【正文】 身總布置設(shè)計(jì)。表2靠背角（176。當(dāng)座椅水平調(diào)節(jié)量TL23大于零時(shí)，有式中，L6為轉(zhuǎn)向盤到加速踏板參考點(diǎn)的前后距離；H30為座椅高度；t為變速類型，當(dāng)有離合踏板時(shí)t=1,否則t=0。1997年后頭廓包絡(luò)面，其開發(fā)采用的是荷蘭CAESAR人體數(shù)據(jù)庫(kù)中的三個(gè)平均身材男子頭廓的三維掃描數(shù)據(jù)。以駕駛員前方下視野設(shè)計(jì)為例，進(jìn)一步說明應(yīng)用眼橢圓進(jìn)行視野設(shè)計(jì)的原理，如圖示若要駕駛員前下方視野不被發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前風(fēng)窗下邊緣、儀表板上邊緣或轉(zhuǎn)向盤上緣所阻擋，并能看到車頭前方一定距離d以外的路面，做法是：在側(cè)視圖上，從地面上距離車頭d處的一點(diǎn)Pd作95百分位眼橢圓的下切線Ld，則眼睛為之落在切線Ld上方的概率是95%。對(duì)于A類車可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓，長(zhǎng)軸軸線Ax與水平面的夾角應(yīng)根據(jù)H點(diǎn)的軌跡傾角A19計(jì)算，即Β=176。側(cè)視圖：長(zhǎng)軸傾斜角 176。 眼橢圓的含義在實(shí)際應(yīng)用中只有和視線(眼橢圓的切線)一起使用才有意義，下面簡(jiǎn)單介紹視切比的含義（見圖48）。由于這種圖形呈橢圓狀，故稱為眼橢圓。圖47 儀表板的布置儀表板的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足駕駛員視覺與操縱要求的情況下，盡量做得美觀大方一些。）S1腕關(guān)節(jié)140200S5腰關(guān)節(jié)168195S2肘關(guān)節(jié)60180S6髖關(guān)節(jié)65120S3頭頸關(guān)節(jié)130225S7膝關(guān)節(jié)75180S4肩關(guān)節(jié)0135S8腳關(guān)節(jié)70125根據(jù)設(shè)計(jì)車型的具體情況并參考同類車型的布置尺寸，保證踵點(diǎn)不變，選定具有95th百分位下肢的人體設(shè)計(jì)模板，根據(jù)體腿夾角A4膝關(guān)節(jié)夾角A44和踝關(guān)節(jié)角A46設(shè)置肢體姿勢(shì)；然后在保證A46不小于87176。）D1腕關(guān)節(jié)β1140200S5腰關(guān)節(jié)β550130D2肘關(guān)節(jié)β260180S6髖關(guān)節(jié)β686115D3頭頸關(guān)節(jié)β355125S7膝關(guān)節(jié)β790104D4肩關(guān)節(jié)β40110S8腳關(guān)節(jié)β890圖41人體模板側(cè)視人體模板正視圖關(guān)節(jié)角度的調(diào)節(jié)范圍人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍關(guān)節(jié)部位關(guān)節(jié)名稱角度代號(hào)角度調(diào)節(jié)量/（176。圖23和表26即為SAE J883定義的部分人體尺寸。圖22為不同人種間的身體差異圖。目前車輛工程領(lǐng)域的人機(jī)工程問題大致可歸納為八方面：機(jī)動(dòng)車輛駕駛操縱系統(tǒng)人機(jī)界面的優(yōu)化匹配機(jī)動(dòng)車輛的行車安全性和車內(nèi)成員的人體保護(hù)技術(shù)機(jī)動(dòng)車輛成員的乘坐舒適性機(jī)動(dòng)車輛的噪聲控制機(jī)動(dòng)車輛車內(nèi)小環(huán)境氣候的宜人華控制機(jī)動(dòng)車輛駕駛員的駕駛適宜性機(jī)動(dòng)車輛道路交通適應(yīng)性人—機(jī)—路系統(tǒng)的綜合優(yōu)化現(xiàn)代轎車設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以人為中心，安全性、舒適性一直是轎車設(shè)計(jì)的主題和追求的目標(biāo)。對(duì)人的研究可分為九個(gè)方面：1人體尺寸及人體測(cè)量技術(shù)；2人體力學(xué)性能；3人的勞動(dòng)生理功能；4勞動(dòng)中人的心理過程；5人的信息傳遞能力；6人的可靠性；7人員的選拔和訓(xùn)練；8人的動(dòng)作時(shí)間研究；9人體模型。目前，國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì)（International Ergonomics Association,簡(jiǎn)稱IEA）對(duì)人機(jī)工程學(xué)所下的定義為：“人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等各方面的因素；研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究人在工作、家庭生活和休假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、健康、安全和舒適等問題的學(xué)科”。 不同地區(qū)和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區(qū)和群體設(shè)計(jì)的汽車就要參考特定對(duì)象的人體參數(shù)，盡量滿足每個(gè)人的個(gè)性化需要。人與機(jī)器共同工作，人有人的特性，機(jī)器有機(jī)器的特性，要設(shè)計(jì)出能最大限度與人協(xié)調(diào)工作的機(jī)器，就要充分研究?jī)烧叩奶匦?，才能設(shè)計(jì)出良好的人機(jī)界面。機(jī)動(dòng)車輛的噪聲控制機(jī)動(dòng)車輛噪聲控制的目的是保證車內(nèi)駕駛員和乘員的耳旁噪聲滿足人的聽力保護(hù)允許標(biāo)準(zhǔn)，車外噪聲滿足動(dòng)態(tài)環(huán)境噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)。人機(jī)工程學(xué)在車身總布置中的應(yīng)用機(jī)動(dòng)車的種類雖然很多，但面臨的人機(jī)工程問題卻是相同的。室內(nèi)可利用的有效空間增大，可降低整車高。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架（如圖22），我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件（如圖23）。 1）大梁式車架（又稱非承載式車架）大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將堅(jiān)固的鋼梁焊接或鉚接成為一個(gè)鋼架，然后在上面安裝動(dòng)力總成、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名附其實(shí)的“車架”（如圖21）。經(jīng)過車身總布置設(shè)計(jì)，就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀[11]。 車身總布置內(nèi)容及原則車身總布置內(nèi)容車身總布置設(shè)計(jì)是將汽車各個(gè)總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?，既要保證各總成運(yùn)動(dòng)無干涉，又要保證乘坐舒適性和裝卸方便。整車零線的畫法上述的、三條線，統(tǒng)稱為三個(gè)方向的零線。此線是標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺(tái)高度等尺寸的基準(zhǔn)線。它從根本上改變了過去用手工繪圖、依靠圖紙組織生產(chǎn)的模式。造型一旦完成并建立數(shù)學(xué)模型存人數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以實(shí)現(xiàn)多方共享，為生產(chǎn)準(zhǔn)備、模具設(shè)計(jì)制造提供便捷、詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使模具加工精度大為提高。另外，生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中工藝設(shè)計(jì)、沖模制造、研配以及調(diào)試都將耗費(fèi)大量的手工勞動(dòng)和時(shí)間。具體內(nèi)容：1．了解人體舒適坐姿要求及舒適操縱力要求；2．了解駕駛員相關(guān)車輛尺寸定義；3．了解駕駛員布置的空間尺寸要求；4．學(xué)習(xí)CATIA軟件繪制駕駛員布置圖；第2章 車身設(shè)計(jì)方法汽車自誕生至今已有112年的歷史, 在這漫長(zhǎng)的發(fā)展過程中，車身設(shè)計(jì)方法不斷改進(jìn)和完善，已形成了一套成熟的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點(diǎn)。同時(shí)，后置后驅(qū)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化了車輛坡道性能，長(zhǎng)2695mm，寬1520mm。我們也常聽到諸如A級(jí)、B級(jí)車之例的說法，這是參考德國(guó)轎車的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。CATIA還可以快速、便捷的調(diào)整虛擬人不同的作業(yè)姿態(tài)，以滿足不同作業(yè)姿態(tài)下的空間尺寸測(cè)定?？煽焖侔l(fā)現(xiàn)有問題的區(qū)域，重新作出分析，并進(jìn)行姿態(tài)優(yōu)化。HAA作為HBR的輔助模塊，可以對(duì)處于虛擬環(huán)境中的人機(jī)互動(dòng)進(jìn)行特定的分析。這也許就是為什么世界上前25位的汽車制造商有18家選擇CATIA的原因。由于CATIA為成功實(shí)施DMA提供了一個(gè)集成環(huán)境， 以用于取得設(shè)計(jì)目標(biāo)和管理所有相關(guān)的數(shù)據(jù)，所以全球已有1000多個(gè)汽車制造公司陸續(xù)地把CATIA作為他們?cè)O(shè)計(jì)和制造流程的核心系統(tǒng)。CATIA逆向工程模塊(CGO)CATIA可使設(shè)計(jì)師將物理樣機(jī)轉(zhuǎn)換到CATIA Designs下并轉(zhuǎn)變?yōu)樽謽訖C(jī)，并將測(cè)量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CATIA數(shù)據(jù)。這也許就是為什么世界上前25位的汽車制造商有18家選擇CATIA的原因。工程師首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行每個(gè)部件的檢查，并在計(jì)算機(jī)的模擬幫助下進(jìn)行分析，然后才需要物理樣機(jī)。在建造物理樣機(jī)之前建立電子樣機(jī)并進(jìn)行測(cè)試能節(jié)省大量的開發(fā)成本和開發(fā)時(shí)間。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測(cè)取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。對(duì)于不同用途的汽車總部置設(shè)計(jì)也是不同的，即使是同一類車，因其用途、性能要求以及所選的各總成的類型尺寸的不同，總布置設(shè)計(jì)也是千差萬別的。提出了綜合考慮駕駛員舒適性、視野性、腿部操縱空間、方向盤、頂蓋等因素的H 點(diǎn)區(qū)域法。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)在汽車上的應(yīng)用，車身總布置也在飛速的變革與發(fā)展。利用CATIA進(jìn)行總布置設(shè)計(jì),CATIA對(duì)于提高車身總布置的質(zhì)量，以及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義關(guān)鍵詞：車身總布置設(shè)計(jì)；人機(jī)工程學(xué)； 人體模型；眼橢圓。車身總布置是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。這些圖形稱為車身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)工具。但是要成功實(shí)施DMA需要一個(gè)集成的環(huán)境，以用于取得設(shè)計(jì)目標(biāo)和管理所有相關(guān)的數(shù)據(jù)。以這種方式，CATIA和ENOVIA可以加快工程和制造的各個(gè)階段，從曲面和外形風(fēng)格建模到底盤和電路系統(tǒng)等等。 CATIA的功能特點(diǎn)裝配設(shè)計(jì)(ASS) CATIA裝配設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)師建立并管理基于3D零件機(jī)械裝配件。該產(chǎn)品同時(shí)提供了一套有價(jià)值的工具來管理大量的點(diǎn)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行過濾、采樣、偏移、特征線提取、剖截面和體外點(diǎn)剔除等。 DaimlerChrysler, BMW, Ferrari, Fiat , Porsche, Renault, 和 Volkswagen已經(jīng)體會(huì)到了CATIA給他們帶來的技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 CATIA人機(jī)工程功能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用CATIA還具有人機(jī)工程功能。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠精確的預(yù)測(cè)人的行為。HPA允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用，建立起自己的實(shí)際應(yīng)用，建立起自己的舒適度和強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，來滿足不同的需要。在人機(jī)工程學(xué)中以人為本的設(shè)計(jì)理念思想指導(dǎo)下，滿足人體一般作業(yè)空間概略設(shè)計(jì)需要。按德國(guó)汽車分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)劃分主要依據(jù)軸距、排量、重量、性能等參數(shù)，字母順序越靠后，該級(jí)別的車軸距越長(zhǎng)、排量和重量越大，轎車的豪華程度也隨之提高。這樣的設(shè)計(jì)不僅可以緩解城市交通擁堵的現(xiàn)狀，還能讓用戶行動(dòng)自如。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測(cè)取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)在于：在設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段都要反復(fù)進(jìn)行平面圖形和立體模型的制作過程。（3）設(shè)計(jì)精度低。縮短了開發(fā)設(shè)計(jì)和制造的周期。它對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，以及增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力等方面，都起著巨大的作用。前輪垂直線：通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線，稱為前輪垂直線。在繪制總布置圖時(shí)，先確定零線的位置。為了保證汽車各部分合理的位置關(guān)系，需要設(shè)計(jì)人員定出許多重要的控制尺寸。車身總布置原則車身總布置是其它設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)，是汽車設(shè)計(jì)的初始步驟，其自身的好壞決定著車身設(shè)計(jì)的成敗。大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是能夠提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，且結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。 圖 22 承載式車架 圖 23 車身覆蓋件 3）鋼管式車架鋼管式車架就是用鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在框架上。上下車更方便。合理的人機(jī)工程布置設(shè)計(jì)，不僅關(guān)系到車內(nèi)空間利用率和乘坐舒適性，而且還會(huì)影響整車造型及尺寸，進(jìn)一步影響整車性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。具體的標(biāo)準(zhǔn)限值因車輛類型、使用條件、運(yùn)行環(huán)境的不同而異。將人機(jī)工程學(xué)的原理應(yīng)用于車身總布置設(shè)計(jì)中，以解決上述問題，成為汽車設(shè)計(jì)中的重中之重。（3）基于力特性的界面設(shè)計(jì)其研究的對(duì)象是人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱人機(jī)系統(tǒng)）各組成部分的屬性，但重點(diǎn)研究的是人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的總體屬性，以及人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系的規(guī)律。機(jī)的因素很多，在此主要對(duì)機(jī)械，電器系統(tǒng)進(jìn)行歸納，大致可概括為五方面：1信息傳遞技術(shù)；2操縱控制技術(shù)；3安全保障技術(shù)；4動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)；5宜人化技術(shù)。而舒適性、安全性直接與人相關(guān)，尤其是駕駛員的舒適性與安全性，所以研究對(duì)駕駛員操縱空間的研究是極為重要的。圖22圖2－2表明，不同種族之間的人體尺度差異如身高的差異主要是由于四肢的遠(yuǎn)位部分（即小腿和小臂）在長(zhǎng)短上的差異而引起的。表26 SAE J83定義的部分人體尺寸數(shù)據(jù) 結(jié)論通過以上的綜合論述，對(duì)比了不同人種間的人體差異及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和SAE人體尺寸的差異后，為了提高車型的適用性，滿足大部分人對(duì)車內(nèi)空間的要求，提供更寬裕、舒適的駕駛和乘坐空間，設(shè)計(jì)時(shí)采用SAE第95百分位的人體尺寸作為人體樣板進(jìn)行二維布置。）關(guān)節(jié)部位關(guān)節(jié)名稱角度代號(hào)角度調(diào)節(jié)量/（176。對(duì)于A級(jí)車還得保證H30在127405之間的條件下，以確定95th人體模型的H點(diǎn)。儀表板的位置應(yīng)在駕駛員良好的視野范圍內(nèi)，且板面距駕駛員的眼睛位置不應(yīng)太遠(yuǎn)，一般不應(yīng)大與710mm，同時(shí)儀表板各開關(guān)按鈕的間隔以6090mm為宜。駕駛員眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學(xué)的視野原點(diǎn)基準(zhǔn)。設(shè)O為目標(biāo)點(diǎn)，過O作眼橢圓的切線，它將圖形分為兩部分，不含眼橢圓的一方稱為Ι區(qū)，含眼橢圓的一方稱為ΙΙ區(qū)視切比p的定義為：= 眼橢圓的樣板眼橢圓樣板的尺寸與人體百分位及座椅水平調(diào)節(jié)行程（L23）有關(guān)，根據(jù)座椅水平調(diào)節(jié)行程的不同，將其分為兩套。——前低后高；俯視圖：176。A19=176。如果是發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前風(fēng)窗下邊緣、儀表板上邊緣和轉(zhuǎn)向盤上邊緣都在切線Ld的下方，就能以95%的概率保證駕駛員的眼睛不被上述物體遮擋而能看到Pd點(diǎn)前方的路面，從而滿足上述視野要求。為方便使用，SAE將頭廓包絡(luò)面簡(jiǎn)化成為上半橢圓面。Xh、Zh的取值參見表；W20為SgRP點(diǎn)在汽車坐標(biāo)系中的y坐標(biāo)。）水平坐標(biāo)垂直坐標(biāo)靠背角水平坐標(biāo)垂直坐標(biāo)51862823185617727249371672725008157272693914726271751013725282681112824293411121182330431413109223151181499213259211590203367241681183476281772173584321862136923519531337100392044113810843213593911548