汽車車身設(shè)計方法探討

顧大海

摘 要：進入 21 世紀來，社會經(jīng)濟科技水平不斷提高，人們生活水平，生活質(zhì)量都有了質(zhì)的飛躍，人們對于汽車的需求也呈現(xiàn)出指數(shù)上升的趨勢。人們對于汽車的需求指標不僅僅局限在速度上，還有質(zhì)量以及美觀上。汽車車身的設(shè)計不僅僅需要有技術(shù)上的要求，還有關(guān)于美學(xué)上的需求。因此在進行汽車車身設(shè)計的時候，要將科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合。本文主要分析如何進行汽車車身設(shè)計以及汽車車身設(shè)計的理念。

關(guān)鍵詞：汽車車身；設(shè)計；質(zhì)量控制方法

中圖分類號：U462 文獻標識碼：A

1 汽車車身設(shè)計的質(zhì)量要求

車身作為汽車整體機構(gòu)的重要部分，包括對側(cè)圍、頂蓋以及車身底板與后圍的設(shè)計，在進行汽車車身的設(shè)計過程中，必須要綜合性地對汽車空間、人機工程等進行全方位的考慮，切實地保證汽車的基本功能。在完成基本功能的設(shè)計工作之后，應(yīng)當(dāng)對汽車車身的相關(guān)性能進行提升，滿足汽車的耐久要求，這與汽車的使用時間有著直接的聯(lián)系。同時，設(shè)計者也必須要對汽車的安全性能進行考慮，車身的安全帶強度、碰撞性能以及座椅強度與之具有直接的聯(lián)系。汽車車身的強度也必須要滿足使用者在實際使用過程中的要求，包括對頂蓋抗壓能力的設(shè)計以及局部剛性的設(shè)計，這些都與汽車的使用性能有著直接的聯(lián)系。事實上，汽車的整體性能好壞與其在制造過程中使用的部件質(zhì)量有著直接的聯(lián)系，因而制造者在制造過程中必須要對汽車零配件質(zhì)量進行有效地提升，保證所使用的零配件可以滿足汽車長期使用的要求，這樣才能提及對汽車車身設(shè)計的質(zhì)量要求。在汽車車身設(shè)計的實際過程中，設(shè)計者需要結(jié)合汽車實際使用的性能要求以及時長限制，對汽車的使用強度進行有效地考量，從而結(jié)合相關(guān)進行設(shè)計，否則就會造成所制造的汽車與其目標客戶的使用需求無法得到有效的滿足，導(dǎo)致汽車車身設(shè)計沒有起到其應(yīng)有的作用，浪費相關(guān)建材的使用，造成對多種資源及人員設(shè)計的浪費。

2 車身的作用以及有關(guān)的結(jié)構(gòu)特點

我們都知道，車身的主要作用是用來載運乘客或者是貨物的，其功能相當(dāng)于一個臨時住所或者是流動倉庫，這個住所或者倉庫是受到質(zhì)量以及空間限制的，能夠活動的建筑物，車身的具體作用需要分析車型來確定。對于轎車的車身來講，其主要作用一般包括以下幾點：其一就是車身是車的四大組成部分之一，對于汽車的整車功能來講具有非常重要的意義，除此之外還能夠提供更舒適的乘車環(huán)境，保護開車人的安全，分析其車形，還能夠保障降低空氣的阻力，加強轎車的美觀性。車身的特點主要集中在以下幾個方面，其一就是制造車身的材料是十分多的，其二是車身外形的發(fā)展速度比較快，更新?lián)Q代比較快。結(jié)構(gòu)特點主要集中在組成車身外形的各個零部件的材料是比較薄的，并且其的表面積比價大，形狀比較復(fù)雜并且多為自由面。

3 分析車身設(shè)計的要求

車身設(shè)計，也就是對車身的各項內(nèi)容進行科學(xué)，合理的設(shè)計，設(shè)計的目的是為了在滿足基本的功能需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)造型更加的完美，美觀性較強，車身的性能好，空氣動力特性比較好，并且生產(chǎn)是比較簡單的，維護拆裝比較方便。在外形以及結(jié)構(gòu)上，車身殼體是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件組成的。所以在進行車身外形設(shè)計的時候，考慮的因素有很多，其一就是要保證車身的基本功能需求，再者就是要保證整體的協(xié)調(diào)性以及美感，在進行車身覆蓋件的設(shè)計的時候，需要保證其具有比較高的互換性以及準確性，工藝性能指標要求也比較高。因此，要求車身表面上的各點連成的曲線必須在橫向以及縱向這兩個截面上反復(fù)進行協(xié)調(diào)，以此來保證整個曲面的光滑度。傳統(tǒng)的設(shè)計方法在進行車身樣圖的設(shè)計的時候必須要采用網(wǎng)格來表示，這種設(shè)計的方式不能夠僅僅依靠圖紙就將其車身準確，科學(xué)的表示出來，而必須加以實體模型的方式進行。換句話來講就是對車身這樣復(fù)雜的空間曲面外形需要采取一套特殊的實物來進行模擬以及“移形”的辦法來進行表達，從而確定車身的設(shè)計是否合理。在進行產(chǎn)品設(shè)計，準備以及投產(chǎn)的過程中，做出實物能夠更好的對圖樣進行有關(guān)的補充，這樣能夠更好的保證零部件之間的協(xié)調(diào)性。以上所說的這么多的特點就決定了車身設(shè)計與車其他三個部分中成體系的工作方法之間是存在區(qū)別的，車身設(shè)計這種方法屬于逆向工程。

4 基于 CAX 的現(xiàn)代汽車車身設(shè)計方法

一般認為，基于各種計算機輔助技術(shù)（CAX）的車身設(shè)計方法為現(xiàn)代車身設(shè)計方法，這種設(shè)計方法主要分為兩個階段，其一就是概念設(shè)計，其二是過程設(shè)計。這種車身設(shè)計方法主要是利用計算機輔助幾何設(shè)計方法（也就是 CAGD）方法來進行車身幾何造型設(shè)計，主要利用的工具就是計算機，利用計算機來對車身模型進行仿真以及設(shè)計，通過計算機的相關(guān)軟件來對模型表面的所有曲線以及曲面信息來進行設(shè)計以及分析，這個模型將被作為一個主模型來取代傳統(tǒng)車身設(shè)計中的立體模型。現(xiàn)代的產(chǎn)生設(shè)計方法與傳統(tǒng)的設(shè)計方法有一定的地方是相似的，相似點主要是包括利用人工來進行圖形的繪制，然后利用油泥來進行模型的雕塑，最后利用二坐標測量技術(shù)對雕塑的模型的表面的數(shù)據(jù)點進行測量。與傳統(tǒng)方法的區(qū)別就在于車身設(shè)計師利用計算機來進行數(shù)學(xué)模型的建立，建立好數(shù)學(xué)模型之后還需要適當(dāng)?shù)膶δＰ瓦M行調(diào)整，根據(jù)實際需求進行分析計算。當(dāng)數(shù)據(jù)模型調(diào)整好之后，就需要將模型直接進行加工，設(shè)計。這樣的設(shè)計方法，不僅僅能夠提高設(shè)計效率，還能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)設(shè)計，有限元分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析等等集中在一個平臺之上，這樣就能夠保證數(shù)據(jù)信息的準確性并且設(shè)計。工藝以及檢驗人員使用的數(shù)據(jù)資源是相同的，這樣的設(shè)計方法能夠很好的保證設(shè)計出產(chǎn)品的質(zhì)量問題，還能縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計的精度?，F(xiàn)代汽車車身設(shè)計方法的特點主要體現(xiàn)在以下的四個方面：

（1）以計算機中的三維實體模型替代傳統(tǒng)設(shè)計中的主模型，這樣就能夠很好的節(jié)約人力資源以及財力資源，更好的提高效率；

（2）這樣提高汽車產(chǎn)品規(guī)劃時的可信度，這樣能夠更好的保證設(shè)計流程的連貫性，減少時間的浪費。

（3）現(xiàn)代化的設(shè)計方法，在很大程度上是依托于計算機的，由于計算機的計算速度快，準確度高，這就會使整個車身設(shè)計的時間周期減少，提高設(shè)計質(zhì)量以及效率。就現(xiàn)在的情形看來，日前用于車身設(shè)計的 CAD/CAM 系統(tǒng)能夠根據(jù)三維實體模型自動生成二維的車身圖紙以及用于數(shù)控加工的代碼。并且當(dāng)三維的模型發(fā)生變化的時候，系統(tǒng)就會自動的進行數(shù)據(jù)的修改等等。在進行車身設(shè)計的時候，各個環(huán)節(jié)，各個模塊都是息息相關(guān)的。車身設(shè)計人員利用現(xiàn)代化的設(shè)計方法能夠更好的發(fā)揮自身的優(yōu)勢，不斷的利用自身的獨特的思維來進行車身模型的改進。這個過程耗費的時間少，可行性高。

（4）利用現(xiàn)代車身設(shè)計方法，還能不斷的改進車身造型，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，利用 CAD/CAM 軟件來進行車身三維模型的搭建，設(shè)計人員可以根據(jù)設(shè)計出來的各種造型進行對比，從而更好的挑選出適合的，好的，符合消費者審美觀，需求觀的方案。

結(jié)束語

綜上所述，隨著生活水平的提升，使汽車成為日常生活中的普遍交通工具，對于人們的生產(chǎn)生活有著直接的影響，因而在汽車車身設(shè)計的過程中，對質(zhì)量進行有效地控制，可以保證人們擁有良好的使用感受，促進汽車制造行業(yè)的高速發(fā)展。

參考文獻

[1]楊廷勇.汽車車身結(jié)構(gòu)件設(shè)計與性能計算分析[J].機械工程與自動化.2018.

[2]沙艷君，馮立立.車身焊接質(zhì)量技術(shù)分析[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊.2017.

[3]趙江洪，譚浩，譚征宇.汽車造型設(shè)計：理論，研究與應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[4]張欣宇.基于逆向工程的汽車外形設(shè)計方法的應(yīng)用研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2008.

[5]谷正氣.轎車車身 [M].北京：人民交通出版社，2002.

（作者單位：東風(fēng)悅達起亞汽車有限公司）