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神经网络高速列车司机座椅静态舒适性评价和设计策略

收藏本文 2024-03-07 点赞:8106 浏览:25652 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着我国高速铁路的建设,我国已经逐步进入了高速铁路国家的行列。伴随着高铁技术的提升,高速铁路运转环境对司机座椅舒适性的要求也越来越高。司机座椅的舒适与否是司机能否保持长时间正常行车操作的重要环节。由此,如何设计出符合我国国情的、提升我国司机舒适性的高速列车司机座椅并且对其建立有效的评价机制成为了一个十分重要的课题。论文以座椅静态舒适性的角度出发,对我国高速列车司机座椅静态舒适性进行了探讨,论文主要探讨内容如下:首先,通过京津、沪宁、武广线高铁司机对“高速列车司机座椅满意度调查问卷”的作答,初步得到座椅调节参数、座椅表面轮廓以及座椅材料分别是影响高速列车司机座椅舒适性的主要因素。以座椅表面轮廓的角度出发,利用20名被试者对两种不同型号高速列车司机座椅经行了体压分布试验,并以主观问卷调查的形式对座椅静态舒适性进行了评分,对司机座椅静态舒适性的影响因素进行了进一步探讨,得到了坐垫前缘形状、靠背腰部弧度等是影响高速列车司机座椅静态舒适性的主要因素。其次,为了得到体压分布试验数据与舒适性主观评价之间的联系,基于BP神经网络算法建立了高速列车司机座椅静态舒适性评价模型。将12项体压分布指标与2项人体指标作为评价模型的输入量,输出量为静态舒适性评分。取32个样本作为模型的训练样本,利用剩余的8个样本对模型进行验证,结果表明模型可以达到预测评价座椅静态舒适性的要求。为了在司机座椅的前期设计中,能够初步预测其体压分布情况,基于有限元浅析的策略,在Madymo软件中建立了人体坐姿体压分布预测模型。仿真选用第50%分位的有限元检测人进行。并且将仿真结果与试验结果进行了比较,证明了该策略的可行性。最后,结合本论文探讨成果,提出了8种椅面轮廓设计案例,通过基于有限元策略的体压分布预测模型预测其体压分布情况,利用高速列车司机座椅静态舒适性评价模型对其进行舒适性评分,结果证明了通过体压分布仿真结合基于BP神经网络法的舒适性预测评价模型来对座椅椅面轮廓设计策略的可行性,可以为座椅设计初期预测其舒适性提供有效办法。关键词:高速列车论文静态舒适性论文体压分布论文司机座椅论文神经网络论文有限元浅析论文

    致谢5-6

    中文摘要6-7

    ABSTRACT7-9

    目录9-12

    1 绪论12-22

    1.1 论文探讨背景及作用12-13

    1.2 舒适的定义13

    1.3 影响司机座椅舒适性的几个因素13-14

    1.4 司机座椅静态舒适性探讨近况14-18

    1.4.1 国外探讨近况15-17

    1.4.2 国内探讨近况17-18

    1.5 论文探讨主要内容与结构18-20

    1.6 本章小结20-22

    2 高速列车司机座椅舒适性评价指标探讨22-32

    2.1 问卷评价指标的确定22-23

    2.2 总体舒适满意度浅析23-24

    2.3 身高、体重对座椅满意度的影响浅析24-27

    2.3.1 身高与座椅满意度的关联性浅析25-26

    2.3.2 体重与座椅满意度的关联性浅析26-27

    2.4 不同身高司机群体对座椅的满意度浅析27-30

    2.5 本章小结30-32

    3 基于体压分布的高速列车司机座椅静态舒适性试验探讨32-56

    3.1 人体坐姿体压分布一般原则32-33

    3.2 体压分布评价指标33-36

    3.3 静止与行车状态体压分布一致性探讨36-42

    3.4 实验室环境下坐姿体压分布试验设计42-45

    3.4.1 被试者与被试座椅的选择42-43

    3.4.2 试验设备的选用43

    3.4.3 主观问卷设计43-45

    3.4.4 试验任务45

    3.5 试验历程45-46

    3.6 数据处理及浅析46-54

    3.6.1 客观试验数据浅析46-53

    3.6.2 主观问卷数据浅析53-54

    3.7 本章小结54-56

    4 基于BP神经网络法的静态舒适性评价模型探讨56-64

    4.1 BP神经网络及探讨策略56-59

    4.1.1 BP神经网络介绍56-58

    4.1.2 BP神经网络的数学模型58-59

    4.2 输入变量的选择59-60

    4.3 基于BP神经网络法的静态舒适性评价模型60-62

    4.3.1 网络结构及参数的选择60-61

    4.3.2 数据处理61

    4.3.3模型验证61-62

    4.4 本章小结62-64

    5 基于有限元策略的体压分布预测模型探讨64-74

    5.1 引言64-66

    5.2 有限元仿真66-70

    5.2.1 有限元模型66-67

    5.2.2 材料性能67-68

    5.2.3 边界条件及载荷施加68-69

    5.2.4 结果浅析69-70

    5.3 试验结果与仿真结果比较70-72

    5.4 本章小结72-74

    6 椅面轮廓设计策略探讨74-90

    6.1 高速列车司机座椅表面轮廓设计案例74-85

    6.1.1 座椅表面轮廓设计原则74-75

    6.1.2 座椅表面轮廓设计原理及案例75-82

    6.1.3 座椅表面轮廓的体压分布预测结果82-85

    6.2 椅面轮廓设计案例的静态舒适性初期预测85-88

    6.3 本章小结88-90

    7 总结与展望90-92

    7.1 论文工作的总结90

    7.2 论文工作的展望90-92

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