車身設(shè)計(jì)方法

第二講車身設(shè)計(jì)方法————《汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》課程 教師:肖平 專業(yè)：車輛工程 學(xué)院：機(jī)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(shè)計(jì)傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序車身設(shè)計(jì)制圖方法傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)過(guò)程現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)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(jìn)已有車型的小規(guī)模改進(jìn)2.確定開發(fā)內(nèi)容產(chǎn)品定性（分類、零部件、已有技術(shù)等）產(chǎn)品技術(shù)定性（總體控制參數(shù)）產(chǎn)品工程計(jì)劃（時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃、既定目標(biāo)）3一、新車型開發(fā)概述3.概念設(shè)計(jì)3.1什么是概念設(shè)計(jì)？屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期工作，是始于產(chǎn)品定性之后，指從產(chǎn)品構(gòu)思到確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)（性能指標(biāo)），總布置定型和造型的確定，并下達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書為止這一階段的設(shè)計(jì)工作。新車型技術(shù)性能 設(shè)計(jì)方案造型與內(nèi)飾新技術(shù)新材料新工藝及裝備4一、新車型開發(fā)概述3.概念設(shè)計(jì)3.2概念設(shè)計(jì)階段應(yīng)明確的原則性問(wèn)題 新車型的開發(fā)目標(biāo) 對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(chǎng)及交通法規(guī) 汽車標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)及發(fā)展動(dòng)向 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平 未來(lái)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力 生產(chǎn)綱領(lǐng) 產(chǎn)品的造型 內(nèi)部布置及結(jié)構(gòu)要求等5一、新車型開發(fā)概述3.概念設(shè)計(jì)3.3市場(chǎng)預(yù)測(cè)市場(chǎng)調(diào)查：市場(chǎng)需求動(dòng)向調(diào)查、市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的調(diào)查、市場(chǎng)消費(fèi)者調(diào)查、產(chǎn)品的使用調(diào)查等。市場(chǎng)分析與預(yù)測(cè)：根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，分析市場(chǎng)構(gòu)成，從而正確預(yù)測(cè)未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，為產(chǎn)品定位指明方向。3.4制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書綜合概念設(shè)計(jì)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(biāo)。轎車車身，主要有：結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)、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(biāo)成本等。6二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序1.車身設(shè)計(jì)制圖方法（參見(jiàn)JB1449-84）1.1坐標(biāo)網(wǎng)格 網(wǎng)格間距：200mm或100mm1.2坐標(biāo)零線的確定高度方向坐標(biāo)（Z坐標(biāo)）零線：沿車架縱梁上表面或無(wú)車架車輛的車身地板下表面較長(zhǎng)的一段為零線。方向：零線以上為正。寬度方向左標(biāo)（Y坐標(biāo)）零線：車輛的對(duì)稱中心線。方向：零線以左為正。長(zhǎng)度方向坐標(biāo)（X坐標(biāo)）零線：通過(guò)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(shè)計(jì)方法及程序8二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序1.3車身設(shè)計(jì)制圖圖例9二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序10二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法和過(guò)程初始設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：手工造型設(shè)計(jì)實(shí)物模型制作整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程必須通過(guò)實(shí)物和圖紙相結(jié)合的方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)并傳遞設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息11二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.1初步設(shè)計(jì)2.1.1繪制1：5的車身布置草圖依據(jù)概念設(shè)計(jì)提供的設(shè)計(jì)概念；設(shè)計(jì)師完成（創(chuàng)造性活動(dòng)）；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(shè)計(jì)方法及程序2.1.2繪制1：5的外形設(shè)計(jì)構(gòu)思圖車身外形的構(gòu)思圖，表現(xiàn)預(yù)想的汽車造型效果的圖畫。構(gòu)思多方案，平面投影圖或立體透視圖。13二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序14二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序15二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序16二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序17二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(fēng)窗位置及傾角、發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)采用二維人體樣板校核； 應(yīng)按照車身制圖標(biāo)準(zhǔn)繪圖。18二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序19二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序20二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的立體感覺(jué)；從不同的視覺(jué)角度表現(xiàn)車身表面各個(gè)面之間的關(guān)系；車身整體及細(xì)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(yīng)反映出來(lái)21二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序22二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序23二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序24二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.1.5制作1：5的油泥模型數(shù)據(jù)來(lái)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(fēng)洞試驗(yàn)；25二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序26二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序27二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序28二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(fēng)格一致；多種方案選擇。29二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序總結(jié)：產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃任務(wù)和外形撅念設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地用布置圖、效果圖和立體模型表達(dá)出來(lái)；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(xì)致的技術(shù)設(shè)計(jì)作好了準(zhǔn)備；初步設(shè)計(jì)具有規(guī)模小，費(fèi)用低，便于修改和多方案探討等特點(diǎn)，使它成為車身設(shè)計(jì)必需的程序。30二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.2技術(shù)設(shè)計(jì)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(biāo)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(shè)計(jì)中小模型暴露的問(wèn)題。檢查放大后的效果，如前風(fēng)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(jìn)行校核，進(jìn)一步確定各部件之間的尺寸和位置布置關(guān)系。檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)干涉?等。31二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序32二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.2.2雕塑1：1的油泥模型目的：反映未來(lái)新車的立體造型效果（過(guò)渡面）；風(fēng)洞試驗(yàn)；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(shí)車輪。33二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序34二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.2.3制作1：1的內(nèi)部模型目的：檢驗(yàn)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(shí)物，以求逼真。35二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序36二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序37二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序38二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(jìn)行車身詳細(xì)布置，繪制車身表面及其零件結(jié)構(gòu)的1：1總圖板，是車身上重要的設(shè)計(jì)資料之一，應(yīng)保存在該車型生產(chǎn)的整個(gè)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(guān)系及縫隙要求；車身主要結(jié)構(gòu)斷面；車身中運(yùn)動(dòng)部件的軌跡及運(yùn)動(dòng)校核，如車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋等；與車身相關(guān)的其他總成的位置、輪廓線及運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便校核這些部件與車身的間隙，確定裝配位置關(guān)系。39二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序40二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序2.2.5繪制車身零件圖詳細(xì)表示零件結(jié)構(gòu)。2.2.6樣車試制和試驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)車身外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，考核其性能、強(qiáng)度和壽命，從中找出缺陷，取得進(jìn)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(shè)計(jì)方法及程序42二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(shè)備制造與檢驗(yàn)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(zhǔn)作用，類似“米原器”。分塊原則：主模型應(yīng)按車身覆蓋件分塊，原則上應(yīng)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(shè)計(jì)方法及程序44二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jià)格昂貴。

環(huán)氧樹脂玻璃鋼，優(yōu)點(diǎn)：不吸水，不易變形、強(qiáng)度、剛度好、硬度高，加工工藝性好。缺點(diǎn)：制造程序復(fù)雜，價(jià)格高。45二、傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法及程序以下將進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備階段。傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法工作量大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。開發(fā)新車型需要幾年時(shí)間。手工造型設(shè)計(jì);實(shí)物模型制作;依據(jù)經(jīng)驗(yàn)的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程必須通過(guò)實(shí)物和圖紙相結(jié)合的方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)并傳遞設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息。46三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序47在傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段來(lái)進(jìn)行車身設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代車身設(shè)計(jì)手段：CAS：Computeraidedstyling，計(jì)算機(jī)輔助造型CAD：ComputeraidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM：Computeraidedmanufacturing,計(jì)算機(jī)輔助制造CAPP：Computer

Aided

Process

Planning，計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)CAE：ComputerAidedEnginerring，計(jì)算機(jī)輔助工程三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序48三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序1.設(shè)計(jì)過(guò)程1.1確定車身總布置草圖利用計(jì)算機(jī)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(diǎn)”。49三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序1.2計(jì)算機(jī)輔助造型（CAS）在計(jì)算上繪制效果圖，利用屏幕投影或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)觀察造型效果。50三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序51三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序1.3快速成型技術(shù)或CAM技術(shù)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(xué)模型，進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)及內(nèi)怖、儀表板等內(nèi)部部件的設(shè)計(jì)，建立模具加工文件，進(jìn)行CAE分析52三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序53三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序54三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序55三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序56三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序57三、現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序2.優(yōu)點(diǎn)它能使設(shè)計(jì)者得到一個(gè)能進(jìn)行快速評(píng)價(jià)(造型、結(jié)構(gòu)等方面)的模型，從而設(shè)計(jì)師可嘗試大量