导　　师： 吴百海;王卫平

学科专业： H0201

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 对于汽车工业来说，坐垫的舒适性变的越来越重要。汽车制造商通常采用坐垫的舒适性来区分同类产品，以提升竞争力。然而，设计一个新的、更舒适的坐垫不仅成本高，而且周期长。而建立人体及坐垫的计算机模型进行坐垫的辅助设计将加速这一过程。人体与坐垫之间的相互作用是影响坐垫舒适性的重要因素。因此，本文将构建一个能接近真实描述人体臀部-坐垫的有限元分析模型，以预测和验证人体臀部与坐垫之间的界面压力。 坐垫的设计大多是基于臀部-坐垫界面压力测试，这只能测量其表面压力，因此，关于臀部软组织的内应力状态的信息就比较少。为了降低臀部的压力，通常采用的方法是把坐垫设计成与人体臀部轮廓相近的形状来包裹臀部。本文的研究目标在于，建立臀部-坐垫的生物力学模型用于有限元仿真，仿真的结果与通过压力测试设备测得结果相比较，从力学角度来评价普通平面坐垫及个体化坐垫分别对软组织的影响。实验过程如下： 首先是建立臀部坐垫的生物力学模型，并通过有限元的方法来仿真臀部与坐垫之间的接触应力分析。先通过激光扫描（vivid910）扫描一个健康男性臀部及坐垫的轮廓并采用polygoneditingtooling软件进行三维重构。重构的数据导入到geomagic（raindrop）软件进行进一步的处理，并构建成nurbs曲面。然后把压力传感器放置在平海绵坐垫上以测量到臀部坐垫之间的界面压力。最后，采用ansys软件构建真实的人体坐姿的有限元模型。模型分为两部分：海绵坐垫模型，臀部模型。臀部模型是由骨盆及软组织组成。载荷的施加包括施加一个520n大小垂直于骨盆的力，这个力的大小对应着人体的重量的69％，载荷施加后对臀部坐垫系统进行迭代计算。 接着是比较平面坐垫及个体化坐垫的测量结果并�

关 键 词： 汽车坐垫 逆向工程 有限元分析 压力分布 计算机辅助设计

领　　域： [机械工程] [交通运输工程] [交通运输工程] [机械工程]