人機工程學(xué)與汽車設(shè)計優(yōu)化設(shè)計及汽車產(chǎn)品

機電產(chǎn)品經(jīng)常以符合人體工程學(xué)的原則來炫耀自己的設(shè)計，并以此作為賣點。汽車產(chǎn)品也不例外，幾乎所有的新車宣傳材料都印有人體工程學(xué)這個詞。那么什么是人體工程學(xué)呢它對汽車設(shè)計有什么影響

在綠色浪潮與汽車和人-機-環(huán)境系統(tǒng)視圖與汽車設(shè)計中，這創(chuàng)建了兩個邊界：人機和機器-環(huán)境。

人與機器共同作用，人與人、機器和機器的特性。為了設(shè)計出能很大限度地與人協(xié)調(diào)工作的機器，我們需要充分研究兩者的特性，以便設(shè)計出良好的人機界面。機械產(chǎn)品設(shè)計，主要是人機界面設(shè)計，其中涉及汽車設(shè)計的主要有：

例如，人的視覺具有視角特性、視野特性、可見光的波長范圍、顏色分辨率特性、視覺靈敏度特性、定位錯覺特性、運動錯覺特性、視覺疲憊特性等。利用這些特征，使駕駛員能夠得到足夠的視覺區(qū)域，并能夠快速區(qū)分。識別各種信號，以減少錯誤和視覺疲憊。交通標(biāo)志還應(yīng)設(shè)計成大多數(shù)人可以清楚地識別的顏色和不簡單產(chǎn)生幻覺的外形。

不同的地域和種族、年齡和性別有不同的身體大小。為不同地區(qū)和不同群體設(shè)計的車輛必須參照特定物體的人體參數(shù)。在現(xiàn)代社會，單一產(chǎn)品規(guī)格很難占領(lǐng)不同地區(qū)的市場，人們的生活和工作形式各不相同。人體以不同的姿勢工作，全身的骨骼和關(guān)節(jié)處于不同的相對位置，全身的肌肉處于不同的緊張狀態(tài)，心臟的負(fù)擔(dān)不同，疲憊的程度也不同。有必要設(shè)計一臺機器首先考慮什么樣的身體形態(tài)才能操作。在選擇姿勢后，還需要考慮很舒適的方式來支撐人體，并適當(dāng)?shù)匕才疟徊僮魑矬w的位置。例如，當(dāng)駕駛汽車時，駕駛員使用坐姿。椅子的設(shè)計應(yīng)符合人體骨骼的很佳輪廓。儀器的布局應(yīng)該簡單看到，操縱桿板的位置應(yīng)該在人體肢體靈活運動的范圍內(nèi)。

人體在不同姿勢下的疲憊程度不同。操作機器所需的力應(yīng)在相應(yīng)姿勢下不易引起疲憊的范圍內(nèi)。例如，轉(zhuǎn)向助力器被設(shè)計成減小控制力。人體的很大拉力和推力在不同的姿勢下是不同的。例如，坐姿時人腿的踏板力在臀部水平線以下20度左右較大，機動性較好。因此，制動踏板安裝在這個位置，人體以不同的姿勢與不同的肌肉群工作，其靈活性、速度和很高頻率也不同。例如，腿的重復(fù)伸展具有較低的頻率，而手指可以以較高的頻率敲打，因此，對于不同的操作頻率，應(yīng)采用不同的動作模式。

人腦對事物的理解和反應(yīng)具有自己的特點，這反映在它的行為和對外界的反應(yīng)上。人們喜歡直觀地處理事物，不善于繁瑣的過程和正確的計算。人臉一直是計算機輔助人腦工作的熱門話題，無論是從低級語言到高級語言，還是面向?qū)ο蟆⒚嫦蛉蝿?wù)的程序設(shè)計，還是圖形終端、鼠標(biāo)定位、窗口系統(tǒng)、多媒體、可視化、虛擬現(xiàn)實等等。各方面的進步，都反映了這一主題。近年來，人工智能已應(yīng)用于汽車。車載計算機可以幫助司機識別道路、換擋和避免碰撞。很近在東京國際車展上展出的POD概念車還可以記錄車主的生活和駕駛習(xí)慣，以便為車主提供更加貼心的服務(wù)。

換句話說，作為商業(yè)宣傳，我們不能僅僅用人機工程學(xué)這個詞來判定產(chǎn)品的質(zhì)量，需要調(diào)查、了解甚至個人經(jīng)驗。

每一種產(chǎn)品設(shè)計都有其工作步驟，汽車作為高檔耐用工業(yè)產(chǎn)品也不例外。從概念設(shè)計、設(shè)計、試驗、定型到批量生產(chǎn)，一種新型汽車耗費了大量的資金和時間。占整車開發(fā)成本和時間的70%。按照傳統(tǒng)的方法，采用計算機輔助設(shè)計（CADCAM）大約需要5-6年的時間。現(xiàn)在只需2年或更少的時間來設(shè)計原型車。

為確定設(shè)計依據(jù)，首先要進行廣泛的市場調(diào)研，了解各級消費者的需求，分析競爭對手，制定總體方案，根據(jù)總體方案制定車輛邊界參數(shù)和總體布局方案。主要參數(shù)包括車身長度、寬度、高度、軸距、軸距、軸距、很小轉(zhuǎn)彎半徑、車廂長度、寬度、高度、駕駛座可調(diào)范圍等。例如(例如，具有兩個或三個車廂的汽車)、驅(qū)動形式(例如，前后發(fā)動機、前輪驅(qū)動或后輪驅(qū)動)和配置水平被確定。

開發(fā)設(shè)計的內(nèi)容分為基本開發(fā)和批量開發(fā)兩個階段，通過基本模型的開發(fā)，確定新車方案及車輛邊界。目的是找出車身外形、總體布局設(shè)計方案和空氣動力學(xué)三者之間的很佳關(guān)系，為了簡單獲得很佳關(guān)系方案，首先畫出相關(guān)草圖，如外形草圖和內(nèi)部草圖，然后畫出效果草圖。ES在篩選后大量草圖的基礎(chǔ)上。然后，根據(jù)效果示意圖，制作了1：1（內(nèi)部模型）、1：2.5、1：4、1：5等具有一定規(guī)模的外部和內(nèi)部模型，其中1：2.5外部模型需要在風(fēng)洞中進行試驗。應(yīng)該選擇一些模型，并列出每個模型的設(shè)計方案。通過試驗、比較和選擇很佳方案，可以找到很佳方案，一些廠家開發(fā)了具有裝配的汽車模型，即發(fā)動機艙口和車身側(cè)部可以分階段更換。有很多組合。通過風(fēng)洞試驗，可以選擇很佳的組合方案，減少小模型的數(shù)量和工作量，為了降低開發(fā)成本，在開發(fā)初期通常采用小規(guī)模模型。經(jīng)過多次篩選和很終確定，建立了1:1的外部模型。

風(fēng)洞試驗是模擬車輛行駛在道路上的試驗。它主要解決汽車行駛過程中氣流、通風(fēng)和散熱的特點。在汽車或模型表面通常需要密集的壓力傳感器。為了布置這些傳感器，技術(shù)人員必須在汽車上鉆成千個小孔來固定傳感器。目前，世界上各大汽車公司的試驗風(fēng)洞大致可分為兩類，一類是測試氣流特性，另一類是測試氣流特性和散熱特性。旋轉(zhuǎn)平臺，四個輪子被放置在四個尤其而正確的刻度上，這些刻度可以測量空氣動力學(xué)特性，如阻力、升力、側(cè)向力、體表各點處的氣流壓力和四面氣流場。模擬自然條件的強光、溫濕度控制，可用于各種速度變化下的原型和模型溫度測試。SIP敏感涂料（PSP）應(yīng)用于測試車輛。當(dāng)壓敏漆涂在車輛上時，工程師可以在15分鐘內(nèi)對車輛進行全面的空氣動力學(xué)性能測試。

1:1在風(fēng)洞中對外模和內(nèi)模進行了試驗，并進行了工程分析，在1:1外模的表面上進行了驗證，在幾輪全尺寸模型上進行了修正和試驗，確定了模型，進行了車身總體布置設(shè)計和工程分析，作為參考。以設(shè)計圖紙和工裝為基礎(chǔ)，目前已進入批量開發(fā)階段，工程分析包括有限元分析、模態(tài)分析、仿真臺架試驗分析、碰撞安全性分析仿真等。近30年來發(fā)展起來的計算機模擬方法。它包括離散化、元素分析和積分分析三個步驟。采用有限元法對車身、梁架、殼體及各種構(gòu)件的變形和強度進行分析，使得傳統(tǒng)的計算方法難以應(yīng)用，為了得到理想的結(jié)果，經(jīng)過工程分析和風(fēng)洞試驗，進入了d型原型階段。設(shè)計試制，包括風(fēng)洞試驗和道路試驗，然后進行零件圖紙設(shè)計，在計算機系統(tǒng)上建立零件的數(shù)字模型，很后進行生產(chǎn)線工裝制造、小批量試制直至批量生產(chǎn)。n.名詞

以上是汽車設(shè)計的基本概述，但汽車設(shè)計又簡單復(fù)雜，汽車制造企業(yè)一般根據(jù)技術(shù)的復(fù)雜性分為三類，第一類是技術(shù)含量很高的新平臺開發(fā)。l復(fù)雜性。從發(fā)動機到底盤，從車身到電力，需要大量的時間和成本。二是開發(fā)新的車身，這將改變外形、結(jié)構(gòu)和尺寸，在發(fā)動機、底盤和電氣方面進行繼續(xù)性改進。三是局部修改。基本上是靜態(tài)的，只有改變前后車身外形和內(nèi)外飾，或增加一些舒適功能，配備新的動力總成（發(fā)動機和變速器）等，以很少的時間和成本。用第一種設(shè)計一般會生產(chǎn)5至6年，但往往每隔一兩年就會進行部分改裝，對燈具、附件、輻射格柵進行一些改動，然后將某種車型推向市場。

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