汽车车身-设计基础

1、,设 计 基 础,汽 车 车 身,第一章 车身概论,第二章 车身设计的程序与方法,第三章 车身设计的技术与要求,第四章 轿车车身的空气动力学特性,第五章 轿车的车身总布置设计,第七章 车身结构的轻量化设计,第六章 车身结构的安全性设计,第一章 车身概论,学习要点： 1.1 轿车车身的特点 轿车车身的设计与需要集各个行业之大成 1.2 轿车车身的发展概况 车身发展的5个里程碑式阶段及其演变过程 1.3 现代轿车车身技术发展趋势 外形设计的发展特征和50年后的汽车,车 身 造 型,布 置 型 式,新 材 料,电 子 控 制 技 术,空 气 动 力 学,人 体 工 程 学,安防抗 全公腐 性害蚀,新 工 艺 的 应 用,的 运 用,的 研 究 及 应 用,的 研 究 及 应 用,法 规,1.1 轿车车身的特点,1.1.1 决定轿车车身设计的主要因素,1.1 轿车车身的特点,第1章 车身概论,1.1 轿车车身的特点,1.1.2 轿车车身设计的要求及原则,第1章 车身概论,1.1 轿车车身的特点,第1章 车身概论,1.2 轿车车身的发展状况,厢型,甲虫型,鱼型,船型,楔型,体现空气动力学原理的流

2、线型车身,集流线型和船型优点于一身,快速、稳定、舒适,马车外形的发展,以人为本，考虑驾乘舒适性,1.1 轿车车身的特点,蒸汽汽车,马车,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,1907劳斯莱斯.银灵,1915福特T型车,动力性差 阻力大,1.2.1 原始的厢形车身 车身高大，有足够的活动空间 空气阻力巨大，动力性差，行驶速度低,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,降低空气阻力，提高动力性的措施分析,良好的车身外形设计的主要内容是要减小空气阻力。,仅仅加大发动机不可取，可考虑减小CD和A,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,降低CD的尝试,1934年美国密执安大学的雷依教授 空气动力学风洞实验,减小迎风面积的措施,车宽的减小受到稳定性、舒适性的限制,降低车高,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,降低车高，车的动力性加强,流线型的车身 CD值最小,第1章 车身概论,1.2.2 体现空气动力学原理的甲壳虫形车身 甲壳虫型车身能减小车后部产生的涡流，比厢形车符合空气动力学性能，动力性增强，但其后排乘员空间

3、较小，产生不舒适感。,缺点： 升力大，行驶不稳定 乘坐空间狭小，视野及舒适性差,优点： CD值小 工艺性好，利于批量生产,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,因升力产生的行驶不稳定性,升力产生原理,1.1 轿车车身的特点,甲壳虫的另一个致命的缺点是对抗横向风能力差，不稳定。这是由于甲壳虫车身的特殊结构，产生了空气升力。,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,1.2.3 引入人体工程学的船型车身,以人为本，考虑驾乘舒适性；但是阻力大，动力性差,船型车身是车身外形的进步还是倒退？,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,1.2.4 趋于完美的鱼型车身 具有良好的空气动力学性能 存在舒适性和视野问题,1995保时捷911,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身的发展状况,第1章 车身概论,1.2.5 理想的楔型车身 有良好的空气动力学性能 解决了横向风稳定性问题 有很好的动力性和舒适性,1963司蒂倍克阿本提小客车,楔形赛车,鸭尾造型的原理及应用,“鸭尾”造型在宝马五系上的运用,1.1 轿车车身的特点,1.2 轿车车身

4、的发展状况,第1章 车身概论,现代车身技术发展趋势：,节能、环保、安全 采用新方法、新材料、新工艺,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,现代汽车，尤其是轿车，外形设计的发展特征与传统设计相比区别在何处？,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,成功的车身设计是综合考虑所有因素的结晶,第1章 车身概论,风格各异的造型,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,人性化的特征,艺术化的外表,第1章 车身概论,1.3.1 现代汽车车身外形设计的发展特征,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,新能源,新材料、新结构、新工艺,第1章 车身概论,新生产方式 新消费方式,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,新设计理念,第1章 车身概论,1.3.2 现代轿车车身技术发展趋势,个性化,综合设计,各向异性造型,风格多样化,空气动力学 性能最优化,体现各种要求,避免“千篇一律”,追求情感化,提高行驶稳定性,新颖 奇特,人性化,

5、以人为本，人机协调,虚拟化,全球化,虚幻环境的动态模型体验实车,汽车将成为世界性商品,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,第1章 车身概论,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,50年后的轿车,通用公司 OnStar ANT,本田124,大众公司的SlipStream,奥迪公司 Virtuea Quattro,第1章 车身概论,马自达MotoNari,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,Peugeot20Cup concept,Nissan Pivo,Nissan Pivo,第1章 车身概论,日产OneOne,1.2 轿车车身的发展状况,1.1 轿车车身的特点,1.3 现代轿车车身技术发展趋势,BMW GINA,梅塞德斯-奔驰银箭,丰田Biomobile Mecha,丰田的i-Swing,第1章 车身概论,第二章 车身设计的程序与方法,学习要点： 2.1 车身设计方法概述 有别于机械总成设计的，车身设计的各种方法概述 2.2 传统的车身设计

6、方法 传统车身设计遵循着顺序，一环紧扣一环 2.3 现代的车身设计方法 并行、协同面向全生命周期的设计模式,光顺曲线,空间曲面,装配精度,互换性,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,2.1 车身设计方法概述,建立三维坐标系 X向：以前轴中心为零点，向前为负，向后为正 Y向：以车身对称面为零点，向左为正，向右为负 Z向：轿车以地板下平面为零点，向上为正，向下为负 画网格线尺寸的计量和标注的基准线，多采用200mm网格 尺寸标注：以距离最近的坐标线为基准；可增添辅助基准线（每25mm的倍数）；尺寸尾数为0.25，0.50，0.75，0.00。,车身设计资料以三维坐标系为设计基准,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,2.1 车身设计方法概述,传统设计方法,顺序设计、环环紧扣、严谨保守,现代设计方法,并行设计、多元参与、高效可靠,计算机辅助设计,现代设计、弥补平面制图的不精确性、节省制模时间,“仿形法”设计,介于传统车身设计和现代计算机辅助车身设计之间,各种车身设计方法的特点,第2章 车身设计的程序与方法,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序

7、与方法,传统设计方法,发动机,底盘,车身,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,现代设计方法,并行的、协同的、面向全生命周期的设计模式,艺术构思图CAS,三维数学模型CAD,车身结构设计CAD,零件设计CAD,虚拟装配ASS,试制,试验、定型,车身制造工艺设计CAPP,工装、模具设计CAD,工装、模具加工CAM,装配、试冲、调整,投入生产,铸件毛胚准备,CAE优化设计,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,计算机辅助设计,“仿形法”设计车身,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,2.3 现代的车身设计方法,第2章 车身设计的程序与方法,2.1 车身设计方法概述,2.2 传统的车身设计方法,概念设计,技术设计,传统设计方法,2.2 传统的车身设计方法,第2章 车身设计的程序与方法,概念设计,产品设计的前期工作，对将投产车型的概念描述,论证产品的开发目的、必要性与可行性、市场预测、产品水平分析、目标成本、产品的竞销能力、企业的生产条件、投资能力、投产的总体目标等,初步确定汽车性能指标、外形与内部布置,2.1 车身设计方法概述,2.2 传统

8、的车身设计方法,2.2.1 概念设计,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,产品的目标成本,概念设计的内容,产品的先进性分析,产品的使用调查,产品的三化,产品的造型概念,市场调查,产品设计任务书的制定,第2章 车身设计的程序与方法,市场调查 预测需求（数量与价格），确定生产纲领（产量），竞争对手动向，投放时间。,社会经济增长率,国民所得,购买力,世界政治和经济环境,公路建设,人口构成,消费动向,消费者生活方式及志向,交通环境及法规,车辆保有量及普及率,市场车型构成,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,产品的使用调查 确定产品安全性、动力性、经济性等性能目标，确定主要技术参数。,同类产品状况与问题,用户的需要和喜好,赶超性能目标,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,产品的先进性分析 对所要达到的目标进行分析，确定先进技术应用的可行性。,第2章 车身设计的程序与方法,产品的造型概念 所开发车型的形

9、体描述,概念草图,初步布置图,美术效果图,小比例模型,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,第2章 车身设计的程序与方法,桑塔纳2000 桑塔纳3000 桑塔纳维斯塔 车身附件不同,时尚型 舒适性 豪华型 整车配置不同,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,产品的通用化、标准化、系列化 确定车型系列，以节省投资，缩短开发周期，满足各种需求,第2章 车身设计的程序与方法,产品设计任务书的制定 产品描述,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,产品的目标成本 确定车型系列，以节省投资，缩短开发周期，满足各种需求,设计任务书要规定整车与总成开发的主要技术指标，包括如前所述的汽车的尺寸、质量、性能以及电器仪表和车身附件的选装要求，目标成本等。,第2章 车身设计的程序与方法,采用同步工程方法，在产品开发初期的概念设计阶段就吸收工艺、制造工程师以及财务、生产计划和市场销售人员，提前参加概念设计阶段的工作。,产品开发的组织管理 用最少的人力和物力，花费最短的时间，作出最畅销的产品。,绘制1:5的车身布置草图确定车型基本尺寸,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,2.2.2 技术设计,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,绘制1:5的外形设计构思图确定外形,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,绘制1:5的车身布置图确定主要控制尺寸、校核运动关系,第2章 车身设计的程序与方法,2.2 传统的车身设计方法,2.1 车身设计方法概述,绘制车身外形的透视效果图和1:5的立面效果图确定立体造型、色彩、效果,第2章 车身设计的程序与方法,2.2

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