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1、人机工程学在轿车车身安全性设计中的应用摘要:从车身的主动与被动安全两个方面,分别概述了人机工程学在轿车车身结构、车灯、方向盘、座椅、视野和制动稳定性等方面的应用现状,总结了提高汽车正面、侧面、后面碰撞保护能力以及车顶耐撞强度的一些方法,介绍了世界各大著名汽车公司的最新相关产品。最后,预测了应用人机工程学原理设计安全车身结构的发展趋势。关键词:人机工程学;安全性;轿车车身结构;附件Theman-machineengineeringintheapplicationofthesafetydesignofcarbodyPickto:fromthebodyofbothact
2、iveandpassivesafety,respectively,summarizestheergonomicsinthedirectionofcarbodystructure,lights,disc,seat,vision,andthepresentsituationoftheapplicationofbrakingstability,etc,aresummarizedtoimproveautomobilefront,sideandbackcollisionprotectioninsomewayandtheintensityoftheroofbruise,int
3、roducestheworldfamousautomobilecompany'slatestproducts.Finally,forecaststheapplicationprincipleofmanmachineengineeringdesignsecuritythedevelopmenttrendofcarbodystructure.Keywords:ergonomics;Security;Thecarbodystructure;Theattachment13引言人机工程学是第二次世界大战以后发展起来的一门交叉性、边缘性学科,主要研究人与机器相互关系的合理方案
4、,即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置、作业系统的组合等进行有效的研究,其目的在于获得最高效率及作业时感到安全和舒适[1]。国外在应用人机工程学原理进行轿车车身及其附件的设计方面已进行了长期卓有成效的工作,但主要研究成果多集中在提高驾驶舒适性方面。如:应用人体H点模型确定车身内部座椅的位置、高度及相关尺寸;根据驾驶员眼椭圆范围确定风窗玻璃刮扫面积和部位;根据驾驶员的手伸及界面确定操作按纽、仪表板的布置等。然而,轿车车身不仅要满足乘客的乘座舒适性,更重要的是要保证乘员的安全。从20世纪50年代开始,美、欧、日先后制定了FMVSS、ECE和保安基准法等各
5、种安全法规,美国还于1971年提出实验安全车(ESV)计划,通过大量撞车试验改善车身构造、提高汽车安全性。他们通过在被撞试验车上安装“假人”来改进与提高车身保护乘员的能力13,使车身结构的布置、强度和刚度分布与乘员或行人被撞部位的身体结构特点相适应,达到事半功倍之效。进入20世纪90年代以来,美国、日本和欧洲各大汽车公司按照“以人为本”的设计理念,比以往更重视应用人机工程学的研究成果,其原理不仅用于提高汽车的操作方便性和乘座舒适性,而且正越来越多地被引入安全性车身结构设计中[2～6]。符合人机工程学的安全性轿车车身结构将在保证车身轻量化的前提下,在车身关键部位采用
6、与人体结构相适应的结构设计,使人员伤害最小化。中国在应用人机工程学设计轿车车身结构方面与国外发达国家差距很大[7]。1车身主动安全性设计主动安全性是指汽车防止事故的能力。车身的主动安全性能包括:照明灯、信号灯的性能,汽车的前、后视野性能,实现操纵稳定性及制动性的能力等。1.1照明灯与信号灯前照灯的灯光强弱、照射距离及防眩目装置就是根据人眼的生理特点和人机工程学原理设计而成。为了满足不同驾驶环境(雨、雾和雪等)、路面状况、交通密集以及驾驶条件(高速、转弯等)下自动控制前照灯的光束模式,日本KOITO公司研究的智能灯光系统(ILS)、欧洲研究的先进前照灯系统(AFS)
7、、本田和StanleyElectric公司的可动式前照灯系统、博世公司的光线叠加自适性前照灯系统以及VALEO公司的灯光系统等都能根据不同的外界条件自动控制前照灯所发出的光束形状、强度和发光方向。此外,雾灯、示宽灯、倒车灯、牌照灯、踏步灯、检修用灯以及转弯指示灯等也都是根据驾驶员的不同需要而设计的。1.2视野13为保证驾驶人员有尽可能宽广的视野,前支柱(A柱)、中央支柱(B柱)和后支柱(C柱)的粗细及位置很重要。设计上,必须根据驾驶员的眼椭圆范围确定风窗玻璃刮扫面积和部位,并在满足翻车安全保障和前窗振动抑制要求的前提下,以最细的支柱来减小视野死角。提供后视野的后视
8、镜也要保证
