車身設計方法

第二講車身設計方法————《汽車車身結構與設計》課程 教師:肖平 專業(yè)：車輛工程 學院：機械與汽車1概要新車型開發(fā)概述新車型開發(fā)的分類確定開發(fā)內(nèi)容概念設計傳統(tǒng)的車身設計方法及程序車身設計制圖方法傳統(tǒng)的車身設計過程現(xiàn)代車身設計方法及程序2一、新車型開發(fā)概述1.新車型開發(fā)的分類全新車型的開發(fā)已有車型的全面更新已有車型的中等規(guī)模改進已有車型的小規(guī)模改進2.確定開發(fā)內(nèi)容產(chǎn)品定性（分類、零部件、已有技術等）產(chǎn)品技術定性（總體控制參數(shù)）產(chǎn)品工程計劃（時間進度計劃、既定目標）3一、新車型開發(fā)概述3.概念設計3.1什么是概念設計？屬于產(chǎn)品設計的前期工作，是始于產(chǎn)品定性之后，指從產(chǎn)品構思到確定產(chǎn)品設計指標（性能指標），總布置定型和造型的確定，并下達產(chǎn)品設計任務書為止這一階段的設計工作。新車型技術性能 設計方案造型與內(nèi)飾新技術新材料新工藝及裝備4一、新車型開發(fā)概述3.概念設計3.2概念設計階段應明確的原則性問題 新車型的開發(fā)目標 對產(chǎn)品設計提出哪些要求； 產(chǎn)品的基本形式，系列產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃； 投放市場及交通法規(guī) 汽車標準、法規(guī)及發(fā)展動向 產(chǎn)品的設計水平 未來市場的競爭力 生產(chǎn)綱領 產(chǎn)品的造型 內(nèi)部布置及結構要求等5一、新車型開發(fā)概述3.概念設計3.3市場預測市場調(diào)查：市場需求動向調(diào)查、市場上同類產(chǎn)品的調(diào)查、市場消費者調(diào)查、產(chǎn)品的使用調(diào)查等。市場分析與預測：根據(jù)市場調(diào)查，分析市場構成，從而正確預測未來市場的發(fā)展趨勢，為產(chǎn)品定位指明方向。3.4制定產(chǎn)品設計任務書綜合概念設計階段所做的工作，明確規(guī)定整車與總成開發(fā)的主要性能指標。轎車車身，主要有：結構型式、結構的主要特點、乘員數(shù)、主要性能、造型特征、變形車系列、整備質(zhì)量、電器儀表、車身附件的選裝要求、目標成本等。6二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序1.車身設計制圖方法（參見JB1449-84）1.1坐標網(wǎng)格 網(wǎng)格間距：200mm或100mm1.2坐標零線的確定高度方向坐標（Z坐標）零線：沿車架縱梁上表面或無車架車輛的車身地板下表面較長的一段為零線。方向：零線以上為正。寬度方向左標（Y坐標）零線：車輛的對稱中心線。方向：零線以左為正。長度方向坐標（X坐標）零線：通過車輛前輪理論中心的垂線。方向：零線以后為正。7二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序8二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序1.3車身設計制圖圖例9二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序10二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.傳統(tǒng)的車身設計方法和過程初始設計技術設計特點：手工造型設計實物模型制作整個設計過程必須通過實物和圖紙相結合的方式來表達設計并傳遞設計的數(shù)據(jù)信息11二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1初步設計2.1.1繪制1：5的車身布置草圖依據(jù)概念設計提供的設計概念；設計師完成（創(chuàng)造性活動）；多方案選出最符合規(guī)劃要求的方案。12二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1.2繪制1：5的外形設計構思圖車身外形的構思圖，表現(xiàn)預想的汽車造型效果的圖畫。構思多方案，平面投影圖或立體透視圖。13二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序14二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序15二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序16二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序17二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1.3繪制1：5的車身布置圖外形的主要控制尺寸：前懸、后懸、前后風窗位置及傾角、發(fā)動機罩和行李箱蓋的高度等。內(nèi)部布置尺寸：如地板形狀與高度、座椅布置位置、操縱系統(tǒng)的布置位置等。要求：應采用二維人體樣板校核； 應按照車身制圖標準繪圖。18二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序19二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序20二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1.4繪制1：5的彩色效果圖目的：給人以較為逼真的車身外形設計的立體感覺；從不同的視覺角度表現(xiàn)車身表面各個面之間的關系；車身整體及細部的形狀、包彩、反光效果以及各種不同部分不同材料的質(zhì)感也都應反映出來21二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序22二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序23二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序24二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1.5制作1：5的油泥模型數(shù)據(jù)來源：輪廓線樣板取自1：5車身布置圖；依據(jù)1：5的效果圖。目的：用形體具體表示車身外形；風洞試驗；25二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序26二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序27二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序28二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.1.6制作1：5的彩色內(nèi)飾效果圖目的：表現(xiàn)各部件的外觀形狀和質(zhì)感；內(nèi)飾造型持色與外部造型風格一致；多種方案選擇。29二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序總結：產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃任務和外形撅念設計準確地用布置圖、效果圖和立體模型表達出來；分析和比較了性能參數(shù)，為產(chǎn)品的抉擇提供了依據(jù)，為細致的技術設計作好了準備；初步設計具有規(guī)模小，費用低，便于修改和多方案探討等特點，使它成為車身設計必需的程序。30二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2技術設計2.2.1制作1：1的車身布置膠帶圖材料：不同色彩、寬度的膠帶，坐標網(wǎng)格的滌綸薄膜。目的：大致觀察汽車的外形輪廓、布置得合理性，發(fā)現(xiàn)和修正初步設計中小模型暴露的問題。檢查放大后的效果，如前風窗玻璃的角度、車身輪廓線等。校核布置的合理性。利用1：1的二維人體模型進行校核，進一步確定各部件之間的尺寸和位置布置關系。檢查結構設計的合理性、可行性，如搖窗玻璃是否能落人車門?門縫間隙是否合理?鉸鏈與門鎖布置是否有運動干涉?等。31二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序32二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2.2雕塑1：1的油泥模型目的：反映未來新車的立體造型效果（過渡面）；風洞試驗；依據(jù)：1：5模型和1：1的線型圖（膠帶圖）。制作方法：木制骨架或泡沫塑料骨架，外敷油泥，一般采用真實車輪。33二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序34二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2.3制作1：1的內(nèi)部模型目的：檢驗車身的內(nèi)部尺寸、操縱方便性、乘座舒適性、上下車的方便性、視野性和內(nèi)部裝飾效果等。制作方法：一般采用木制骨架，內(nèi)部裝備盡量采用實物，以求逼真。35二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序36二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序37二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序38二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2.4繪制車身主圖板主圖板（Masterlayout）概念：車身主圖板是進行車身詳細布置，繪制車身表面及其零件結構的1：1總圖板，是車身上重要的設計資料之一，應保存在該車型生產(chǎn)的整個期間。材料：鋁合金板（原），聚酯滌綸薄膜（現(xiàn)）主圖板的主要內(nèi)容：車身外形的表面曲線，即車身的主要輪廓線和一聲列截面線；車身各零件的裝配關系及縫隙要求；車身主要結構斷面；車身中運動部件的軌跡及運動校核，如車門、發(fā)動機罩、行李箱蓋等；與車身相關的其他總成的位置、輪廓線及運動部件的運動軌跡，以便校核這些部件與車身的間隙，確定裝配位置關系。39二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序40二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2.5繪制車身零件圖詳細表示零件結構。2.2.6樣車試制和試驗目的：檢驗車身外形和結構設計的合理性，考核其性能、強度和壽命，從中找出缺陷，取得進行修正的數(shù)據(jù)。樣車試制以手工操作為主。41二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序42二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序2.2.6制作車身主模型概念：表示汽車車身內(nèi)外覆蓋件及部分內(nèi)飾件空間立體形狀的精確的模型，是產(chǎn)品生產(chǎn)、工藝設備制造與檢驗的依據(jù)。分類：按覆蓋件在汽車車身中的位置分為外主模型和內(nèi)主模型，分別表示車身外覆蓋件和內(nèi)部零件的立體表面形狀。作用：基準作用，類似“米原器”。分塊原則：主模型應按車身覆蓋件分塊，原則上應與車身零件一致，并考慮制造工藝的要求。43二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序44二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序要求：主模型外表面的尺寸即是車身外覆蓋件的內(nèi)表面尺寸；較高的精度，表面光滑平整，制造公差要求在±0.25mm以內(nèi)；足夠的強度和剛度；一定的使用壽命。材料要求：不易變形、不開裂、硬度高（不容易劃傷）、易加工。材料種類：木材,CA10蘇聯(lián)做，用越南紅木做的，價格昂貴。

環(huán)氧樹脂玻璃鋼，優(yōu)點：不吸水，不易變形、強度、剛度好、硬度高，加工工藝性好。缺點：制造程序復雜，價格高。45二、傳統(tǒng)的車身設計方法及程序以下將進入生產(chǎn)準備階段。傳統(tǒng)的車身設計方法工作量大、設計周期長。開發(fā)新車型需要幾年時間。手工造型設計;實物模型制作;依據(jù)經(jīng)驗的車身結構設計;整個設計過程必須通過實物和圖紙相結合的方式來表達設計并傳遞設計的數(shù)據(jù)信息。46三、現(xiàn)代車身設計方法及程序47在傳統(tǒng)車身設計過程的基礎上利用現(xiàn)代設計手段來進行車身設計?，F(xiàn)代車身設計手段：CAS：Computeraidedstyling，計算機輔助造型CAD：ComputeraidedDesign，計算機輔助設計CAM：Computeraidedmanufacturing,計算機輔助制造CAPP：Computer

Aided

Process

Planning，計算機輔助工藝設計CAE：ComputerAidedEnginerring，計算機輔助工程三、現(xiàn)代車身設計方法及程序48三、現(xiàn)代車身設計方法及程序1.設計過程1.1確定車身總布置草圖利用計算機畫輪廓草圖，以確定各總成的布置位置及車身外形符合工程必要性要求的一些“硬點”。49三、現(xiàn)代車身設計方法及程序1.2計算機輔助造型（CAS）在計算上繪制效果圖，利用屏幕投影或虛擬現(xiàn)實技術觀察造型效果。50三、現(xiàn)代車身設計方法及程序51三、現(xiàn)代車身設計方法及程序1.3快速成型技術或CAM技術加工油泥模型快速原形：Rapidprototyping1.4根據(jù)所建立的車身外表面的數(shù)學模型，進行車身結構及內(nèi)怖、儀表板等內(nèi)部部件的設計，建立模具加工文件，進行CAE分析52三、現(xiàn)代車身設計方法及程序53三、現(xiàn)代車身設計方法及程序54三、現(xiàn)代車身設計方法及程序55三、現(xiàn)代車身設計方法及程序56三、現(xiàn)代車身設計方法及程序57三、現(xiàn)代車身設計方法及程序2.優(yōu)點它能使設計者得到一個能進行快速評價(造型、結構等方面)的模型，從而設計師可嘗試大量