重卡驾驶员脊柱受力分析与驾驶室布局优化.pdf

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1、分类号U463.81学号151020115密级全日制学术型硕士学位论文题目重卡驾驶员脊柱受力分析与驾驶室布局优化作者姓名孔维聪导师姓名、职称屈文涛教授副导师姓名、职称徐剑波讲师学科(专业领域)车辆工程名称提交论文2018年5月25日日期学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：____

3、______导师签名：__________日期：__________I中文摘要论文题目：重卡驾驶员脊柱受力分析与驾驶室布局优化专业：车辆工程硕士生：孔维聪(签名)导师：屈文涛(签名)摘要针对重卡驾驶员腰椎间盘突出发病率较高的现象，本文研究了重卡驾驶员腰椎L4~L5节段的生物力学问题，从人机工程学的角度出发，对重卡驾驶室中主要结构的设计参数进行了优化，从而提高了驾驶员的驾驶舒适性，预防驾驶员患腰椎间盘突出。本文的主要研究内容有以下几个方面：首先，阐述了论文的研究目的及意义，调研了国内外汽车驾驶室人机工程学设计和人体脊柱生

4、物力学的研究现状；其次，建立了重卡驾驶室人机交互仿真模型，包括驾驶员、驾驶座椅、踏板、档杆、方向盘；再次，利用逆向动力学计算出驾驶状态下脊柱各椎骨的受力，建立了人体脊柱受力最大和病变发病率最高的L4~L5节段有限元模型；然后，调整驾驶室主要部件的结构参数和位置参数，利用逆向动力学计算出不同参数下L4~L5节段受到的肌肉力和关节力，并用有限元分析L4~L5节段的应力；之后，根据有限元分析的结果，得到L4~L5节段的应力与驾驶室主要结构布置参数之间的对应关系，根据对应关系，得到L4~L5节段应力与驾驶室主要结构布置参数之间

5、的函数关系；最后，以L4~L5节段的最大应力为评价指标，遴选出驾驶室主要结构布置参数的合理取值范围，作为驾驶室布局优化的结果，从而预防驾驶员腰椎间盘突出、延缓疲劳。关键词：生物力学人机工程学人体脊柱有限元分析驾驶室优化论文类型：应用研究Ⅱ英文摘要Subject：StressAnalysisofHeavyTruckDriver’SpineandOptimizationofCabLayoutSpeciality：VehicleEngineeringName：KongWeicong(signature)Instructor：

6、QuWentao(signature)ABSTRACTAimingatthehighincidenceoflumbardischerniationinheavytruckdrivers.Inthispaper,studiedthebiomechanicalproblemsofL4~L5segmentoflumbarvertebraeinheavytruckdrivers,andseeitasanevaluationindex,Fromthepointofviewofergonomics,optimizedthedesi

7、gnparametersofmainstructureinheavytruckcab,thusthedriver'sdrivingcomfortisimproved,reducedtheincidenceoflumbardischerniation.Themainresearchcontentsofthispaperarethefollowingaspects:Firstly,Expoundedtheresearchpurposeandsignificanceofthispaper,serveyedtheresearc

8、hstatusofergonomicsdesignofautocabandbiomechanicsofhumanspinalcolumnathomeandabroad;Second,Establishedaman-machineinteractionsimulationmodelofheavytruckcab,includesdr