基于數(shù)字化設(shè)計的客車車身造型設(shè)計研究

劉長順 胡秋鳳

【摘 要】在客車車身設(shè)計的過程中，數(shù)字化設(shè)計的應(yīng)用應(yīng)當是一項應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可以明顯加快汽車設(shè)計的過程，縮短開發(fā)周期，并且還有助于降低開發(fā)成本。在設(shè)計汽車造型的時候，傳統(tǒng)的手工創(chuàng)造已經(jīng)逐漸被新型的創(chuàng)造所取代。在人類改造世界的過程中，設(shè)計是一項最基本的活動，這項活動將技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)以及社會集合在一起。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化設(shè)計 客車車身 造型設(shè)計

在人類發(fā)展進步的過程中，設(shè)計在技術(shù)與藝術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來。而在社會需求不斷提高的過程中，設(shè)計水平也逐漸提升。

1數(shù)字化設(shè)計的概述

簡單來說，數(shù)字化設(shè)計其實就是以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計為目標，并以計算機軟硬件作為設(shè)計的基礎(chǔ)，采用數(shù)字化信息的輔助方法，促使產(chǎn)品設(shè)計集合分析、修改、優(yōu)化、建模以及自動化生成設(shè)計等相關(guān)的技術(shù)于一起[1]。在設(shè)計的時候，將計算機科學與計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)，在產(chǎn)品開發(fā)的過程中加強技術(shù)的應(yīng)用。

實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計，其中包含的內(nèi)容就有產(chǎn)品概念的設(shè)計、虛擬裝配、工程圖生成、建立數(shù)字樣機和相關(guān)文檔。利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可以滿足個性化的需求，促使產(chǎn)品外形等方面達到相互匹配的目的。利用數(shù)字化設(shè)計的時候，還可以計算產(chǎn)品貢茶等。產(chǎn)品拓撲結(jié)構(gòu)和性能特征的有限元分析、優(yōu)化設(shè)計等。

2數(shù)字化造型設(shè)計

在汽車造型設(shè)計的過程中，利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，軟件平臺是必須要使用的工具。在計算機技術(shù)發(fā)展速度越來越快的情況下，數(shù)字化設(shè)計軟件平臺的更新速度也在不斷加快。在計算機輔助造型設(shè)計的最初階段，建模是整個造型設(shè)計的重點內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品造型構(gòu)思到建模思想的形成，直至利用計算機軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，這是一個連貫性的過程。但是不同的軟件有不同的建模方法。因而，在客車車身設(shè)計的過程中選擇合適的建模軟件非常重要。目前應(yīng)用的比較廣泛的三維建模軟件主要有I-DEAS、Pro/Engineer（簡稱 Pro/E）、CATIA 等[2]。模型渲染平臺技術(shù)是通過計算機生成和輸出的真實圖形。這種技術(shù)是實現(xiàn)真實感技術(shù)的平臺。實際上在工業(yè)產(chǎn)品模型渲染中，應(yīng)用最為廣泛的軟件主要是 3DS MAX、MAYA、Rhino3D。

與此同時，影像后處理與建模和渲染軟件相比較，種類比較多，功能也比較齊全。應(yīng)用這類軟件的主要用途就是提高影像的表現(xiàn)力。經(jīng)過有效后處理的作品在藝術(shù)表現(xiàn)方面會大大的提高。Adobe 公司的 PhotoShop 圖像處理軟件，具有三維變形等功能，擁有多種提高影像效果的工具，包括平面繪圖等?，F(xiàn)如今市場上應(yīng)用比較多見的軟件主要是CAD/CAM軟件。這種軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄方式與處理方式并不相同。，并且開發(fā)的語言也不一樣。在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段甚至同一個階段會涉及到不同的 CAD/CAM/CAPP 系統(tǒng)。要實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換與共享，就必須建立不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換標準。

3客車車身的數(shù)字化造型

事實上，客車是一種技術(shù)性比較密集與勞動密集相互結(jié)合額產(chǎn)品?？蛙囓嚿聿粌H需要滿足實用功能，同時也是需要梅花社會。設(shè)計出漂亮的車身造型，可以給人美的享受。

首先，車廂平面的布局。對于旅游客車，乘客乘車時間長、站點之間相距較遠、客流量幾乎為零是它的承載和運行特點；其車廂布局首要考慮的因素應(yīng)該是保證乘客的乘車舒適性?？蛙囋O(shè)計的時候保證乘客面朝前方的前提下，車廂布局的特點主要是開一扇乘客車門，位于客車右側(cè)頭部；通道相對窄，為乘客站立走動區(qū)；兩側(cè)靠窗布置座椅，左右兩邊均為雙人座，最后一排為抬高的五人座椅。這樣的客車車身造型設(shè)計，無論是在心理還是在生理上，乘客都會感覺安全、舒適，并且旅途也不會覺得疲勞。

其次，客車地板平面的高度。旅游客車的橫截面和城市客車的橫截面有顯著的不同。對旅游客車來說，由于乘客上下車不頻繁，所以無需嚴格控制地板高度，而為了改善乘客的視野性，提高碰撞時的安全性以及布置行李艙和其他生活設(shè)施的需要，希望增加地板高度，因此旅游客車日益趨向于高地板布置。較高的地板平面能消除底盤行駛系對車身結(jié)構(gòu)的影響，不再出現(xiàn)輪罩凸包。客車上下車的方便性與安全性取決于踏步的高度、深度、級數(shù)、表面狀態(tài)、能見度以及扶手位置和車門寬度等。給定的旅游客車離地間隙決定客車地板平面 0 線的高度位置。由工廠提供的圖樣得知，客車地板平面高度為 750 ㎜，故須裝置三級踏步。并且地板平面高度與發(fā)動機和傳動系數(shù)布置相關(guān)。在充分利用與貨車通用標準后橋并采取前置發(fā)動機的布置方案的情況下，地板平面高度 H 決定于下列諸參數(shù)：車輪半徑dr、后橋殼高度 k 以及包括懸架壓縮動撓度、緩沖塊壓凹后的附加撓度與地板厚度在內(nèi)的c值。

最后，座椅的布置與尺寸[3]?？蛙嚨母叨绕鋵嵵饕蕾囉诘匕迤矫娴母叨扰c過道地板處距離頂棚的高度。升高座椅高度就有可能縮短座椅之間的間距，從而可使客車的面積得到更好的利用。目前的趨勢是稍增加座墊距地板的高度，并相應(yīng)改變座墊傾角和其他尺寸。在旅游客車上確定座墊前緣距前排座椅靠背的距離時，必須考慮前排座椅可能調(diào)整的傾角大小，該尺寸在靠背處處于極限位置（后仰）的情況下，應(yīng)取其等于城市客車上所采用的尺寸（250 ㎜）。有時為了增多座椅數(shù)而不得不減小座椅間距，在此情況下，為保證擱膝蓋處的空間，局部減薄該處靠背的厚度。在確定座椅寬度時，應(yīng)取雙人座椅作為原始尺寸。

4結(jié)語

在客車車身造型設(shè)計的過程中，充分利用數(shù)字化設(shè)計的理念，可以滿足客車車身造型設(shè)計的眾多要求，繼而滿足乘客的多種需求。

參考文獻：

[1]楊得一，張秋月，郭鋼 等.基于 UG 平臺的汽車駕駛舒適性評價[J].客車技術(shù)與研究，2014，12（2）：6-8.

[2]劉善水，李靖誼，尹明德 等.客車車身曲面分塊造型設(shè)計研究[J].機械工程師，2013，14（4）：61.