文档介绍：⑨天洋大薯两啊爿娜癮一㈥㈣硕士学位论文一学科专业:作者姓名:吴小凡指导教师:天津大学研究生院——年机械设计麈理论项忠霞副教授
基于人机工程学的自行车设计方法研究与应用学科专业:机械设计及理论研究生:吴小凡指导教师:项忠霞副教授天津大学机械工程学院二零零八年六月
摘要关键词:本文针对自行车的个性化设计,探讨基于人机工程学的自行车设计方法与流程,并应用于典型实例,为实现客户化定制的自行车设计提供可借鉴性的理论依据和相关指导。全文研究内容及结论概括如下:一、针对自行车骑行过程中的运动特点,建立适用于运动模拟仿真的人一车系统模型,其中人体模型包含骨骼、关节及肌肉软组织,可以进行运动生物力学分析。在人一车系统模型基础上,实现人一车系统运动仿真。二、对人一车系统仿真结果进行分析,结果表明,在骑行的不同阶段,下肢各主要肌肉的施力情况与国外学者热艘约〉缪逗欧治黾∪馐┝η榭龅慕论基本吻合,说明人一车系统模型运动仿真能够模拟真实情况,可以进行深入研究。三、,进行人体不同骑行姿态的运动仿真,对比分析肌肉疲劳程度得到结论:人体上身姿态对肌肉疲劳程度影响很小,下身姿态对肌肉疲劳程度有较大影响。四、以肌肉疲劳程度最小为目标,结合人一车系统运动仿真,实现车架结构参数优化设计。采用全面试验设计和均匀试验设计两种方法进行仿真实验方案设计,通过仿真实验获取建立数学模型所需的数据样本,同时采用回归分析的方法,建立车架结构设计变量与优化指标之间的函数关系。通过对优化结果的分析比较得到结论:采用均匀试验设计方法进行仿真实验可以大大减少实验次数,且与全面试验设计方法所得结果相差不大。五、通过对优化结果的比较分析表明,应用所建立的数学模型预测人体肌肉疲劳程度与采用人一车系统模型运动仿真所得到的结果基本吻合。根据优化的设计参数,结合典型实例设计车架,并依据有限元分析结果对车架进行结构改进,在此基础上概括总结基于人机工程学的自行车设计方法与设计流程。自行车人机工程学建模仿真优化设计回归分析
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叁幽第一章绪论芯勘尘凹耙庖将玩具式的木马车转换到今日各式新颖的体闲、运动自行车,其发展的目的也从晟早的娱乐用途变为交通代步及休闲运动,竞赛领域的发展更使自行车的研发工回顾自行车的发展历史,德国男爵卡尔杜莱斯是一般公认的自行车发明人,晁诜ü屠璺⒚髁擞谐蛋押湍局事值淖孕谐担苁艽笾谇囗⒀杆成为欧洲人的交通工具,如图尽车轮,装实心橡胶轮胎、前轮小、后轮大、坐垫较低、装有脚踏板和曲柄连杆装置的自行车,骑者可以双脚离开地面。同年,麦克米伦又将木制自行车改为铁制自行车。】辏ü拿仔じ赣谠谇奥稚习沧傲四茏6慕诺虐濉辏英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行车。年德国斯图加特出现了由后轮导向和驱动的自行车,同时车上采用了滚动轴承、飞轮、脚刹、弹簧等⒚髁讼鹌こ淦痔ィ馐前仔谐捣⒄故飞戏浅V匾5姆⒚鳎但解决了自行车多年来最令人难受的震动问题,同时大幅度推进了自行车的速度。世纪年代,由一群美国嬉皮所发展出的越野登山车将以往竟速用的公路车变更为肥厚轮胎、平直把手,成了现代人又一项最新的户外休闲运动,其快拆式的前后轮装置,、周边配各叉自行车从诞生至今已有昀罚浼淙死嘣诓欢系某⑹杂胙蟹⒐讨校作不断精益求精。辏崭窭既寺罂嗣茁字圃斐鍪踔部件。辏⒐寺匏捎衷谧孕谐瞪习沧傲肆刺鹾土绰帧暧⒐税自行车改良成前后轮一样大小,并使用链条驱动,叫做型的自行车,这个车型就是现代化自行车的雏型,如图所示。】辏嫉囊晃皇抟多,使自行车的骑乘变得运动且休闲。天津大学硕』.学位论文图飞系谝涣咀孕谐图执孕谐党
公里,为实现在年骑自行车的人数比年增加叮⒐极探索新的行路方式,并准备开展自行车道建设试点工作,计划在大力改造和完占世界总产量的。年,我国向世界龉液偷厍隹谧孕谐嫡件出口金