本文针对定制自行车设计需求,结合人机工程学相关理论,研究定制自行车的设计及模拟检测方法,涉及自行车定制方法、人-自行车建模、自行车参数优化、人体动作捕捉、骑行过程中的载荷获取、自行车车架有限元分析及自行车车架模拟检测等相关内容。全文工作和结论如下:一、针对特定骑行者的人-自行车系统建模。借助SolidWorks软件建立自行车的三维实体模型;利用AnyBody软件建立特定骑行者模型;在AnyBody中将人体模型和自行车模型进行耦合,从而建立人-自行车系统模型,进而为后续研究奠定基础。二、基于舒适性的自行车车架参数设计。以鞍座相对于中轴的位置作为设计变量,采用均匀实验法,借助人-自行车系统模型进行骑行仿真实验,以下肢的平均最大肌肉活性值作为目标函数,得到适合于该骑行者的优化的自行车车架参数。之后,针对不同身体参数的骑行者,重复此实验方法,得到适合于不同人体尺寸的对应的一系列自行车车架优化参数。借助回归分析方法,得到人体尺寸参数与自行车车架参数之间的映射关系。选取适合于某特定骑行者的自行车车架参数制作物理样车,为后续研究提供条件。三、动作捕捉实验及车架载荷获取。首先通过动作捕捉实验获取特定骑行者正常骑行时的动作数据,然后将该数据作为输入进行人-自行车系统骑行仿真实验,从而获取人在骑车过程中作用在车架上的载荷数据。实验数据表明,人在骑行过程中施加在自行车上的载荷是变化的,取出载荷数据作为自行车强度分析和模拟检测的依据。四、定制自行车车架强度分析及模拟检测。借助骑行仿真实验所获得的载荷数据,采用有限元分析方法对车架进行了强度分析及结构件改进。在此基础上,搭建了模拟检测实验台,采用骑行实验所获得的载荷数据,对车架进行了模拟检测。