国外汽车的车身设计
钟
伟!
曾代忠!
汪衡虎
摘要(汽车车身的设计与制造是衡量一个国家汽车工业发展水平最重要的标志$文中结合作者的设计体会
析了国外汽车车身的开发过程和现代设计方法!以期借鉴国外经验!达到缩短国内车身开发周期!提高车身设计质量的目的$
关键词(车身设计&设计方法&概念酝酿&概念设计&工程设计&设计验证中图分类号($%&’#$%
文献标识码((
*
!前言
行人机工程分析&接下来所有的布局信息被输入计算机里!并通过高级设计与模型程序软件%30*45汽车工作站5转化成虚拟外观的$%&模型!通过
通过评审的造型方案!先是用;轴数控铣床加工软)泡沫塑料’制作
面进行喷漆!亮面进行涂黑处理!表达外饰件细节的部件如前大灯%尾灯和嵌条等是通过粘贴装饰条和涂色来表现的$表达内饰件细节的部件如操作面板%控制面板等等是通过贴画图片来表现的$用软质材料
由于主模型主要是用来帮助生产夹具和检具的制造以及进行生产部件和样件之间的配合检查的!通常作为可选项!为节省成本!许多公司都不做主模型$
国内汽车生产企业为了在激烈的市场竞争中不被淘汰!纷纷加大了对产品开发力度的投入!以此来增强汽车新车型的自主开发能力$笔者有幸考察过国外的几家著名的汽车设计公司!通过与他们的交流!了解到目前国外先进的汽车车身设计大致分为概念酝酿阶段%概念设计阶段%工程设计阶段%设计验证阶段$当然这几个阶段不是完全独立的!而是相互交叉!同步进行的!这样就能大大缩短新产品的开发周期$
!概念酝酿阶段
在概念酝酿阶段!设计公司通过对市场进行调查研
究!分析市场的容量!确定产品的定位和成本价格&同时通过市场诊断!确定竞争车型!在此基础上!确定新车型的设计基准和设计目标$市场诊断是对目标市场投放车辆的形象%特征%设计及规格进行定义和认证!对竞争车型进行静态分析!包括外观%总体布置%动力%安全性%稳定性%舒适性%装配%表面处理%功能%性能%振动和噪声%通风%空调的制冷与制热等各方面的评估!通过与潜在买家的面谈或问卷调查!确定新车型的设计概念和设计风格$同时进行批量生产的可行性研究和初步选定配套厂家!为以后工作的顺利进行做好充分准备$
概念设计阶段包括外部和内部造型的手工效果图设
和内部模型的制作%外部和内部验证模型的制作%主模型的制作等$
先由一批设计师提交各自的概念草图!经过筛选以后!确定!套以上不同的造型方案!由设计师手工绘制彩色的造型效果图!每一套效果图都包括外部和内部的造型效果图$外部的效果图包含一张
’(!的前视图和一张’(!的后视图&内部的效果图包含一
张合适比例的仪表板的前视图和一张表达了内饰件设计效果的透视图$这些效果图用来进行评审$当概念草图被
#工程设计阶段
工程设计阶段目前基本上都采用流行的*并行工
机械工程师!
!
程!
模型的特征%克服油泥模型制作过程中的缺陷%务必利用计算机三维软件使产品曲面的理论轮廓光顺平滑$曲面的曲率均匀连续
!
可行性分析和数学表面定义包括对欧美法规’!
典型型面和截面的数学定义与分析$各部件的可行性分析$白车身装配图解$白车身和内饰件整体图解$材料清单以及$级曲面的定义等)法规分析包括前风挡玻璃扫视区域的研究分析$#$!柱加强分析$前方$侧面$后方视野检查$进风口和出风口检查$车身室内空间检查$外部后视镜视野分析$前大灯和尾灯的安装分析$牌照的安装分析$安全带安装分析$保险杠的撞击试验$接近角和离去角检查以及仪表的视觉效果分析等*可行性分析包括轮胎罩的检查分析+发动机$悬架$冷却系$空气滤清器$蓄电池位置和其他硬点检查分析$进风口曲面数学分析$前风挡玻璃雨刮电机安装$车门和发动机罩的可行性分析$仪表板及安全气囊的可行性分析$门饰板的可行性分析$后窗雨刮扫视区域分析及雨刮电机安装分析$所有立柱装饰板及车内门把手分析$座椅的安装分析和座椅骨架的分析$方向盘盖的可行性分析$中央控制台的可行性分析$保险杠的可行性分析和把手安装分析等
!设计验证阶段
虽然在设计过程中%大量采用!’
可以有效地验证设计结果%但最终的验证只能通过实车试验来完成
由于国外的设计公司普遍采用流行的设计方法#,并行工程!%因此尽管在不同的设计阶段所完成的工作内容不尽相同%但每个阶段并不是独立的%而是互相交叉%同步进行的%各设计公司通过项目管理团队来提供整体的协调和控制%对项目的成本$时间进度$设计质量加以有效控制%并协调项目团队内部技术专家的交流以及与零部件供应商的交流等%以确保项目的顺利完成*由于采取了各种有效的措施%目前一个新车型的开发周期将由原来的*!+年时间缩短到,!,-+年的时间*
!
主体研究包括白车身研究$外饰件研究和内饰件研
究等%白车身研究工作涵盖每一部件完整的几何定义%包括与底盘平台的连接分析$发动机罩和前翼子板设计$前风挡玻璃和雨刮电机设计$前门总成设计$后门总成设计$侧围总成设计$加油口门设计$尾门总成设计$车顶设计等
设计是产品生产$经营和抢占市场的先导%而汽车车身设计是直接影响整车设计成功与否的重要因素%设计师只有熟悉了车身设计的全过程%掌握了车身设计的现代方法%才能实现我国汽车车身自主开发的宿愿*
-参考文献.
-
石晓祥%卫原平%阮雪榆.现代汽车车身设计方法的研究和展望-/..机械科学与技术%,000%12234555#560.
王宏雁%等.汽车车身造型与结构设计-#..上海&同济大学出版社%,000.
卢金火%黄迪民.并行工程在汽车车身开发与制造上的应用-/.$计算机应用与软件%,000%89:4;0#;+.
张荣建.计算机辅助设计在汽车车身开发中的应用研究-/..四川兵工学报%,000%1,:4,6#7*.
石云爱.浅谈车身油泥模型制作中要注意的几个问题-/..汽车技术%266;%1;:4+*#++.
’编辑黄
荻(
!%&三维结构设计
三维结构设计是基于有限元模型分析法’%
车身型面与截面的定义$连接静强度$白车身强度$振动噪声$白车身疲劳强度$前碰$后碰及侧碰的安全性$子系统的安全性$车门及机盖的闭合性$车顶$前后保险杠和安全带$计算流体动力学’!%&($空气动力学和人机工程学等方面进行设计的
!!!!!!!!!!
作者简介&钟伟’
研究%曾获得湖南省技术创新先进个人和湖南省技术进步二等奖等荣誉*
收稿日期&,**%)*()
!
机械工程师!