,改进座椅设计可以改善长时间驾乘的腰背部疼痛问题,其中座椅腰部支撑的改进对腰背疼痛改善更为明显。
本文首先对汽车电动座椅简介,其次探讨汽车电动座椅骨架结构,为整车内饰造型设计提供座椅骨架模块的理论支持,提高汽车内饰分组设计的效率。
关键词:座椅骨架;功能件;电动座椅;布置参数引言伴随着经济的高速发展,民众生活越来越富裕,汽车行业也得到了前所未有的蓬勃发展,汽车产品已不再是奢侈品,如今汽车走进千家万户,是民众日常生活中最为普遍的出行交通工具。
随着汽车在民众生活中的越来越普及,人们对汽车产品的性能要求越来越高。
如何满足用户对汽车各项性能的需求,是各汽车主机厂研发的主要目标。
其中,汽车座椅乘坐舒适性尤为重要,它是用户乘坐体验和满意度的主要影响因素之一。
1汽车电动座椅简介同一款汽车座椅需要满足不同身高、体型用户的驾乘需求,鉴于不同用户驾乘习惯不尽相同,因此具备灵活调节乘坐位置的座椅成为用户购买主导因素之一。
座椅功能件设计主要涵盖滑轨、调角器、调高器、头枕、腰托等,功能件的布置重点考虑其动作便捷性和人机工程要求。
汽车电动座椅一般由坐垫、靠背及头枕组成,功能件及传动装置布置在内。
座椅结构参数是进行座椅设计和舒适性研究的基础,因此,需要根据座椅主客观评价结果对其不断调整优化。
2汽车电动座椅骨架结构2.1座椅腰托设计要求从构造上看是由椎骨、骶骨和尾骨组成的长条。
在脊柱上腰部位置承受的力是最大的,从力的分布上来说,从上到下力是逐渐增大的。
保证腰椎的舒适对人们的运动活动十分重要。
汽车座椅骨架的分析和改进设计
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汽车座椅骨架的分析和改进设计当今,汽车的数量与日俱增。
特别是小轿车的增长。
与此同时,安全和舒适在人内心被看得愈发深重。
人坐在汽车里面是与座椅直接接触的,所以人们开始重视它的安全性和舒适性,这是汽车座椅研究的主要方向。
在查阅相关的论文后,简要明白了座椅骨架的设计原则和现在的研究情况。
在论文的初期工作就是画出骨架的UG三维模型,再而使用hypermesh软件来做有限元的后期分析。
参考国标对于座椅骨架的靠背和总成的强度测试标准,利用hypermesh软件对某轿车座椅骨架的靠背和总成进行仿真分析。
对仿真分析的结果进行分析,对骨架结构做优化和改进。
标签:汽车座椅;有限元法;静强度;结构优化1 本课题的研究内容本论文需要先准备好骨架的三维模型。
本文使用UG这个软件来画座椅骨架的三维模型。
在画三维模型前,需要查阅资料来明白座椅骨架的结构特点,工作过程,以及设计要求。
最后的工作就是把三维模型做一个有限元模拟仿真分析,使用hypermesh这个软件来做。
然后以分析得到的结果为基础来优化改进我的骨架模型。
2 座椅骨架的结构及三维处理在做分析之前,本论文需要设置出座椅骨架的有限元模型,设置好了模型后才能够对座椅骨架的做强度计算。
本文根据某一个品牌的汽车座椅骨架CAD模型作一些适当的删减,把复杂的三维模型中一些对于骨架的强度分析不相关或者不怎么相关的细节去除掉,在简化完成后就可以使用hypermesh软件做前处理了。
3 座椅骨架前处理骨架的分析原本按照法则有很多,然则顾忌到知识储备量和时间的关系,本论文只对骨架的静强度做分析。
为了完成骨架静强度分析的工作。
除了前期一些基本理论的学习和三维模型的绘制。
最重要的工作就是画出契合论文整体要求的有限元模型。
具体做法如下:(1)明确有限元单元类型。
(2)划分网格和连接。
(3)定义材料。
(4)加载。
(5)约束。
(6)编辑属性卡及赋予属性。
4 骨架靠背仿真校核根据我国GB15083-1994的规定。
某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计
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某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计作者:黄炫1 前言近年来,汽车道路交通事故呈逐年上升趋势,座椅作为减少损伤的安全部件对乘员起到了决定性保护作用。
为适应座椅安全性要求的提高,例如GB15083-2006中关于行李冲击强度的要求,以及企业的靠背刚度试验标准的要求(相对法规更严格)。
导致传统方法设计开发的座椅质量和成本增加。
关于汽车座椅系统的安全性,国外学者开展了许多研究,其中包括碰撞过程中座椅系统对乘员承受能量的分散作用、新型材料和新加工成型技术的应用对座椅性能的影响,以及质量、成本的节约问题;而国内主要研究了座椅骨架的结构强度以及头枕性能等安全性方面的问题。
本文结合某企业轿车后排座椅轻量化设计的实际项目,依据企业关于座椅骨架静刚度行李冲击强度的安全性要求,基于计算机辅助分析手段对座椅骨架提出了优化设计方案。
2 座椅靠背的静刚度试验与仿真分析座椅靠背采用分体式结构,即分为40%靠背和60%靠背两部分。
图1为座椅靠背的几何模型。
图1 座椅靠背几何模型座椅靠背的静刚度直接影响座椅的使用性能,设计要求当一个人“舒服的坐下”到后排座椅上时,靠背框架不应产生不允许的永久变形。
根据企业靠背刚度试验标准,在靠背的内部上沿(分开部分)即图2的加载区处,分别沿水平方向向前和向后施加F=800N的载荷,要求施力点在水平方向上的最大变形和永久变形分别不超过20mm和5mm。
图2 靠背刚度试验示意根据试验要求建立了该座椅靠背的有限元分析模型,网格基准尺寸定义为6mm shell单元,共44188个节点,42132个单元,838个剐性单元。
按照与试验相同的情况进行静态加载分析。
表1给出了仿真计算结果和试验结果的对比,表明了仿真结果在工程意义上具有的可信度。
3 座椅靠背的行李冲击强度仿真分析GB15083-2006《行李位移乘客防护装置的试验方法》中规定采用滑车试验台进行座椅的行李冲击试验。
试验样块尺寸为300mm×300mm×300mm,棱边倒角为20mm,质量为18kg。
汽车座椅骨架设计标准
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汽车座椅骨架设计标准汽车座椅骨架,那可是汽车座椅的“脊梁骨”呢!它的设计标准可有着不少讲究哦。
一、强度方面。
汽车座椅骨架得足够结实呀。
想象一下,要是骨架不结实,在路上颠一下或者遇到个小碰撞,那座椅不得散架啦?乘客可就惨咯。
对于强度的要求,要能承受住不同方向的力。
比如说,人坐上去的时候会有垂直向下的压力,这时候骨架得稳稳当当的,不能变形。
而且在车辆紧急刹车或者加速的时候,人会往前或者往后有个冲击力,骨架也要能经得住这种水平方向的力。
这就像是让骨架成为一个坚强的卫士,不管遇到啥样的攻击,都能保护好自己的“领地”,也就是保证座椅的完整性和稳定性。
二、尺寸与适配。
骨架的尺寸可不能马虎。
它得和汽车内部的空间完美匹配才行。
如果太大了,塞不进去,那肯定不行;要是太小了,座椅看起来就会很不协调,而且可能会影响乘坐的舒适度。
就像给人量身定做衣服一样,骨架得和汽车的这个“身体”相适配。
而且呀,它还要考虑到不同车型的特点。
轿车和SUV的内部空间不一样,座椅骨架的设计自然也要有所区别。
另外呢,骨架还得给座椅的其他部件留出合适的空间,像海绵垫、座椅套这些,大家都得在这个“小家庭”里和谐共处。
三、材料的选择。
说到材料,这也是个很有趣的点呢。
材料就像是骨架的“食物”,不同的“食物”会让骨架有不同的表现。
一般来说,会选择强度高、重量轻的材料。
为啥要重量轻呢?因为汽车也是要讲究节能的呀。
如果骨架太重,就像一个人背着重重的壳,汽车跑起来就会更费力,油耗也会增加。
现在比较常用的材料有钢材和一些新型的复合材料。
钢材比较传统,大家都比较熟悉,它的强度很可靠。
而新型复合材料呢,就像是汽车界的“新宠”,它们有着独特的性能,比如更好的抗腐蚀性、更高的强度重量比。
不过呢,新型材料可能成本会高一些,这就需要在设计的时候权衡利弊啦。
四、舒适性相关。
汽车座椅骨架虽然是个比较“硬气”的部分,但也得为舒适性做出贡献呢。
比如说,骨架的形状设计要符合人体工程学。
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分析我国汽车座椅骨架构件布局设计方式
摘要:传统设计中的汽车座椅骨架构件是在经验的支撑下所进行的,这样的方式使得最终的设计效率偏低且难以实现最优化的性价比。
所以,在技术的发展更新下,并在结构拓扑技术不断优化的基础上,对于座椅骨架构件布局设计提出了全新的优化设计方案,这就需要在确切的骨架外观形状和座椅构件的整体尺寸要求下来确定设计区域,在技术的支撑下确定科学可行的实施方案,最大化的实现结构布局的最优化。
关键词:汽车座椅;骨架构件;布局设计方式
随着社会经济的发展,人们的生活质量和需求水平在不断的上升,使得在逐渐的发展中,汽车行业成为我国国民经济发展的支柱型产业之一,成为工业产业发展的重要影响因素,甚至于涵盖了整个工业领域的工作内容。
所以,在基本的设计建设中,需要将其作为耐用消费产品的作用有效的发挥出来,从基本的研发和设计到后期的生产、销售以及维护等形成一个完成有效的体系,确保整体行业的质量和效率。
在整个体系建设中,研发和设计环节是对产品后续的预期的性能有效实现的关键环节,这就体现了在具体应用过程中对各种零部件的结构设计在进行整体性的研发设计时的重要
性。
1 汽车座椅骨架构件布局设计分析
在社会主义市场经济的发展运行下,我国的制造业也得到长足的发展和进步。
在进行汽车座椅的初期结构设置时,主要通过结构拓扑优化设计技术实现对构件材料分布和整
体布局的设计,进而得出初步阶段的最优化设计方案,并在此基础上进行模型的创建,确保具体设计同整体机构的形状和面貌以及尺寸之间的最优化,并在同实际状况相协调一致的基础上实现真正的最优化结构方案设计。
通过这样的方式能够极大地提高整体的设计效率和后续的开发周期,并且在进行模型构建的基础上减少不必要的修改过程,使得整体性的开发成本有所降低,并提升了自身产品的市场竞争力。
在优化设计领域中,拓扑优化是最具有生命力色彩的研究方向,能够极大地实现结构的最优化设计,并对给定设计区域内的材料分布实现最优化的布局,一般情况下的应用方法有变密度法、水平集方法和均匀化法以及变厚度法等。
近年来,在对汽车的零部件结构进行优化设计的过程中,通过拓扑技术的应用已经取得了有效的进展。
汽车内饰中汽车座椅系统是重要的部件构成部分,对乘员起着重要的保护作用,在结构设计中,金属骨架自身的刚度特性是座椅设计过程中需要考虑的核心问题。
就传统的设计而言,多是通过经验化的思维活动来实现整体的设计,难
以确保整体结构的最优化设计。
所以,在基于实现结构优化的拓扑设计而言,需要明确基本的结构状况,然后再明确设计的应用区域,进而进行模型创建,以确保整体运行结果的有效性。
2 拓扑结构方法设计
2.1 汽车座椅骨架结构分析
汽车座椅的骨架结构主要有纯板结构和板管结构以及管钢丝结构三种。
在基本结构设计中,纯板结构是由钣金件对压延金进行冲压之后所形成的,板管结构主要是通过管件和钣金件焊接而成的,管钢丝结构则是通过钢丝和管件焊接而成的。
一般情况下,汽车采用相对频繁的是板管结构,因其与其他两种相较而言工艺较为简单,并且因其结构的因素还能在整体布局上提高座椅的骨架刚度。
2.2 构件布局设计和方法流程应用
在进行优化设计时,基本的应用流程分为优化设计阶段和新结构设计阶段。
这就需要对整体结构中所选定的区域进行模型的分析和设计,进入优化设计的运行阶段,然后再对设计模型进行分析,进而在基于拓扑优化设计技术的应用下采用变密度法进行设计规划,并在合理模型的支撑下,实现整体性的优化,并将最终的优化结果进行效果输出验证,如果优化效果不甚明显的话,则需要对模型设计重新进行拓扑优化,在整体优化完成之后,则进入到新结构设计阶段,通
过上一阶段的拓扑优化结果分析,需要实现新结构模型的设计,然后开展性能比较分析,然后对优化后的结构性能参数同原结构进行比较,进而实现有效的分析,检验其是满足整体的设计要求,满足情况下则得到最优化的设计,构件布局结束;如果没有实现整体的满足,则需要重新进行模型的分析,以达到最优化的设计要求。
其中,采用的变密度法主要在同行材料的应用中,将各个单元内的相对密度确认为整体设计的变量,然后进行单元材料和密度的物理属性设定,并寻求其间或许存在的某种对应关系,并通过连续变量的密度函数形式进行具体的显性形式表达,一般情况下,单元内的设计变量是具有唯一性的。
在具体应用中,该方法具有高效的计算效率和程序实现的简单化,而且其中所采用的单元密度是相对性的参数,确保了同实际情况的有效结合。
在工程研究应用中,变密度法在不断的得到重视和推广,并在不断的研究上实现了有效的应用实施,并且就目前而言,已经在算法上具有一定的可行性,成为采用较多的一种材料插值方式。
2.3 优化设计模型的建立
在进行汽车座椅骨架的设计时,刚度特性是需要考虑的关键性因素和问题,所以,在进行优化设计时,在保证整体应用效率的基础上提升骨架刚度,但同时也要确保整体的物体质量在规定的范围之内,实现轻质高刚的结构设计。
所以,
在基于拓扑优化设计的变密度法基本原理应用中,能够实现有效的模型构建:
模型公式设计中C代表结构运行中的应变能,V是实现优化后的体积,V0则为优化前的体积,V*代表体积分数[1]。
3 结束语
为了有效实现具体应用中汽车行业的科学化发展,本文从其主要构件的座椅骨架方向出发,将其在设计中采用先进的拓扑优化设计技术进行研究,以确保其在建设初期能够实现合理的布局设计,并且能够在设计的最初环节快速的寻找和确认构件布局的大概位置,突破了传统的经验性设计在应用中的重复测量,在提高整体设计效率的基础上有效节约了资源设计成本,并且能够通过最优化的设计在应用的具体环节实现座椅骨架的最优化,提升汽车使用的有效性和长久性。
参考文献:
[1]张坤,丁晓红,倪维宇,王海华.汽车座椅骨架构件布局设计方法[J].工程设计学报,2015,02:166-171.
作者简介:张敏,1987.6,毕业院校:保定职业技术学院,专业:计算机辅助机械设计。