汽車造型設(shè)計第三章-汽車造型工作方法

1、12KA2 主編第三章汽車造型工作方法第四章汽車空氣動力學(xué)第三章汽車造型工作方法第一節(jié)前 期 準(zhǔn) 備第二節(jié)初 步 設(shè) 計第三節(jié)技 術(shù) 設(shè) 計1.11內(nèi)部模型的作用第四節(jié)現(xiàn)代化汽車造型技術(shù)第一節(jié)前 期 準(zhǔn) 備一、產(chǎn)品開發(fā)計劃二、 汽車造型前期工作一、產(chǎn)品開發(fā)計劃1.車型定位2.可行性分析3.設(shè)計任務(wù)書1.車型定位2.可行性分析3.設(shè)計任務(wù)書1)對產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的描述，其中寫明對汽車的車型、各個主要尺寸、主要質(zhì)量指標(biāo)、主要性能指標(biāo)以及各個總成的型式和性能等具體要求。2)設(shè)計開發(fā)進(jìn)度時間表。1)對產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的描述，其中寫明對汽車的車型、各個主要尺寸、主要質(zhì)量指標(biāo)、主要性能指標(biāo)以及各個總成的型式和性能

2、等具體要求。2)設(shè)計開發(fā)進(jìn)度時間表。二、 汽車造型前期工作1.造型項目的任務(wù)2.造型人員的組織與配備3.資料準(zhǔn)備1.造型項目的任務(wù)(1)局部造型(現(xiàn)生產(chǎn)車型改型)一個車型經(jīng)歷設(shè)計開發(fā)各個環(huán)節(jié)以及生產(chǎn)準(zhǔn)備各個環(huán)節(jié)，需要一段較長的時間并且投入相當(dāng)?shù)馁Y金。(2)整車造型(換代造型)隨著汽車的更新?lián)Q代，需要對整輛汽車進(jìn)行造型，實現(xiàn)產(chǎn)品美感的全面升級，使其藝術(shù)面貌發(fā)生質(zhì)的飛躍，以期對顧客產(chǎn)生強烈的視覺沖擊和精神感染，推動市場銷售。(1)局部造型(現(xiàn)生產(chǎn)車型改型)一個車型經(jīng)歷設(shè)計開發(fā)各個環(huán)節(jié)以及生產(chǎn)準(zhǔn)備各個環(huán)節(jié)，需要一段較長的時間并且投入相當(dāng)?shù)馁Y金。(2)整車造型(換代造型)隨著汽車的更新?lián)Q代，需要對整輛

3、汽車進(jìn)行造型，實現(xiàn)產(chǎn)品美感的全面升級，使其藝術(shù)面貌發(fā)生質(zhì)的飛躍，以期對顧客產(chǎn)生強烈的視覺沖擊和精神感染，推動市場銷售。2.造型人員的組織與配備(1)造型師造型師負(fù)責(zé)提供造型方案，繪制效果圖，制作膠帶圖，并配合與指導(dǎo)實物模型師和數(shù)字模型師的工作。(2)色彩花紋設(shè)計師色彩花紋設(shè)計師負(fù)責(zé)汽車外部色彩設(shè)計和室內(nèi)覆飾材料的圖案、紋理、色彩的設(shè)計或選擇。(3)實物模型師實物模型師負(fù)責(zé)制作實體汽車模型(物理模型)，亦即根據(jù)造型方案和膠帶圖，在造型師的配合與指導(dǎo)下雕塑出光順、連續(xù)、精確的模型。(4)三維數(shù)字模型師三維數(shù)字模型師負(fù)責(zé)在計算機中構(gòu)造汽車模型，亦即根據(jù)造型師給出的形體數(shù)據(jù)運用計算機進(jìn)行造型。(5)逆

4、向工程師逆向工程師負(fù)責(zé)實物模型的三維坐標(biāo)測量，把實物模型的形面轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型。(1)造型師造型師負(fù)責(zé)提供造型方案，繪制效果圖，制作膠帶圖，并配合與指導(dǎo)實物模型師和數(shù)字模型師的工作。(2)色彩花紋設(shè)計師色彩花紋設(shè)計師負(fù)責(zé)汽車外部色彩設(shè)計和室內(nèi)覆飾材料的圖案、紋理、色彩的設(shè)計或選擇。(3)實物模型師實物模型師負(fù)責(zé)制作實體汽車模型(物理模型)，亦即根據(jù)造型方案和膠帶圖，在造型師的配合與指導(dǎo)下雕塑出光順、連續(xù)、精確的模型。(4)三維數(shù)字模型師三維數(shù)字模型師負(fù)責(zé)在計算機中構(gòu)造汽車模型，亦即根據(jù)造型師給出的形體數(shù)據(jù)運用計算機進(jìn)行造型。(5)逆向工程師逆向工程師負(fù)責(zé)實物模型的三維坐標(biāo)

5、測量，把實物模型的形面轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型。3.資料準(zhǔn)備1)查找有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，使汽車造型符合這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)所給定的范圍。2)獲取與造型相關(guān)的布置圖和控制尺寸，如整車的總布置圖、車身總布置圖、相關(guān)部件和零件的布置和外廓形狀等，作為造型基本形體的依據(jù)。3)造型資料。1)查找有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，使汽車造型符合這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)所給定的范圍。2)獲取與造型相關(guān)的布置圖和控制尺寸，如整車的總布置圖、車身總布置圖、相關(guān)部件和零件的布置和外廓形狀等，作為造型基本形體的依據(jù)。3)造型資料。第二節(jié)初 步 設(shè) 計一、汽車總布置設(shè)計與車身總布置設(shè)計二、效果圖三、縮小比例模型四、選型討論會一、

6、汽車總布置設(shè)計與車身總布置設(shè)計1.總布置設(shè)計的作用2.汽車總布置設(shè)計3.車身總布置設(shè)計1.總布置設(shè)計的作用2.汽車總布置設(shè)計3.車身總布置設(shè)計1)確定車身內(nèi)部、外部主要尺寸。2)確定駕駛?cè)瞬僮魑恢眉俺丝统俗恢谩?)校核各項性能法規(guī)所要求的尺寸(如風(fēng)窗刮掃面積及視野性等)。4)承載式轎車車身為各總成提供的支承方式及尺寸。5)確定車前板制件的尺寸界限，根據(jù)前輪跳動圖確定前翼板及擋泥板的形狀。6)布置車身附件及其他裝置。1)確定車身內(nèi)部、外部主要尺寸。2)確定駕駛?cè)瞬僮魑恢眉俺丝统俗恢谩?)校核各項性能法規(guī)所要求的尺寸(如風(fēng)窗刮掃面積及視野性等)。4)承載式轎車車身為各總成提供的支承方式及尺寸。

7、5)確定車前板制件的尺寸界限，根據(jù)前輪跳動圖確定前翼板及擋泥板的形狀。6)布置車身附件及其他裝置。二、效果圖1.形象草圖2.概念草圖3.彩色效果圖(Rendering)1.形象草圖圖3-1形象草圖繪制2.概念草圖圖3-2中國第一代紅旗轎車設(shè)計草圖2.概念草圖圖3-3捷豹C-X16概念車草圖3.彩色效果圖(Rendering)圖3-4整車外形效果圖3.彩色效果圖(Rendering)圖3-5室內(nèi)造型效果圖3.彩色效果圖(Rendering)圖3-6三種角度的汽車透視圖a)30透視角度b)45透視角度c)60透視角度三、縮小比例模型1.縮小比例模型(Scale2.縮小比例模型的作用3.制作模型的工

8、具4.縮小比例模型的構(gòu)造與制作步驟5.制作縮小比例模型的技術(shù)協(xié)作1.縮小比例模型(Scale1)按尺寸分類，縮小比例模型(簡稱縮比模型)基本上可分為110和15兩種。2)按材料分類，又可分為造型泥(油泥)模型、石膏模型、仿真模型3種。1)按尺寸分類，縮小比例模型(簡稱縮比模型)基本上可分為110和15兩種。2)按材料分類，又可分為造型泥(油泥)模型、石膏模型、仿真模型3種。2.縮小比例模型的作用(1)縮小比例模型是造型構(gòu)思的延續(xù)彩色效果圖經(jīng)過研討與初步評議，選擇優(yōu)秀的方案作為雕塑縮小比例模型的依據(jù)。(2)縮小比例模型比效果圖的三維空間感更強模型與效果圖的最大區(qū)別是真實的三維空間感。(3)縮小比

9、例模型是全尺寸(11)模型的前期試驗品對于轎車，縮小比例模型最合適的比例是15。(4)縮小比例模型是選型的重要依據(jù)在初步設(shè)計結(jié)束時，需要有幾個縮小比例的模型送交評審，作為選型的重要依據(jù)。(1)縮小比例模型是造型構(gòu)思的延續(xù)彩色效果圖經(jīng)過研討與初步評議，選擇優(yōu)秀的方案作為雕塑縮小比例模型的依據(jù)。(2)縮小比例模型比效果圖的三維空間感更強模型與效果圖的最大區(qū)別是真實的三維空間感。(3)縮小比例模型是全尺寸(11)模型的前期試驗品對于轎車，縮小比例模型最合適的比例是15。(4)縮小比例模型是選型的重要依據(jù)在初步設(shè)計結(jié)束時，需要有幾個縮小比例的模型送交評審，作為選型的重要依據(jù)。3.制作模型的工具(1)雕

10、塑工具雕塑油泥模型所使用的工具可以說沒有什么限制，木模工、鉗工、藝術(shù)雕塑使用的工具，如扁鏟、刮刀、刻刀、刮片、鋸條，甚至餐刀等都可以用來進(jìn)行泥模塑形。(2)普通手工量具量具在泥模的制造過程中具有重要的地位，量具的精度與使用量具的水平直接決定了泥模型的尺寸精度和曲面質(zhì)量。(3)三坐標(biāo)測量儀一種可以替代上述主要測量工具的先進(jìn)儀器，可以通過探針接觸或不接觸模型表面的方式，直接讀取測點的三維絕對坐標(biāo)數(shù)據(jù)并輸入計算機。(4)三維掃描儀一種近幾年出現(xiàn)的更加先進(jìn)快速的三維測量儀器。3.制作模型的工具(5)油泥烤箱與油泥回收機油泥需要用工業(yè)烤箱加熱到4560才能變得柔軟而易于成形。(6)其他輔助工具與設(shè)備其他

11、輔助工具包括用來制作樣板的工具、制作油泥模型骨架的工具、制作效果附件的工具以及搬運工具等。(1)雕塑工具雕塑油泥模型所使用的工具可以說沒有什么限制，木模工、鉗工、藝術(shù)雕塑使用的工具，如扁鏟、刮刀、刻刀、刮片、鋸條，甚至餐刀等都可以用來進(jìn)行泥模塑形。圖3-7刮鏟工具(1)雕塑工具雕塑油泥模型所使用的工具可以說沒有什么限制，木模工、鉗工、藝術(shù)雕塑使用的工具，如扁鏟、刮刀、刻刀、刮片、鋸條，甚至餐刀等都可以用來進(jìn)行泥模塑形。圖3-8成形雕刻工具(1)雕塑工具雕塑油泥模型所使用的工具可以說沒有什么限制，木模工、鉗工、藝術(shù)雕塑使用的工具，如扁鏟、刮刀、刻刀、刮片、鋸條，甚至餐刀等都可以用來進(jìn)行泥模塑形。

12、圖3-9鋼制修光工具(2)普通手工量具量具在泥模的制造過程中具有重要的地位，量具的精度與使用量具的水平直接決定了泥模型的尺寸精度和曲面質(zhì)量。1)模型平臺。2)直角尺。3)高度規(guī)。4)方箱或標(biāo)準(zhǔn)塊。5)橋尺。6)曲線尺。7)直尺、卡尺、量角器、水平尺、圓角規(guī)、劃規(guī)、刻針等常用測量器具。1)模型平臺。2)直角尺。3)高度規(guī)。4)方箱或標(biāo)準(zhǔn)塊。5)橋尺。6)曲線尺。7)直尺、卡尺、量角器、水平尺、圓角規(guī)、劃規(guī)、刻針等常用測量器具。圖3-10三坐標(biāo)測量儀(3)三坐標(biāo)測量儀一種可以替代上述主要測量工具的先進(jìn)儀器，可以通過探針接觸或不接觸模型表面的方式，直接讀取測點的三維絕對坐標(biāo)數(shù)據(jù)并輸入計算機。(4)三

13、維掃描儀一種近幾年出現(xiàn)的更加先進(jìn)快速的三維測量儀器。(5)油泥烤箱與油泥回收機油泥需要用工業(yè)烤箱加熱到4560才能變得柔軟而易于成形。(6)其他輔助工具與設(shè)備其他輔助工具包括用來制作樣板的工具、制作油泥模型骨架的工具、制作效果附件的工具以及搬運工具等。圖3-11制作過程及模型精修4.縮小比例模型的構(gòu)造與制作步驟(1)縮小比例模型的構(gòu)造縮小比例模型不是全部用油泥制成的，首先需要用木料搭出骨架，車輪通常也用木材鏇制。(2)制作步驟先將白色泡沫塑料貼在骨架上并用刀削成所需的形狀(比模型外形的真實尺寸均勻縮小1520mm)，然后把在烘箱內(nèi)加熱成膠狀的油泥抹在泡沫的上面，直至所需的厚度(大于外形真實尺寸

14、)。(1)縮小比例模型的構(gòu)造縮小比例模型不是全部用油泥制成的，首先需要用木料搭出骨架，車輪通常也用木材鏇制。(2)制作步驟先將白色泡沫塑料貼在骨架上并用刀削成所需的形狀(比模型外形的真實尺寸均勻縮小1520mm)，然后把在烘箱內(nèi)加熱成膠狀的油泥抹在泡沫的上面，直至所需的厚度(大于外形真實尺寸)。5.制作縮小比例模型的技術(shù)協(xié)作四、選型討論會1.組織2.程序1.組織圖3-12選型討論會2.程序1)準(zhǔn)備好若干套造型方案提交評審，每套方案應(yīng)包括幾幅彩色效果圖和一個縮小比例模型。2)項目負(fù)責(zé)人主持會議。3)每套方案由一位造型師陳述，各套方案依次進(jìn)行，就造型、結(jié)構(gòu)、工藝等問題展開答辯討論。4)最后的評審意

15、見只能集中到唯一的方案上，如果不能從現(xiàn)成的方案中選出一套最滿意的方案，就要根據(jù)歸納的意見進(jìn)行返工修改，此時主持人宣布休會。5)等待修改方案完成后再恢復(fù)會議，直到方案令人滿意為止。1)準(zhǔn)備好若干套造型方案提交評審，每套方案應(yīng)包括幾幅彩色效果圖和一個縮小比例模型。2)項目負(fù)責(zé)人主持會議。3)每套方案由一位造型師陳述，各套方案依次進(jìn)行，就造型、結(jié)構(gòu)、工藝等問題展開答辯討論。4)最后的評審意見只能集中到唯一的方案上，如果不能從現(xiàn)成的方案中選出一套最滿意的方案，就要根據(jù)歸納的意見進(jìn)行返工修改，此時主持人宣布休會。5)等待修改方案完成后再恢復(fù)會議，直到方案令人滿意為止。第三節(jié)技 術(shù) 設(shè) 計一、11膠帶圖二

16、、11效果圖三、11外部模型四、11內(nèi)部模型一、11膠帶圖1.膠帶圖(Tape2.工具3.工作方法1.膠帶圖(Tape2.工具(1)膠帶圖專用面板它是一塊面積很大的豎立面板，它的表面要盡可能平整，周圍要有堅固的骨架并安裝有萬向輪，可以移動。(2)塑料薄膜紙在它上面可用大型繪圖儀繪制出坐標(biāo)網(wǎng)格、造型尺寸理論控制線、相關(guān)部件位置及輪廓，因此它不但作為膠帶的粘貼面，而且在粘貼時也起參考圖的作用。(3)專用膠帶這是一種進(jìn)口的不干膠帶，細(xì)窄，通常是黑色，但可選擇其他顏色()。(1)膠帶圖專用面板它是一塊面積很大的豎立面板，它的表面要盡可能平整，周圍要有堅固的骨架并安裝有萬向輪，可以移動。(2)塑料薄膜紙

17、在它上面可用大型繪圖儀繪制出坐標(biāo)網(wǎng)格、造型尺寸理論控制線、相關(guān)部件位置及輪廓，因此它不但作為膠帶的粘貼面，而且在粘貼時也起參考圖的作用。(3)專用膠帶這是一種進(jìn)口的不干膠帶，細(xì)窄，通常是黑色，但可選擇其他顏色()。圖3-13膠帶圖(3)專用膠帶這是一種進(jìn)口的不干膠帶，細(xì)窄，通常是黑色，但可選擇其他顏色()。圖3-14專用膠帶3.工作方法(1)準(zhǔn)備將繪有參考圖的塑料紙繃緊，并用普通透明膠帶固定在專用面板上，要求塑料紙緊緊貼附在面板平面上。(2)操作過程和注意事項畫出全尺寸主視圖，無皺紋并以合適的工作高度加到展示板上，車頂或車門框都能容易地用手夠到。(3)造型可行性研究在膠帶制作的過程中，造型可行

18、性研究工作同時進(jìn)行。(4)膠帶圖的后期修改在模型制作過程中，可能會發(fā)現(xiàn)模型的形體不夠美觀(非技術(shù)結(jié)構(gòu)問題)而需要進(jìn)行修改。(1)準(zhǔn)備將繪有參考圖的塑料紙繃緊，并用普通透明膠帶固定在專用面板上，要求塑料紙緊緊貼附在面板平面上。(2)操作過程和注意事項畫出全尺寸主視圖，無皺紋并以合適的工作高度加到展示板上，車頂或車門框都能容易地用手夠到。圖3-15膠帶上的標(biāo)記(2)操作過程和注意事項畫出全尺寸主視圖，無皺紋并以合適的工作高度加到展示板上，車頂或車門框都能容易地用手夠到。圖3-16制作膠帶圖(3)造型可行性研究在膠帶制作的過程中，造型可行性研究工作同時進(jìn)行。(4)膠帶圖的后期修改在模型制作過程中，可

19、能會發(fā)現(xiàn)模型的形體不夠美觀(非技術(shù)結(jié)構(gòu)問題)而需要進(jìn)行修改。二、11效果圖圖3-1711效果圖與11模型三、11外部模型1.全尺寸模型(Full2.制作方法三、11外部模型圖3-1811油泥模型制作1.全尺寸模型(Full2.制作方法(1)膠帶圖數(shù)據(jù)采集將膠帶圖上的每一條線編號，再把反映線條特征的一些關(guān)鍵點定出，同時將它們的坐標(biāo)數(shù)值采集下來，記錄在紙上。(2)制作主斷面樣板主斷面樣板是泥模形體的主要依據(jù)，一般至少需要制作3個樣板，分別為車身正側(cè)視輪廓線樣板、車身前視(后視)輪廓線樣板和車身俯視輪廓線樣板。(3)制作骨架及泡沫粗模型首先制作骨架。(4)油泥毛坯用烘箱將油泥加熱成糊狀。2.制作方法

20、(5)模型尺寸大致定位在這一階段，模型師首先利用三維坐標(biāo)測量儀在油泥毛坯上確定坐標(biāo)原點(0，0，0)的位置并做好標(biāo)記，再根據(jù)原點位置將膠帶圖數(shù)據(jù)所表示的坐標(biāo)位置，在油泥毛坯表面扎孔(劃痕的深度就是未來模型的表面位置)，孔的數(shù)量要以能夠表達(dá)模型的粗略形體為準(zhǔn)，之后再將專用的白色粉末涂進(jìn)這些有深度的孔中，這些粉末則成為后來模型師刮削油泥的參考標(biāo)準(zhǔn)。(6)模型粗刮粗刮工具齒形較大，所以下泥量也大，具有速度快的特點。(7)精刮精刮時宜采用刃口光滑的刮片刮削。2.制作方法(8)模型裝飾模型師對加工好的模型的表面進(jìn)行裝飾，模型裝飾的目的是使模型在外表感觀上像真車一樣。(1)膠帶圖數(shù)據(jù)采集將膠帶圖上的每一條

21、線編號，再把反映線條特征的一些關(guān)鍵點定出，同時將它們的坐標(biāo)數(shù)值采集下來，記錄在紙上。(2)制作主斷面樣板主斷面樣板是泥模形體的主要依據(jù)，一般至少需要制作3個樣板，分別為車身正側(cè)視輪廓線樣板、車身前視(后視)輪廓線樣板和車身俯視輪廓線樣板。圖3-19制作泥模的斷面樣板(2)制作主斷面樣板主斷面樣板是泥模形體的主要依據(jù)，一般至少需要制作3個樣板，分別為車身正側(cè)視輪廓線樣板、車身前視(后視)輪廓線樣板和車身俯視輪廓線樣板。圖3-20安裝主斷面樣板(3)制作骨架及泡沫粗模型首先制作骨架。(4)油泥毛坯用烘箱將油泥加熱成糊狀。(5)模型尺寸大致定位在這一階段，模型師首先利用三維坐標(biāo)測量儀在油泥毛坯上確定

22、坐標(biāo)原點(0，0，0)的位置并做好標(biāo)記，再根據(jù)原點位置將膠帶圖數(shù)據(jù)所表示的坐標(biāo)位置，在油泥毛坯表面扎孔(劃痕的深度就是未來模型的表面位置)，孔的數(shù)量要以能夠表達(dá)模型的粗略形體為準(zhǔn)，之后再將專用的白色粉末涂進(jìn)這些有深度的孔中，這些粉末則成為后來模型師刮削油泥的參考標(biāo)準(zhǔn)。(6)模型粗刮粗刮工具齒形較大，所以下泥量也大，具有速度快的特點。1)先用車身正側(cè)視輪廓線樣板把模型的正側(cè)視輪廓加工出來。2)使用車身前視(后視)輪廓線樣板加工模型兩側(cè)曲面和頂蓋曲面，曲面與曲面的交界線保持尖銳，圓角留到后期再加工。3)使用車身俯視輪廓線樣板把車身俯視的形體加工出來。4)車體“皇冠線”(Crown Line)的加工

23、與調(diào)整。5)使用車輪孔模板把車輪孔挖出來，可以一直挖到骨架。1)先用車身正側(cè)視輪廓線樣板把模型的正側(cè)視輪廓加工出來。2)使用車身前視(后視)輪廓線樣板加工模型兩側(cè)曲面和頂蓋曲面，曲面與曲面的交界線保持尖銳，圓角留到后期再加工。3)使用車身俯視輪廓線樣板把車身俯視的形體加工出來。4)車體“皇冠線”(Crown Line)的加工與調(diào)整。5)使用車輪孔模板把車輪孔挖出來，可以一直挖到骨架。(7)精刮精刮時宜采用刃口光滑的刮片刮削。1)側(cè)面成型。2)車頭與車尾成型。3)細(xì)節(jié)成型。4)油泥模型的光順性檢驗。1)側(cè)面成型。2)車頭與車尾成型。3)細(xì)節(jié)成型。4)油泥模型的光順性檢驗。(8)模型裝飾模型師對加

24、工好的模型的表面進(jìn)行裝飾，模型裝飾的目的是使模型在外表感觀上像真車一樣。1)膠帶裝飾。2)薄膜裝飾。3)噴涂裝飾。(8)模型裝飾模型師對加工好的模型的表面進(jìn)行裝飾，模型裝飾的目的是使模型在外表感觀上像真車一樣。圖3-21薄膜裝飾1)膠帶裝飾。2)薄膜裝飾。3)噴涂裝飾。圖3-22噴涂裝飾3)噴涂裝飾。圖3-23油泥模型后處理3)噴涂裝飾。圖3-24模型最終整體效果四、11內(nèi)部模型1.11內(nèi)部模型的作用(1)驗證內(nèi)部造型效果11內(nèi)部模型應(yīng)采用真實的內(nèi)飾材料或仿真材料制成，力求展示出一個與真車相同的室內(nèi)環(huán)境。(2)驗證內(nèi)部尺寸11內(nèi)部模型還提供了一個尺寸準(zhǔn)確的三維立體空間。2.制作要點五、造型的審

25、批(1)驗證內(nèi)部造型效果11內(nèi)部模型應(yīng)采用真實的內(nèi)飾材料或仿真材料制成，力求展示出一個與真車相同的室內(nèi)環(huán)境。(2)驗證內(nèi)部尺寸11內(nèi)部模型還提供了一個尺寸準(zhǔn)確的三維立體空間。2.制作要點1)模型的空間構(gòu)架通常用木材搭成，然后安裝各個部分(模塊)：亦即包括儀表板和轉(zhuǎn)向盤、門內(nèi)護板、座椅、頂篷、地板等主要部分。2)單獨制作主要部分(模塊)。3)11內(nèi)部模型與11外部模型的制作同時進(jìn)行，互相對照。1)模型的空間構(gòu)架通常用木材搭成，然后安裝各個部分(模塊)：亦即包括儀表板和轉(zhuǎn)向盤、門內(nèi)護板、座椅、頂篷、地板等主要部分。2)單獨制作主要部分(模塊)。3)11內(nèi)部模型與11外部模型的制作同時進(jìn)行，互相對照

26、。圖3-25與全尺寸外部模型同時制作的全尺寸內(nèi)部模型五、造型的審批1.造型審批的依據(jù)2.審批程序1.造型審批的依據(jù)2.審批程序(1)審批人員的組成審批人員必須包括企業(yè)的最高領(lǐng)導(dǎo)和最高技術(shù)主管，再聘請企業(yè)戰(zhàn)略專家和造型、設(shè)計、工藝等方面的專家組成審批委員會。(2)審批方法(3)審批的貫徹經(jīng)過最高領(lǐng)導(dǎo)人審批的造型是結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)制造的依據(jù)，必須嚴(yán)格貫徹。(1)審批人員的組成審批人員必須包括企業(yè)的最高領(lǐng)導(dǎo)和最高技術(shù)主管，再聘請企業(yè)戰(zhàn)略專家和造型、設(shè)計、工藝等方面的專家組成審批委員會。(2)審批方法1)把上述4項造型放置在合適的場所展示。2)由造型部門負(fù)責(zé)人做匯報和答辯。3)審批委員會進(jìn)行評價。4)審

27、批委員會的文件最后呈交最高領(lǐng)導(dǎo)人簽字審批。1)把上述4項造型放置在合適的場所展示。2)由造型部門負(fù)責(zé)人做匯報和答辯。3)審批委員會進(jìn)行評價。4)審批委員會的文件最后呈交最高領(lǐng)導(dǎo)人簽字審批。(3)審批的貫徹經(jīng)過最高領(lǐng)導(dǎo)人審批的造型是結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)制造的依據(jù)，必須嚴(yán)格貫徹。第四節(jié)現(xiàn)代化汽車造型技術(shù)一、信息的獲取與交流二、效果圖三、數(shù)字化模型四、11效果圖五、制作11實體模型六、虛擬成像系統(tǒng)七、并行工程一、信息的獲取與交流二、效果圖圖3-26計算機繪制的透視效果圖三、數(shù)字化模型四、11效果圖五、制作11實體模型圖3-27用五軸數(shù)控加工機切削11油泥模型六、虛擬成像系統(tǒng)(1)虛擬現(xiàn)實的概念及其內(nèi)容Vi

28、rtual在中國譯文出版社的新英漢字典中有兩個注釋:“虛的”、“有效的”。(2)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車開發(fā)中的應(yīng)用產(chǎn)品的最初構(gòu)思來源于人類認(rèn)識和改造世界的欲望和邏輯思維、形象思維的結(jié)果。(1)虛擬現(xiàn)實的概念及其內(nèi)容Virtual在中國譯文出版社的新英漢字典中有兩個注釋:“虛的”、“有效的”。1)三維計算機圖形學(xué)技術(shù)。2)采用多種功能傳感器的交互式接口裝置。3)高清晰度顯示裝置。1)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。2)虛擬現(xiàn)實的編輯系統(tǒng)。 實時三維圖形生成與顯示技術(shù)。 三維聲音定位與合成技術(shù)。 傳感器技術(shù)(視覺、觸覺、力覺傳感器等)。 識別定位技術(shù)(語音、三維景物、表情、手勢等)。 環(huán)境建模技術(shù)(視覺建模、行為

29、建模、CAD技術(shù)等)。1)三維計算機圖形學(xué)技術(shù)。2)采用多種功能傳感器的交互式接口裝置。3)高清晰度顯示裝置。1)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖3-28VR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2)虛擬現(xiàn)實的編輯系統(tǒng)。 實時三維圖形生成與顯示技術(shù)。 三維聲音定位與合成技術(shù)。 傳感器技術(shù)(視覺、觸覺、力覺傳感器等)。 識別定位技術(shù)(語音、三維景物、表情、手勢等)。 環(huán)境建模技術(shù)(視覺建模、行為建模、CAD技術(shù)等)。(2)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車開發(fā)中的應(yīng)用產(chǎn)品的最初構(gòu)思來源于人類認(rèn)識和改造世界的欲望和邏輯思維、形象思維的結(jié)果。1)汽車設(shè)計的概念驗證。2)空氣動力學(xué)的研究虛擬風(fēng)洞。3)布魯諾西蒙的成功實踐。 顯示不出汽車的真實尺寸。1991

30、年制作的概念車通過觀看計算機成像往往被認(rèn)為是一輛小型車，而實際上它是很大的。當(dāng)然，可以通過在景色中增加細(xì)節(jié)將汽車與周圍環(huán)境進(jìn)行比較，但增加細(xì)節(jié)相應(yīng)需要更多的計算圖像的時間，即景色的計算時間變得比計算汽車圖像所需的必要時間還多。而汽車設(shè)計師當(dāng)然不能將時間花在費時的背景制作上。 在完全由數(shù)字控制的背景下，沒有一點生命力，即沒有“現(xiàn)實生活”中的自然生命景象。1)汽車設(shè)計的概念驗證。2)空氣動力學(xué)的研究虛擬風(fēng)洞。圖3-29概念車進(jìn)行虛擬風(fēng)洞測試3)布魯諾西蒙的成功實踐。 顯示不出汽車的真實尺寸。1991年制作的概念車通過觀看計算機成像往往被認(rèn)為是一輛小型車，而實際上它是很大的。當(dāng)然，可以通過在景色中增

31、加細(xì)節(jié)將汽車與周圍環(huán)境進(jìn)行比較，但增加細(xì)節(jié)相應(yīng)需要更多的計算圖像的時間，即景色的計算時間變得比計算汽車圖像所需的必要時間還多。而汽車設(shè)計師當(dāng)然不能將時間花在費時的背景制作上。 在完全由數(shù)字控制的背景下，沒有一點生命力，即沒有“現(xiàn)實生活”中的自然生命景象。圖3-30帶有背景的汽車造型圖 在完全由數(shù)字控制的背景下，沒有一點生命力，即沒有“現(xiàn)實生活”中的自然生命景象。圖3-31并行工藝示意圖a)串聯(lián)式b)串接式c)并行工程七、并行工程第四章汽車空氣動力學(xué)第一節(jié)汽車空氣動力學(xué)的重要性第二節(jié)汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展第三節(jié)汽車空氣動力學(xué)的研究內(nèi)容第四節(jié)氣動力、力矩與車身表面的壓力分布第五節(jié)汽車的阻力特性第六節(jié)

32、與汽車相關(guān)的流場第七節(jié)汽車空氣動力學(xué)的特點及相關(guān)學(xué)科第八節(jié)汽車外形與空氣動力特性的關(guān)系第九節(jié)車身外形的最佳化第一節(jié)汽車空氣動力學(xué)的重要性一、汽車空氣動力特性對動力性的影響二、汽車空氣動力特性對經(jīng)濟性的影響三、汽車空氣動力特性對操縱穩(wěn)定性的影響第一節(jié)汽車空氣動力學(xué)的重要性圖4-1作用在汽車上的六分力一、汽車空氣動力特性對動力性的影響1.氣動阻力與最高車速2.氣動阻力與汽車加速度1.氣動阻力與最高車速2.氣動阻力與汽車加速度二、汽車空氣動力特性對經(jīng)濟性的影響1.氣動阻力占總阻力的比例2.消耗于氣動阻力的功率3.氣動阻力與燃料消耗量1.氣動阻力占總阻力的比例圖4-2氣動阻力占總阻力的比例2.消耗于氣

33、動阻力的功率3.氣動阻力與燃料消耗量圖4-3消耗于氣動阻力的功率3.氣動阻力與燃料消耗量圖4-4各種車輛每行駛100km燃料消耗量三、汽車空氣動力特性對操縱穩(wěn)定性的影響1.升力與縱傾力矩對操縱穩(wěn)定性的影響2.側(cè)向力及橫擺力矩對操縱穩(wěn)定性的影響3.側(cè)傾力矩對操縱穩(wěn)定性的影響1.升力與縱傾力矩對操縱穩(wěn)定性的影響2.側(cè)向力及橫擺力矩對操縱穩(wěn)定性的影響3.側(cè)傾力矩對操縱穩(wěn)定性的影響第二節(jié)汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展一、汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展階段二、商用車的發(fā)展三、汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展趨勢一、汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展階段1.基本形狀化造型階段2.流線型化造型階段3.車身細(xì)部優(yōu)化階段4.汽車造型的整體優(yōu)化階段5.小結(jié)一

34、、汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展階段圖4-5汽車空氣動力學(xué)的四個發(fā)展階段1.基本形狀化造型階段圖4-6最早按空氣動力學(xué)觀點設(shè)計的汽車1.基本形狀化造型階段圖4-7飛艇狀汽車1.基本形狀化造型階段圖4-8船型外形汽車2.流線型化造型階段(1)用空氣動力學(xué)觀點指導(dǎo)汽車造型空氣動力學(xué)理論被用于汽車設(shè)計中，經(jīng)歷了一個很緩慢的發(fā)展歷程。(2)對內(nèi)流阻力及操縱穩(wěn)定性的認(rèn)識汽車空氣動力學(xué)最初研究的是在靜止空氣中的縱向?qū)ΨQ流動的氣動阻力問題，但人們很快注意到駕駛室內(nèi)通風(fēng)、發(fā)動機冷卻及側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性等方面的問題。(3)流線型車的發(fā)展為了獲得低阻汽車，人們曾試圖采用“半車身”形狀。(1)用空氣動力學(xué)觀點指導(dǎo)汽車造型空氣動力學(xué)理

35、論被用于汽車設(shè)計中，經(jīng)歷了一個很緩慢的發(fā)展歷程。1)杰瑞提出了“最小阻力的外形是以流線型的一半構(gòu)成的車身”(以下稱“半車身”)。2)認(rèn)識到流場的三維性能。3)罩住車輪。4)杰瑞提出了“只有消除尾部的分離，才能降低阻力”的理論。5)認(rèn)識到車身前部流場與尾部流場之間強烈的相互影響。6)切尾可明顯降低阻力。1)杰瑞提出了“最小阻力的外形是以流線型的一半構(gòu)成的車身”(以下稱“半車身”)。表格2)認(rèn)識到流場的三維性能。圖4-10流場特性a)二維流動b)一個靠近地面形狀的三維流動3)罩住車輪。4)杰瑞提出了“只有消除尾部的分離，才能降低阻力”的理論。圖4-11翼型截面和旋轉(zhuǎn)體汽車造型4)杰瑞提出了“只有消

36、除尾部的分離，才能降低阻力”的理論。圖4-12杰瑞的兩種“合成型式”簡圖5)認(rèn)識到車身前部流場與尾部流場之間強烈的相互影響。圖4-13主要車身參數(shù)對氣動阻力的影響及相互作用5)認(rèn)識到車身前部流場與尾部流場之間強烈的相互影響。圖4-14快背式、雷氏粗尾形和克氏長尾形的幾種設(shè)計6)切尾可明顯降低阻力。圖4-15艾沃林車6)切尾可明顯降低阻力。圖4-16快背式車與杰瑞車的比較(2)對內(nèi)流阻力及操縱穩(wěn)定性的認(rèn)識汽車空氣動力學(xué)最初研究的是在靜止空氣中的縱向?qū)ΨQ流動的氣動阻力問題，但人們很快注意到駕駛室內(nèi)通風(fēng)、發(fā)動機冷卻及側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性等方面的問題。1)低阻汽車的側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性較差。2)加尾翼可以減小橫擺力矩，改

37、善操縱穩(wěn)定性。3)冷卻系的氣流增加了阻力。1)低阻汽車的側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性較差。2)加尾翼可以減小橫擺力矩，改善操縱穩(wěn)定性。3)冷卻系的氣流增加了阻力。(3)流線型車的發(fā)展為了獲得低阻汽車，人們曾試圖采用“半車身”形狀。表格(3)流線型車的發(fā)展為了獲得低阻汽車，人們曾試圖采用“半車身”形狀。圖4-18實際哥廷根氣艇形半車身汽車(3)流線型車的發(fā)展為了獲得低阻汽車，人們曾試圖采用“半車身”形狀。圖4-19半車身汽車幾種比例模型的試驗結(jié)果(3)流線型車的發(fā)展為了獲得低阻汽車，人們曾試圖采用“半車身”形狀。表格3.車身細(xì)部優(yōu)化階段圖4-21對氣動阻力影響最關(guān)鍵的車身外形參數(shù)的分級3.車身細(xì)部優(yōu)化階段圖4-2

38、2車身外形參數(shù)的分值與的關(guān)系3.車身細(xì)部優(yōu)化階段圖4-23流線型歐寶與細(xì)部優(yōu)化的大眾氣動阻力系數(shù)比較a)歐寶GTA=1.51=0.41b)大眾西若柯A=1.73=0.414.汽車造型的整體優(yōu)化階段圖4-24運用“交互形狀優(yōu)化法”進(jìn)行汽車外形設(shè)計的過程4.汽車造型的整體優(yōu)化階段圖4-25汽車外形從低阻參數(shù)開始的發(fā)展過程5.小結(jié)二、商用車的發(fā)展1)較小的曲率半徑使阻力下降。2)廂式車前端圓角半徑與車寬之比(r/b)為0. 045就足以使邊角后的流動保持連續(xù)。3)空氣動力學(xué)附加裝置可以降低貨車的氣動阻力。1)較小的曲率半徑使阻力下降。2)廂式車前端圓角半徑與車寬之比(r/b)為0. 045就足以使邊

39、角后的流動保持連續(xù)。圖4-26廂式車車身前端圓角半徑對氣動阻力的影響2)廂式車前端圓角半徑與車寬之比(r/b)為0. 045就足以使邊角后的流動保持連續(xù)。圖4-27第一輛大眾廂式客車2)廂式車前端圓角半徑與車寬之比(r/b)為0. 045就足以使邊角后的流動保持連續(xù)。圖4-28全尺寸模型試驗的結(jié)果3)空氣動力學(xué)附加裝置可以降低貨車的氣動阻力。三、汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展趨勢1.汽車的總布置設(shè)計2.汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展方向3.空氣動力學(xué)設(shè)計的優(yōu)勝者常常在市場競爭中獲得勝利4.汽車造型個性化1.汽車的總布置設(shè)計1)注意空氣動力學(xué)在汽車上的應(yīng)用，但應(yīng)避免同類汽車造型越來越相像的弊病。2)既要使汽車有很好

40、的空氣動力特性，又要使每個車型有強烈的獨特風(fēng)格，以創(chuàng)造千變?nèi)f化的汽車外形。3)在不改變汽車正面投影面積的前提下，不斷降低自重。4)整備質(zhì)量與功率之比不斷降低。1)注意空氣動力學(xué)在汽車上的應(yīng)用，但應(yīng)避免同類汽車造型越來越相像的弊病。2)既要使汽車有很好的空氣動力特性，又要使每個車型有強烈的獨特風(fēng)格，以創(chuàng)造千變?nèi)f化的汽車外形。3)在不改變汽車正面投影面積的前提下，不斷降低自重。圖4-29轎車設(shè)計的尺寸約束3)在不改變汽車正面投影面積的前提下，不斷降低自重。圖4-30歐洲車正面投影面積與自重的關(guān)系4)整備質(zhì)量與功率之比不斷降低。圖4-31歐洲車的中心斷面尺寸a)小型車b)中型車c)大型車4)整備質(zhì)量

41、與功率之比不斷降低。圖4-32歐洲車高度的發(fā)展趨勢4)整備質(zhì)量與功率之比不斷降低。圖4-33歐洲車正面投影面積4)整備質(zhì)量與功率之比不斷降低。圖4-34歐洲車整備質(zhì)量與功率之比的變化趨勢4)整備質(zhì)量與功率之比不斷降低。圖4-35歐洲車最高車速的變化以整備質(zhì)量為參數(shù)2.汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展方向(1)1920年至20世紀(jì)70年代中期圖4-36表明從1920年至20世紀(jì)70年代，氣動阻力系數(shù)的變化情況。(2)近期世界轎車圖4-37和圖4-38所示為轎車平均氣動阻力系數(shù)的變化情況。(3)商用車由于燃油價格不斷上漲，促進(jìn)了商用車空氣動力學(xué)的進(jìn)展。(4)賽車賽車的車速越來越高，且更趨于安全。(1)1920

42、年至20世紀(jì)70年代中期圖4-36表明從1920年至20世紀(jì)70年代，氣動阻力系數(shù)的變化情況。1)兩次世界大戰(zhàn)之間。2)第二次世界大戰(zhàn)之后。(1)1920年至20世紀(jì)70年代中期圖4-36表明從1920年至20世紀(jì)70年代，氣動阻力系數(shù)的變化情況。圖4-36轎車氣動阻力系數(shù)的降低1)兩次世界大戰(zhàn)之間。2)第二次世界大戰(zhàn)之后。(2)近期世界轎車圖4-37和圖4-38所示為轎車平均氣動阻力系數(shù)的變化情況。圖4-371968-1976年生產(chǎn)的汽車的分布(2)近期世界轎車圖4-37和圖4-38所示為轎車平均氣動阻力系數(shù)的變化情況。圖 4-381983年歐洲市場汽車的分布(3)商用車由于燃油價格不斷上漲

43、，促進(jìn)了商用車空氣動力學(xué)的進(jìn)展。(4)賽車賽車的車速越來越高，且更趨于安全。3.空氣動力學(xué)設(shè)計的優(yōu)勝者常常在市場競爭中獲得勝利4.汽車造型個性化第三節(jié)汽車空氣動力學(xué)的研究內(nèi)容圖4-39汽車空氣動力學(xué)研究內(nèi)容第四節(jié)氣動力、力矩與車身表面的壓力分布一、氣動力和力矩二、車身表面的壓力分布一、氣動力和力矩1.氣動阻力D2.氣動升力及縱傾力矩3.側(cè)向力及橫擺力矩4.側(cè)傾力矩一、氣動力和力矩圖4-40汽車穩(wěn)定坐標(biāo)系一、氣動力和力矩表4-1氣動力和力矩及其系數(shù)1.氣動阻力D表4-2同一風(fēng)洞中測得的氣動阻力系數(shù)1.氣動阻力D圖4-41三個紅旗CA774轎車模型氣動阻力系數(shù)的橫擺角特性1.氣動阻力D表4-3各種

44、汽車氣動阻力系數(shù)的橫擺角特性2.氣動升力及縱傾力矩圖4-42各種外形汽車的前、后輪負(fù)荷隨橫擺角變化的狀況3.側(cè)向力及橫擺力矩圖4-43風(fēng)壓中心的位置3.側(cè)向力及橫擺力矩圖4-44各種外形汽車的側(cè)向力系數(shù)的橫擺角特性3.側(cè)向力及橫擺力矩圖4-45不同外形汽車的橫擺力矩特性3.側(cè)向力及橫擺力矩圖4-46尾翼對側(cè)向力系數(shù)的影響4.側(cè)傾力矩二、車身表面的壓力分布圖4-47車身表面壓力分布圖第五節(jié)汽車的阻力特性一、阻力分類二、壓差阻力與表面摩擦阻力三、誘導(dǎo)阻力四、粘滯阻力一、阻力分類圖4-48汽車受到的氣動阻力一、阻力分類圖4-49汽車氣動阻力的構(gòu)成比例二、壓差阻力與表面摩擦阻力三、誘導(dǎo)阻力圖4-50不

45、同尾部外形汽車的尾流四、粘滯阻力圖4-51改變尾部傾角對氣動阻力系數(shù)及后軸升力系數(shù)影響的一例第六節(jié)與汽車相關(guān)的流場一、與汽車相關(guān)的流場的分類二、汽車外部流場三、汽車內(nèi)部流場一、與汽車相關(guān)的流場的分類二、汽車外部流場三、汽車內(nèi)部流場1.發(fā)動機冷卻系的氣流2.駕駛室內(nèi)的氣流1.發(fā)動機冷卻系的氣流2.駕駛室內(nèi)的氣流1)保證足夠的通風(fēng)，使駕駛室內(nèi)所有污染的空氣和塵土排出，同時補充呼吸消耗的氧氣。2)在車外氣候極大的變化范圍內(nèi)，保證駕駛室內(nèi)氣候舒適。3)內(nèi)部氣流必須穿過車窗以除霜。1)保證足夠的通風(fēng)，使駕駛室內(nèi)所有污染的空氣和塵土排出，同時補充呼吸消耗的氧氣。2)在車外氣候極大的變化范圍內(nèi)，保證駕駛室內(nèi)

46、氣候舒適。3)內(nèi)部氣流必須穿過車窗以除霜。第七節(jié)汽車空氣動力學(xué)的特點及相關(guān)學(xué)科一、汽車空氣動力學(xué)的特點二、汽車空氣動力學(xué)的相關(guān)學(xué)科一、汽車空氣動力學(xué)的特點1.汽車空氣動力學(xué)的重要結(jié)論來自于試驗2.數(shù)值計算不能取代風(fēng)洞試驗1.汽車空氣動力學(xué)的重要結(jié)論來自于試驗2.數(shù)值計算不能取代風(fēng)洞試驗二、汽車空氣動力學(xué)的相關(guān)學(xué)科1.建筑空氣動力學(xué)2.火車(列車)空氣動力學(xué)3.船舶空氣動力學(xué)1.建筑空氣動力學(xué)1)建筑物立面周圍的流動。2)由分離而確定的流場。3)地面邊界層及其影響。4)建筑物間的相互影響。5)風(fēng)洞試驗技術(shù)。1)建筑物整體受力。2)建筑物元件，如屋頂、立面和窗等的受力。3)為保護行人考慮環(huán)境效應(yīng)而改變周圍流場。4)內(nèi)、外流的合理匹配(氣候條件、煙囪抽力等)。1)建筑物立面周圍的流動。2)由分離而確定的流場。3)地面邊界層及其影響。4)建筑物間的相互影響。5)風(fēng)洞試驗技術(shù)。1)建筑物整體受力。2)建筑物元件，如屋頂、立面和窗等的受力。3)為保護行人考慮環(huán)境效應(yīng)而改變周圍流場。4)內(nèi)、外流的合理匹配(氣候條件、煙囪抽力等)。2.火車(列車)空氣動力學(xué)(1)火車周圍的流場火車周圍的流場與汽車很相像，主要區(qū)別是火車將單一的車廂連成一串，從而形成一個相對高度和寬度都較大的車身。(2)研究火車空氣動力學(xué)的主要目的(