（一）研究目的 随着社会的发展，科技在飞速得更新，汽车受到越来越多的人的青睐，成为人们的代步工具。然而，随着汽车的不断增加，汽车交通事故也越来越多，如何更好地了解事故原因减少汽车事故成为了重点。由于现如今的大学生汽车事故试验实验涉及到的人身安全、汽车设备昂贵，汽车操作危险性高，实验损坏后不易修复等问题，使得学生实验操作机会很少，而且不敢深入实验，达不到预定的实验效果。通过软件仿真，就可以很好地解决这个问题。 （二）研究内容 “汽车碰撞”虚拟实验仿真汽车爆胎，汽车正碰、侧碰、追尾、汽车刹车不及时等实验。 （三）国内外研究现状及发展动态 由于计算机软、硬件的发展和汽车市场的竞争日益激烈,国际上近20年来,汽车碰撞的计算机仿真技术发展迅速。进入80年代,欧美等先进国家推出了用于汽车碰撞仿真的商业化软件包,这些功能强大的软件包在安全车身开发、事故鉴定分析、碰撞受害者保护、碰撞试验用标准假人开发和人体生物力学等研究工作中发挥了较大作用。 国内一些高校和科研机构正在积极从事汽车碰撞理论与仿真技术的研究。尽管总体上与国外相比还有很大差距,但预计不久的将来,在我国会有适于工程应用的仿真软件问世,汽车碰撞的计算机仿真技术将会有更为广泛的应用。车辆碰撞计算机仿真技术的一个主要应用方面就是交通事故的再现,辅助事故处理人员快速、高质量地进行现
场勘察、参数计算和事故分析,进而研究事故发生的原因,探求避免事故、减少损失的策略。 （四）创新点与项目特色 “汽车碰撞”虚拟实验项目是基于多媒体、仿真和虚拟现实等技术，在计算机上实现的机械操作虚拟实验环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。机械安全工程虚拟实验平台项目的开发、建设与应用彻底打破空间、时间限制，提高实验的效率和效果；有利于减少资源消耗与环境污染；避免真实实验和操作所带来的各种危险。 （五）技术路线、拟解决的问题及预期效果 1、“汽车碰撞”虚拟实验仿真汽车爆胎，汽车正碰、侧碰、追尾，汽车刹车不及时等实验。 重点解决以上实验的计算机虚拟仿真的软件实现，以及足够的容错、纠错能力。 2、前期工作关于有关被仿真实验项目、要求、注意事项、实验过程等都已经确定；马上要开展的工作重点在于有关开发软件的确定以及相关编程技巧的掌握与熟练。 3、预期成果与形式： 虚拟实验平台实现以下基本功能： 1.完全基于Web：分布在各地的用户只要访问特定的地址或者在实验机房进行实验。
人体工程学课程标准 适用专业：环境艺术设计（专升本） 适用年级：二年级 课时数：90（理论40+实训50） 主编：马丽媛 主审：李平 一、课程性质： 本课程是环境艺术设计专业的专业基础课程，是环境艺术设计中的重要组成元素。人体工程学是以生理学、心理学、人体测量等学科为基础，研究如何使人-机-环境系统的设计符合人的身体结构和生理心理特点，以实现人、机、环境之间的最佳匹配，使处于不同条件下的人能有效地、安全地、健康和舒适地进行工作与生活的科学。为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数，为设计中“物”的功能合理性提供科学依据，为设计中考虑“环境因素”提供设计准则，为进行人-机-环境系统提供理论依据。 二、课程目标： 本课程共分为四个大的部分，即人体工程学概述、人体工程学基础知识、人体工程学与室内设计、人体工程学与室外环境设施设计。通过本课程的学习，使学生具备高素质劳动者和高级应用型人才所必需的人体工程方面的基本知识和基本技能，培养学生把人－机－环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境，使人－机－环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效率能为主要目标，同时，要体现以“人为核心“的设计价值观，为今后的功能性设计打下一个好的基础。人体工程学的教学应立足于促进学生能力和认识的提高，为其今后的专业发展奠定科学的方法论基础。 三、教学内容及要求： （一）理论教学内容及要求 第一章人体工程学概述 教学内容： 1、人体工程学的定义； 2、人体工程学的主要内容； 3、人体工程学的应用；
教学要求： 掌握人体工程学的定义；熟悉人体工程学的主要内容，人体工程学的应用； 第二章人体工程学基础知识 教学内容： 1、人体测量学 2、视觉系统 3、听觉系统 4、嗅觉系统 5、运动系统 教学要求： 掌握人体的结构尺寸、功能尺寸、人体测量点、人体感官系统特点，并可以熟练应用。第三章人和环境的交互作用 教学内容： 1、人的行为习性； 2、人的环境行为特征； 3、环境构成和行为内容； 教学要求： 掌握人的行为习性；熟悉人的环境行为特征；了解环境构成和行为内容。 第四章人体工程学与室内设计 1、人体工程学与室内设计 2、人体工程学与店堂设计 3、人体工程学与餐厅设计 4、人体工程学与展厅设计 教学要求： 掌握人在不同环境中人体活动空间尺度的要求；熟悉家具设备空间尺度的要求；掌握知觉空间尺度的要求，根据不同的要求创造一个良好的室内环境。 第五章人体工程学与室外环境设施设计 1、人体工程学与步行设施 2、人体工程学与服务性设施 3、人体工程学与无障碍设施
1 主题内容和适用范围 1.1本标准规定了零部件几何模型处理的基本方法； 1.2本标准规定了零部件有限元模型的命名方法； 1.3本标准规定了白车身与底盘有限元模型的网格划分与检测的基本方法； 1.4本标准规定了白车身与底盘有限元模型的焊点、螺栓、铆钉连接的基本方法； 1.5本标准规定了汽车正面碰撞仿真分析的基本参数设置、操作流程、评价方法。 1.6本标准适用于M1类车辆正面碰撞仿真分析。 2 引用标准 2.1 CMVDR 294 —关于正面碰撞乘员保护的设计准则 2.2 GB 11557-1998—防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定 3 术语 3.1整车质量—整车整备质量+两位法定假人质量 3.2 HIC—头部性能指标 3.3 ThPC—胸部性能指标 3.4 FPC—大腿性能指标 3.5保护系统—用来约束和保护乘员内部安装件及装置 4 零部件几何模型的处理 在UG中处理白车身数模，需检查各总成内部零件的干涉和各总成之间的干涉，同时对一些缺失的面和有质量问题的面进行修补。对
于对称件，可先去掉一半。具体操作可参照样车的实际结构进行必要的几何处理（见附录-1） 5 零部件有限元模型的命名方法 模型处理好后，将各零件以iges格式分别输出，并以三维数模对应的零件号命名。 6 有限元网格划分标准 6.1 整车网格尺寸规定 6.1.1 对于B柱之前的零件，单元尺寸初步定在8-12mm，可根据零件的复杂程度适当的减小尺寸，但是决不能小于5mm，其间需考虑单元的过渡（如顶盖，地板等结构），以确保网格连续、平滑、均匀、美观；对于B柱之后的零件，可适当增大网格尺寸，初步定在20-30mm； 6.1.2 对于倒角，半径小于5mm时可删去，半径在5-10mm之间时划分一个单元，半径大于10mm时划分两个单元； 6.1.3 对于孔，半径小于5mm时可删去，半径大于5mm时应保证孔边沿上至少有4个节点； 6.1.4 对于对称件，网格划分完后镜像生成完整的网格模型。 6.2 网格检查标准
《人体工程学概论》结课作业
人体工程学在室内设计中的应用研究 （院系：经济管理学院省市 730050） 摘要：人体工程学是近数十年发展起来的新兴综合性学科。过去人们研究探讨问题，经常会把人和物、人和环境割裂开来，孤立地对待，认为人就是人，物就是物，环境也就是环境，或者是单纯地以人去适应物和环境对人们提出要求。而现代室内环境设计日益重视人与物和环境间，以人为主体的具有科学依据的协调。因此，室内环境设计除了依然十分重视视觉环境的设计外，对物理环境、生理环境以及心理环境的研究和设计也已予以高度重视，并开始运用到设计实践中去。 关键字：室内设计、人体工程学、空间、依据 正文： 人体工程学又叫人类工程学，是第二次世界大战中发展起来的一门新学科。它以人一机关系为研究的对象，以实测、统计、分析为基本研究方法。人体工程学是从战争中诞生的，首先用于军事上，主要用来解决各种武器如何便于操作，如何提高命中率和安全可靠等问题。第二次世界大战结束后，人体工程学迅速渗透到空间技术、工业生产、建筑设计以及日常生活用品等领域，并且成为室内设计不可缺少的基础之一。在美国、德国和日本等国，人体工程学已经成为一个比较成熟的学科。从室内设计的角度来说，人体工程学的主要功用在于通过对于生理和心理的正确认识，使室内环境因素适应人类生活活动的需要，进而达到提高室内环境质量的目标。人体工程学的重心完全放在“人”的上面，而后根据人的体能结构、心理形态和活动需要等综合因素，充分应用科学的方法，通过合理的室内空间和家具设施的设计，达到使人在室内活动高效、安全和舒适的目的。 1、人体工程学的命名、定义和意义 1.1、人体工程学所研究和应用的范围极其广泛,它所涉及的各学科、各领域的专家、 学者都试图从自身的角度来给本学科命名和下定义,因而世界各国对于本学科的命名不尽相同,即使同一个国家对本学科名称的提法也很不统一,甚至有很大差别。例如,该学科在美国称为"Human Engineering"(人体工程学)或"Human Factors Engineering"(人的因素工程学);西欧国家多称为"Egonomics"(人类工效学);而其他国家大多引用西欧的名称。 1.2、人体工程学在我国起步比较晚，目前该学科在国内的名称尚未统一，除普遍 采用人机工程学外，常见的名称还有：人-机-环境系统工程、人体工程学、人类工效学、人类工程学、工程学心理学、宜人学、人的因素等。不同的名称，其研究重点略有差别。 1.3、人体工程学的定义和命名一样，也是不统一，而且随着学科的发展，其定义 也在不断的发生变化。美国人机工程学专家C.C.伍德（Charles C.Wood）对人机工程学所下的定义为：设备设计必须符合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。W,B.伍德森（W.B.Woodson)则认为：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业时感到的安全和舒适。著名的美国人机工程学及应用心理学家A.查帕尼斯（A.Chapanis）说：“人机工程学是在机械设计中考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门学科。” 1.4、结合我国的发展的具体情况而言，人机工程学是一门新兴的边缘学科，它是
汽车碰撞模拟分析流程-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
ANSYS 汽车碰撞分析流程Flow Chart of Auto Impact Analysis Prepared By 史志远 Date: Nov.1, 2004
汽车碰撞模拟分析流程 一、碰撞安全性试验介绍： 在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。 按照碰撞试验的目的区分，现在碰撞试验大体可以分为三类： 1)由政府法规要求的强制性试验：例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞试 验，FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等； 2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法：例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新 措施等等； 3)为消费者提供信息的试验：例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序 （NCAP）, 汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求，NCAP以 更高的车速进行正面碰撞试验，以展示汽车产品的碰撞安全性能。 由于法规试验是政府强制实施的，所以，汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。 表一 FMVSS 与 ECE 的一些汽车安全性法规
汽车碰撞安全技术 学号：2009********** 班级：2009级****** 姓名：******* 球撞板建模仿真分析实验 （一）试验目的 巩固汽车仿真分析基础知识，使对仿真分析有更深的认识，学习Hyperworks、LS-DYNA 软件基础，学习仿真分析的基本思想和基本方法步骤。 （二）试验设备 计算机、Hyperworks软件和LS-DYNA软件。 （三）试验原理 仿真分析主要分为数据前处理、后处理和分析计算等几个阶段，本实验主要通过建立球和板的几何模型、画分网格、给球和板富裕材料和截面属性、加载边界条件、建立在和条件、接触处理、定义控制卡片。删除临时阶段、节点重新排号、将文件导出成KEY文件、运营LS0DYNA进行分析仿真等步骤，模拟球撞板的过程，得出响应的仿真动画和仿真计算结果。（四）仿真步骤 1)建模过程 首先建立临时节点，并以此建立球模型和板模型。球为以临时节点为球心，5mm为半径；板距离球心的距离为5.5mm，即板和球的最小距离为0.5mm。 2)画网格 利用hypermesh画出球和板的二位网格。 3)定义模型特性 给ball和plane定义材料为20号刚体材料，其杨氏模量分别为200000和100000，泊松比均为0.3。 4)定义边界条件 将plane板上最外面的四行节点分别建成4个set。 5)建立载荷条件 定义球的位移，即给定球向板方向的距离，由此模拟球撞击板的过程。 6)定义接触 先做出两个用于接触的sagment，在这两个sagment上建立接触关系。 7)定义控制卡片 即建立Analysis-control cards (1)选择Control_Enegy,将hgen设置为2，return; (2)按next找到Control_Termination,将ENDTIM设为0.0001s,return; (3) 按next找到Control_Time_step,将DTINIT设为1*10-6s，将TSSFAC设置为0.6，点击return; (4) 按next找到DATABASE_BINARY_D3PLOT,将DT设置为5*10-6，return; (5) 按next找到DATABASE_OPTION，将MATSUM设置为1*10-6，将RCFORC设置为1*10-6，return. 8)删除临时节点 进入Geom中的temp nodes面板，删除临时节点。 9)节点重新排号 在tool-renumber面板中重新排序
第一章人机工程学概论 引言【最舒适的科技】 当你的大腿无法忍受笔记本电脑的热度，当无线键盘鼠标给你更自由空间的同时却也带来两肩酸痛，当拍摄一小时的DV就几乎让人手腕扭伤……当你成为那些好看却不好用的数码科技产品的受害者，你就会明白，性能与外观并不是数码科技的全部，合理的人体工学设计也同样是一件科技产品不可忽视的部分。 PHILIPS SHE9850入耳式耳塞 如果你有过被耳塞磨到耳朵疼的经历，你就会 知道，好的耳塞可不单单是音质好就行的，对于要 塞进耳道一大截的入耳式耳塞来说，佩戴的舒适性 就更是至关重要。凝聚了PHILIPS对于人体耳道结 构透彻研究的SHE9850耳塞，或许是这世界上佩 戴最舒适的入耳式耳塞了。大多数入耳式耳塞提供 不同尺寸的塞帽以适合不同尺寸的耳道，而 SHE9850除了提供三种尺寸的塞帽之外，塞帽还采 用与隔音耳塞相同的慢回弹海绵材质，较软橡胶或硅皎更为舒适；它的弯曲式原声导管设计与人体曲线紧密贴合，除了能够彻底隔绝噪音，提供更精确、通透的声音之外，舒适性也达到了“几乎让人忽略它的存在”的水准。 SAMSUNG SMX-C24数码摄像机 SAMSUNG SMX-C24大约只比一枚鼠标略 大，但与眼下正走红的“迷你高清DV”不同， SAMSUNG SMX-C24并未刻意追求高清分辨 率，而是以小巧和出色的图像稳定系统作为自己 的追求。除此之外，SMX-C24更令人愉快的是 它可以打满分的舒适度——25°仰角镜头令拍 摄姿势更自然，最大程度降低了拍摄时对于手腕的负担，变焦与拍摄按钮恰好位于右手的食指和拇指部位，操控便捷度一流。不用担心拍摄DV会手腕酸痛了。 MICROSOFT ARC无线键盘
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汽车碰撞模拟分析流程 一、碰撞安全性试验介绍： 在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。 按照碰撞试验的目的区分，现在碰撞试验大体可以分为三类： 1)由政府法规要求的强制性试验：例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞 试验，FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等； 2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法：例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新 措施等等； 3)为消费者提供信息的试验：例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序（NCAP）, 汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求，NCAP以更高的车速 进行正面碰撞试验，以展示汽车产品的碰撞安全性能。 由于法规试验是政府强制实施的，所以，汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。
二、人体伤害评价指标： 在碰撞试验或碰撞模拟分析的过程中，都使用了标准的碰撞试验假人，通过测量假人的响应计算出伤害的指标，用于定量的评价整车及安全部件的保护效能。 1) Hybrid III假人家族的伤害评价基准值： 下表列出了正面碰撞试验用的Hybrid III假人家族的伤害评价基准值。Hybrid III第50百分位男性假人是目前生物保真性最好的正面碰撞试验假人，另外，为了评价汽车对不同身材乘员的安全保护性能，按比例方法开发了第95百分位男性的大身材假人和第5百分位女性的小身材假人。 2)侧面碰撞假人的伤害评价基准值： 下表所示为目前使用的用于侧面碰撞用的假人SID, EuroSID-1的伤害评价基准值：
人体工程学是室内设计中必不可少的一门专业知识，了解人体工程学可以使装修设计尺寸更符合人们的曰常行为和需要。 人体工程学内容主要包括以下几点： *人体尺度 *人体行为区域 *常用家具设备尺寸 *建筑尺度规范 *视觉心理和空间 一、人体尺度 人体尺度，即人体在室内完成各种动作时的活动范围。设计人员要根据人体尺度来确定门的高宽度、踏步的高宽度、窗台阳台的高度、家具的尺寸及间距、楼梯平台、家内净高等室内心尺寸。常用的室内尺寸如下：支撑墙体：厚度0.24m 室内隔墙断墙体：厚度0.12m 大门：门高2.0~2.4m，门宽0.90~0.95m 室内门：高1.9~2.0m左右、宽0.8~0.9m门套厚度0.1m 厕所、厨房门：宽0.8~0.9m、高1.9~2.0m 室内窗：高1.0m 左右窗台距地面高度0.9~1.0m 室外窗：高1.5m 窗台距地面高度1.0m 玄关：宽1.0m、墙厚0.24m 阳台：宽1.4~1.6m、长3.0~4.0m（一般与客厅的长度相同） 踏步：高0.15~0.16m、长0.99~1.15m、宽0.25m；扶手宽0.1m、扶手间距0.2m、中间的休息平台宽1.0m。 二、常用家具尺寸； 卧室： 单人床：宽0.9m、1.05m、1.2m；长1.8m、1.86m、2.0m、2.1m；高0.35m~0.45m。 双人床：宽1.35m、1.5m、1.8m，长、高同上。 圆床：直径1.86m、2.125m 、2.424m。 矮柜：厚度0.35~0.45m、柜门宽度0.3~0.6m、高度0.6m。 衣柜：厚度0.6~0.65m、柜门宽度0.4~0.65m、高度2.0~2.2m。 客厅： 沙发：厚度0.8~0.9m、坐位高0.35~0.42m、背高0.7~0.9m。 单人式：长0.8~0.9m 双人式：长1.26~1.50m 三人式：长1.75~1.96m 四人式：长2.32~2.52m 茶几： 小型长方：长0.6~0.75m、宽0.45~0.6m、高度0.33~0.42m 大型长方：长1.5~1.8m、宽0.6~0.8m、高度0.33~0.42m 圆型：直径0.75/0.9/1.05/1.2m,高度0.33~0.42m 正方型：宽0.75/0.9/1.05/1.20/1.35/1.50m，高度0.33~0.42,但边角茶几有时稍高一些，为0.43~0.5m 书房： 书桌：厚度0.45~0.7m（0.6m最佳）、高度0.75m。 书架：厚度0.25~0.4m、长度0.6~1.2m、高度1.8~2.0m，下柜高度0.8~0.9m 餐厅： 椅凳：座面高0.42~0.44m、扶手椅内宽于0.46m
人体工程学家具尺寸 家具用着舒适，才有家的感觉。在这里浅谈下人体工程学实木家具尺寸。 家居设计的两个基本要素是：1、实用2、美观。家具做做为家居的一重要组成部分依然需要遵循这规则。家具可不是只要好看就行，还要使用起来舒适方便。现代家具的设计特别强调与人体工程学相结合。人体工程学重视"以人为本"，讲求一切为人服务，强调人类的衣、食、住、行，从人的自身出发，在以人为主体的前提下考虑其他因素。人体工程学已广泛应用于现代的工业产品设计，在实木家具设计中的应用也正臻成熟。 家具产品本身是为人使用的，所以，家具设计中的尺度，造型、色彩及其布置方式都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。人体工程学在家具设计中的应用，就是特别强调家具在使用过程中对人体的生理及心理反应，并对此进行科学的实验和计测，在进行大量分析的基础上为家具设计提供科学的依据。同时，把人的工作、学习、休息等生活行为分解成各种姿势模型，以此为研究家具设计，根据人的立位、坐位和卧位的基准点来规范家具的基本尺度及家具间的相互关系。 具体地说，在家具尺度的设计中，柜类、不带座椅的讲台及桌类的高度设计以人的立位基准点为准；坐位使用的家具，如写字台、餐桌、座椅等以坐位基准点为准；床、沙发床及榻等卧具以卧位基准点为准。如设计座椅高度时，就是以人的坐位(坐骨结节点)基准点为准进行测量和设计，高度常定在 390mm-420mm之间，因为高度小于380mm，人的膝盖就会拱起引起不舒适的感觉，而且起立时显得困难；高度大于人体下肢长度500mm时，体压分散至大腿部分，使大腿内侧受压，下腿肿胀等。另外，座面的宽度、深度、倾斜度、靠
《人体工程学》教案
目录 概述 第一章人体工程学概述(人体工学与室内设计,人体学简介及发展) 第二章人体与室内 第一节人体尺寸 第二节人体活动 第三章人体与家具(人体工程学在家具中的运用) 第一节工作面的高度 第二节座位的设计 第三节卧具的设计 第四章人的知觉与空间环境的关系,人的感觉与空间环境 第五章人的行为心理与空间环境 作业设计
课程总体安排 课程性质：专业基础课 学分：2 学时：32（其中实训14学时） 内容简介：本课程是艺术设计专业（环境艺术设计方向）的基础课程，内容包括：人体工程学的概念、应用范围、研究方法；人体在室内的尺度、活动范围、作业效率，人体与家具、环境的关系，人的行为心理与室内环境的关系；通过本课程的学习，加深对“人”与“室内环境”等研究对象科学、全面的了解。掌握人体工程学的基本理论和技术科学知识，了解本专业学习、工作与人体工程学的关系及相互作用，培养正确、科学的人体工程学观念和实测、统计、分析的研究方法，学会运用基本理论、原理与解决室内设计具体问题的综合能力。 适用专业：环境艺术设计方向
概述 本课程是环境艺术设计专业的基础课程，与今后的设计课程联系紧密。课程的内容包括：人体工程学的概念、应用范围、研究方法；人体在室内的尺度、活动范围、作业效率，人体与家具、环境的关系，人的行为心理与室内环境的关系；通过本课程的学习，加深对“人” 与“室内环境”等研究对象科学、全面的了解。掌握人体工程学的基本理论和技术科学知识，了解本专业学习、工作与人体工程学的关系及相互作用，培养正确、科学的人体工程学观念和实测、统计、分析的研究方法，学会运用基本理论、原理与解决室内设计具体问题的综合能力。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 基于虚拟试验的轿车正面碰撞 安全性分析(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析 (新版) 一、引言 长期以来，轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。用实车碰撞试验可测定轿车安全性能，但因其需在实物样机上安装各种测试设备，进行实地试验，成本高、时间长，所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现，人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程，通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境，可以验证设计方案，从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。与传统的实车试验相比，应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点，可无危险、无损坏地进行碰撞、翻倾等极限试验。这种方法
虽然不能完全取代实际的轿车碰撞试验，但却使人们能够根据计算机模拟试验的结果更好地、更精确地安排实际试验，以减少试验次数和时间，降低试验成本。 正面碰撞是汽车碰撞事故中最多、对人体危害最大的碰撞形式，也是国际上许多安全法规中规定的小型客车和轿车的最主要标准试验。本文选取国产燃料电池轿车“超越二号”为虚拟试验对象，模拟其正面碰撞，从而预测和评价该车型的被动安全性，对该车型安全设计的改进具有指导作用。由于燃料电池轿车目前仍属于前‘瞻型产品，其高昂的制造成本决定了暂时无法、进行实车碰撞试验，而虚拟试验场由于其无危险、无损坏、可重复性等特点正是非常合适的试验方法。 由于虚拟现实系统需要实时计算，对计算速度要求较高。因此，实现虚拟试验场景及仿真必须要有相应的软硬件支持，本试验采用的操作系统为UNIX（多任务、多线程），硬件为双CPU高速SCSI接口硬盘的HP可视化工作站。 作者利用HYPERMESH软件对整车模型进行网格划分，建立了车
家具尺寸和人体工程学 家居设计的两个基本要素是：1、实用2、美观。 家具做做为家居的一重要组成部分依然需要遵循这规则。家具可不是只要好看就行，还要使用起来舒适方便。现代家具的设计特别强调与人体工程学相结合。 人体工程学重视“以人为本”，讲求一切为人服务，强调人类的衣、食、住、行，从人的自身出发，在以人为主体的前提下考虑其他因素。人体工程学已广泛应用于现代的工业产品设计，在家具设计中的应用也正臻成熟。 家具产品本身是为人使用的，所以，家具设计中的尺度，造型、色彩及其布置方式都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全、实用、方便、舒适、美观之目的。人体工程学在家具设计中的应用，就是特别强调家具在使用过程中对人体的生理及心理反应，并对此进行科学的实验和计测，在进行大量分析的基础上为家具设计提供科学的依据。同时，把人的工作、学习、休息等生活行为分解成各种姿势模型，以此为研究家具设计，根据人的立位、坐位和卧位的基准点来规范家具的基本尺度及家具间的相互关系。 具体地说，在家具尺度的设计中，柜类、不带座椅的讲台及桌类的高度设计以人的立位基准点为准；坐位使用的家具，如写字台、餐桌、座椅等以坐位基准点为准；床、沙发床及榻等卧具以卧位基准点为准。如设计座椅高度时，就是以人的坐位(坐骨结节点)基准点为准进行测量和设计，高度常定在390mm-420mm之间，因为高度小于380mm，人的膝盖就会拱起引起不舒适的感觉，而且起立时显得困难；高度大于人体下肢长度500mm时，体压分散至大腿部分，使大腿内侧受压，下腿肿胀等。另外，座面的宽度、深度、倾斜度、靠背弯曲度都无不充分考虑了人体的尺度及各部位的活动规律。在柜类家具的深度设计、写字台的高度及容腿空间、床垫的弹性设计等方面也无不以人为主体，从人的生理需要出发。 在日常生活中，大家都会有这样的体会，比如我们用的餐桌较高，而餐椅不配套，就会令人产生够不着菜的感觉，不小心还会污染了衣服袖口。如果书桌过高，椅子过低，就会使人形成趴伏的姿势，无形中又缩短了视距，久而久之，就容易造成脊椎弯曲和眼睛近视。为此，使用的家具一定要有标准。 桌椅类尺寸，国标规定：高度应该能使人在正坐时保持两个基本垂直：一是当两脚平放地面时，大腿与小腿能够基本垂直。这时，座面前沿不能对大腿下增面形成压迫，否则就容易使人产生腿麻的感觉。二是当两臂自然下垂时，上臂与小臂基本垂直，这时桌面高度应该刚好与小臂下平面接触。这样就可以使人保持正确的坐姿和书写姿式。 沙发类尺寸，国标规定：单人沙发，座前宽不应小于480毫米，小于这个尺寸，人即使能勉强坐进去，也会感到拥挤。座面的深度应在480---600毫米范围内，过深则小腿无法自然下垂，腿肚将受到压迫；过浅，就会感觉座不住。座面的高度应在360---420毫米范围内，过高，就像坐在椅子，感觉不舒适；过低，坐下去站起来都会感到很困难。 挂衣柜类尺寸，国标规定：高度挂衣杆上沿至柜顶板的距离为46毫米。大了，则浪费空间；小了，则放不进去衣架。挂衣杆下沿至柜底板的距离，挂长大衣不应小于1350毫米。挂短外衣不应小于850毫米。衣柜的深度主要考虑人的肩宽因素，不应小于500毫米，否则纵向挂衣就挂不开，只有斜挂才能关上柜门。 国家标准对家具的功能尺寸还有其他一些规定，但对家具的外形尺寸却很少作限制，这样可以促使设计人员在满足功能尺寸的条件下尽情发挥各自的聪明才智，构思设计出造型不同、风格各异的作品，来满足不同层次的消费需求。 附件：家具设计的基本尺度（单位：厘米） 衣橱：深度：一般60~65；推拉门：70，衣橱门宽度：40~65 推拉门：75~150，高度：190~240 矮柜：深度：35~45，柜门宽度：30-60 电视柜：深度：45-60，高度：60-70 单人床：宽度：90，105，120；长度：180，186，200，210 双人床：宽度：135，150，180；长度180，186，200，210 圆床：直径：186，212.5，242.4（常用） 室内门：宽度：80-95，医院120；高度：190，200，210，220，240 厕所、厨房门：宽度：80，90；高度：190，200，210 窗帘盒：高度：12-18；深度：单层布12；双层布16-18（实际尺寸） 沙发：单人式：长度：80-95，深度：85-90；坐垫高：35-42；背高：70-90 双人式：长度：126-150；深度：80-90
关于车辆碰撞仿真分析用人体模型的认识 ——学习笔记及认识总结 李良 车辆工程 30608020406 人体模型：以人体参数为基础建立，描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。 根据人体模型的用途进行分类： 1、设计用人体模型——汽车用H 点人体模型 2、作业分析用人体模 3、工作姿势分析用人体模型 4、动作分析用人体模型 5、人机界面匹配评价用人体模型 6、动力学分析用人体模型 7、运动学分析用人体模型 8、试验用人体模型——汽车碰撞试验用人体模型 一、概况介绍 车辆碰撞仿真分析用人体模型 车辆碰撞过程中，车内成员运动的动力学过程具有大位移、非线性、多自由度、瞬时性等特点，建立适合于这些特点的、基于多体系统动力学的人机模型，是进行车辆碰撞过程车内成员运动响应分析的关键技术问题。 基于多体系统动力学的二维和三维人体模型，应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。 人体模型的结构：（以 MUL3D 汽车碰撞人体运动响应 为例） 1、人体模型的组成：13个刚体——头部、颈部、胸部、腰腹部、臀部、左右上臂、左右前臂和手、左右大腿、左右小腿和足。 2、相邻刚体之间的铰接约束形式根据人体关节的解剖学结构特点选取。 胸部与左右上臂之间的肩关节 ——万向节 人机系统匹配评价用人体模型 车辆碰撞仿真分析用人体模型
左、右上臂与左、右前臂之间的肘关节——转动副 左、右大腿与左、右小腿之间的膝关节——转动副 其它各关节——球面副 3、为了描述和计算人体与车身有关结构之间的碰撞力，根据碰撞接触的可能形式，将人体模型各组成部分的形状用椭球加以描述，将车身有关结构部分的形状用平面加以描述，按椭球与平面的贯穿接触来计算贯穿接触力。 二、虚拟现实中多刚体人体模型的构建 1、人体Hanavan 模型概述 在虚拟环境中模拟人体运动，首先就是要建立逼真的人体模型。从运动生物力学角度看，还要建立运动技术的力学模型，必须知道内在规律和约束条件两类因素。人体的外形主要是由人体的骨骼结构和附着在骨骼上的肌肉运动决定的。在人体运动过程中，皮肤的形变随着骨骼的弯曲和肌肉的伸展与收缩而变化。人体外形模型构建通常采用棒模型、表面模型和体模型三种方法。棒模型是将人体轮廓用棒图形和关节来表示。表面模型是由一系列多边形和曲面片的表面将人体骨骼包围起来表示人体外型，该模型可以通过修改表面点来表示人体的运动，也可以消除其隐藏面，真实感较强，但有限的多边形面表示人体表面光滑性不够。体模型是由基本体素的组合来表示人体外型，如采用圆柱体、椭球体、球体等体素来构造人体。 人体在忽略受力产生形变的情况下，可看作一 个由关节点连接的多个刚体所构成的系统。人体运 动仿真系统的人体模型通常采用的是汉纳范 （Hanavan）模型。它将人体分解为1 5 段，由头、 上躯干、下躯干、左上臂、左下臂、左手、右上臂、 右下臂、右手、左大腿、左小腿、左脚、右大腿、 右小腿、右脚组成，每一段皆为匀质 的不可变形的刚体，各段之间以绞链相连接[5]。对 于一般的刚体，任意时刻只要知道它的空间位置、 姿态，就能在空间中描述这个刚体。而人体不同于 一般的刚体，人体是由200 多个旋转关节组成的复 杂形体，仅仅依靠三个位置量、三个姿态角不能模拟真实的人体运动，需要提供所有的关节数据。所以人体运动的仿真要远复杂于一般的刚体，也就更具挑战性。
第一章、绪论 一、人体工程学的定义及特点 1.学科定义: 人体工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科，研究和应用范围极为广泛的综合性、边缘性学科或交叉学科。 由于人体工程学是一门综合性、边缘性学科，各个国家的专家、学者都试图从自身的角度来给本学科命名和下定义，因而世界各国对本学科的命名不尽相同，即使同一个国家对本学科的名称的提法也很不统一，甚至有很大差别。 如：美国（人类工程学、人的因素工程学） 西欧国家（人类工效学） 日本（人间工学） 中国（人机工程学、人体工程学、人类工程学、工程心理学、人的因素） （1）美国人机工程学专家c.c伍德认为：设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高的效率。 （2）W.B.伍德森认为：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业时感到安全和舒适。 （3）著名的美国人机工程学家及应用心理学家A.查帕尼斯认为：
人机工程学是在机械设计中，考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门学科。另外，在不同的研究和应用领域中，带有侧重点和倾向性的定义还有十种，不过大同小异。可以综合各种提法，丰富我们对人体工程学的理解。如：边缘性学科、人的行为知识、有效性、减少差错、减轻疲劳、人的劳动活动规律、生物力学、生理解剖学、心理学和技术科学、工艺学等等的关键词汇都充分体现人体工程学的内涵。 目前，国际人类工效学学会的定义最具有权威及全面：人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中，家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。 2.学科特点: 特点：（1）学科命名多样化 （2）学科定义不统一。 （3）学科边界模糊。 （4）学科内容综合性强。 （5）学科应用范围广泛（产品设计、室内设计等）。 3、人体工程学的起源与发展 英国是世界上开展人体工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性的工作实际上是在美国完成的，所以，人体工程学有“起源于欧洲，形成于美国”之说。虽然本学科的起源可以追溯到20世纪初期，但作为一门独立的学科还只有50年的历史。
第26卷第6期2005年11月 江苏大学学报(自然科学版) Journal of J iangsu University(Natural Science Editi on) Vol.26No.6 Nov.2005 汽车侧面碰撞有限元仿真建模 游国忠1,陈晓东1,程 勇2,朱西产2,苏清祖1 (1.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013; 2.中国汽车技术研究中心,天津300162) 摘要:整车碰撞仿真是汽车被动安全性研究的关键技术和有效方法.应用美国ET A/VPG及LS-DY NA软件,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95,对国产某轿车汽车侧面碰撞车身抗撞性能进行了计算机仿真分析.文中介绍了整车有限元建模及侧面碰撞仿真的方法及经验,分析了材料与焊点的模拟方式、时间步长、刚体、自接触的定义等对计算结果有影响的建模因素,并将模拟计算结果与实际碰撞结果进行对比.通过仿真和试验结果的比较,车身变形、加速度波形以及车体的运动基本一致,从而验证了文中汽车侧面碰撞仿真的建模方法,为进一步研究侧面碰撞人体伤害以及车身侧面抗撞性能的改进奠定了基础. 关键词:汽车;侧面碰撞;建模;有限元仿真 中图分类号:U46 文献标识码:A 文章编号:1671-7775(2005)06-0484-04 Fi n ite ele ment modeli n g of vehi cle si de crash YOU Guo2zhong1,CHEN X iao2dong1,CHEN G Yong2,ZHU X i2chan2,SU Q ing2zu1 (1.School of Aut omobile and Traffic Engineering,J iangsu University,Zhenjiang,J iangsu212013,China; 2.China Aut omotive Technol ogy and Research Center,Tianjin300162,China) Abstract:Crash si m ulati on of full car is a p ivotal and effective method t o study vehicle passive safety. According t o Eur opean side crash regulati on,ECER95,the side crash p r operty of a native car is ana2 lyzed by US A ET A/VPG and LS2DY NA s oft w ares.The modeling and si m ulati on of full car and full2scale side crash are intr oduced in detail.The crucial as pects related t o the accuracy of the result,such as the si m ulati on of materials and s pot welds,the ti m e contr ol,rigid body,and the definiti on of contact inter2 face are discussed.The comparing results bet w een si m ulati on and full2scale test indicated that the de2 f or mati on,accelerati on and moti on of vehicle body are consistent.The modelin g method of vehicle side crash is validated. Key words:vehicle;side crash;modeling;finite ele ment si m ulati on 汽车侧面碰撞安全性研究是当前世界汽车被动安全研究的一个热点,而汽车碰撞试验是汽车安全性研究中最准确可靠的方法,但此类试验是对试验车进行的破坏性试验,为检验一项设计目标往往需反复进行碰撞试验.由于碰撞过程复杂,试验费用高,设计与开发周期长,因此通过对汽车碰撞进行模拟计算来指导和部分取代试验工作,就成为汽车安全性研究的一种趋势[1].在汽车侧面碰撞计算机仿真技术研究方面,国外已经做了不少研究工作.在国内,目前还没有颁布汽车侧面碰撞的强制性法规,对汽车侧面碰撞安全性的研究才刚刚起步.文中采用美国ET A公司的汽车专业化仿真软件———虚拟试验场(VPG),以国产某轿车侧面碰撞有限元建模仿真为例,对整车碰撞方法和经验进行探索. 收稿日期:2005-01-25 基金项目:江苏省高校自然科学研究计划项目(03KJB580024);江苏大学高级专业人才科研启动基金资助项目(04JDG003)作者简介:游国忠(1975-),男,贵州毕节人,博士研究生(youecho@https://www.doczj.com/doc/69520996.html,),主要从事汽车被动安全研究. 陈晓东(1974-),男,江苏无锡人,博士后(xiaodong2chen@https://www.doczj.com/doc/69520996.html,),主要从事汽车被动安全研究.
汽车侧面碰撞过程的仿真 作者：史广奎朱西产冯琦程勇陈晓东游国忠 摘要：结合国内首次汽车侧面碰撞试验，建立了包括移动壁障、假人和轿车在内的汽车侧面碰撞模型。通过仿真准确地再现出复杂的实车侧面碰撞过程。 关键词：侧面碰撞模型仿真 1 前言 大量的交通事故是汽车发生侧面碰撞。以2000 年我国发生的交通事故为例，正面碰撞事故占20.8%，而侧面碰撞事故占34.4%[1]。从伤亡情况看，正面碰撞造成的伤亡人数占26.9%，而侧面碰撞占32.3%。可见研究汽车侧面碰撞对改善交通安全至关重要。 欧美从20 世纪80 年代初就开始重视对汽车侧面碰撞的研究。美国于1990 年颁布并执行了汽车侧面碰撞保护法规FMVSS214；欧洲在1995 年也制定了相应的法规ECER95，并于1998 年强制执行。我国目前还没有颁布汽车侧面碰撞的强制性法规。2002 年5 月30 日，在国内完成了第一辆轿车的侧面碰撞试验。单靠试验来解决汽车侧面碰撞问题是不现实的，迫切需要将计算机仿真技术与汽车侧面碰撞试验结合起来。这样，可以利用仿真数据全、针对性强的特点对试验结果进行剖析，也可利用周期短、成本低的优势对产品改进方案进行评估。 2 试验方案 用移动壁障模拟撞击车，它由台车和吸能块组成，总质量为956 kg，质心距地503 mm。吸能块采用ECER95 规定的标准吸能块，其前端面分成6 个区域，处于下部的1、2、3 区比上部的4、5、6 区向前突出60 mm，旨在模拟保险杠（图1）。被撞车为一辆国产轿车，横置在移动壁障的跑道上。驾驶员为EuroSID-I型标准假人，其H 点处在跑道中心线正上方。牵引绞盘通过钢丝绳带动移动壁障以50±1 km/h 的速度行驶，在距轿车2 m 处钢丝绳和移动壁障突然脱开，让移动壁障和轿车左侧面发生碰撞。用高速摄像、电测量和光测量三种方式同时采集汽车、假人和移动壁障各部位的加速度和变形量。