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当代汽车车身设计浅析

简略介绍当代汽车的车身设计的趋势

科技信息。科教视野o

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20cr7年第20期

当代汽车车身设计浅析

(方正县公安局交巡警大队黑龙江方正150800)

摘要:车身设计造型涉及诸如空气动力学,人体工程学、制造工艺学、美学、计算机图形学、结构学、材料学等等学科,它是一种技术和劳动密集型相结合的产品。车身设计成本占整车总设计比重最大,所以车身设计成为制约着汽车制造和新车型开发的关键。

关键词:汽车车身设计;发展趋势

汽车犹如一个个流动的精度建筑物游戈在道路上,优美的车身能给人留下难以忘怀的印象。事实上汽车的车身造型是一个时代社会政治、经济和文化等多方面生动的综合反映。也鲜明拆射出这个时代的整个工业水平及完备程况。

一、车身的内部设计

车身内部设计要力求精致、考究、装备齐全,近年来,内饰设计从强调舒适到重视驾乘的愉快与享受是车身内部设计的一个特点。

大量采用柔性的内饰设计。内饰装备和覆盖物的造型都比较圆滑.恰好与外形发展的趋势相呼应。面料和座椅软垫一体化成型的座椅,整体模握成型的仪表板和复合材料饰板给人以精致、明快的感觉。而内饰面料触感柔软则给人以和谐、舒坦的视觉效果。总之.软化的内饰不仅是舒适的需要。而且也是安全的需要。

座椅可说是保证乘员舒适性的最重要的装备。座椅的设计和布置首先要保证乘客的坐姿符合人体工程学。然而,一个座椅要满足各种体形的人.就得能够对座椅从各个方位进行调节。愈是讲究的座椅.调节机构就愈复杂。为了使座椅适合各种身材的人,就要按照人体工程学和数理统计原理对座椅的调节方式和调节范围进行精确的计算并设计,同时保证车身内部卒阿的尺寸尽可能紧凑。

现代车身内部设计更加追求愉快感。在车身内部所采用的音响设备、电视、无线电话以及小型冰箱等设备就是明证。随着旅游的兴旺发达,“娱乐型”汽车的概念应运而生。显然,消费者已不只满足于“舒适”地坐在汽车内.他们希望所购的汽车不但能容纳长度较大的滑雪板。而且还可作为“移动的野营帐篷”等等。消费者的意愿给车身设计师们提供了一个广阔的设计想象。

二、车身的外部造型设计

20世纪末.轿车车身外部造型设计的主流足柔性与刚性的特点相呼应.构成棱角分明的外形。车身多采用淡雅的色彩,造型显得朴实含蓄、线条明晰优美。这种外形具有易于零件分块,易于冲压和分总成拼焊等特点。因此,曾被广为采用。由于空气动力学是影响车身造型的最重要因素.根据节约能源、减小风阻系数和提高空气动力性能等原理而推出的楔形造型.后来也一度十分盛行。

近年来.因为棱角分明的外形很难大幅度地降低风阻系数,故汽车外部造型逐步突破棱角分明而趋向圆滑,尤其重视完美的局部造型以及加装各种导流板。事实上,这种圆滑、飘逸型的造型风格已博得广大消费者的理解和喜爱.并成为今天的车身造型主流。当然.某些高级轿车依然保持较稳重的造型风格.如维持传统式样的散热器面罩.但为了进一步降低空气阻力,其外部造型也逐渐趋向圆滑、明快。比如,过去高级轿车的车身采用那种暗淡的色彩去衬托闪闪发亮的华美镀铬装饰条.而今天则采用鲜明淡雅的色彩去衬托棱线清晰、颜色灰暗、造型含蓄的塑料饰件。

随着空气动力学研究的进一步发展。许多欧美、日本厂商已将其新车型的风阻系数降低到O.30以下,甚至降低到O.25左右,因此.不难预计。下一代的车身造型将会更加光顺、圆滑、动感。

今天的车身外部造型设计,在国外专业人员中被称作“流线形设计”。按照造型师们的新理念.汽车外形的连续完整性不应再依靠挺拔的棱角去表现。而是要由各种曲面光滑的连接以及微妙的光学效果与视觉效果显示出来。根据这种理念设计出来的车璎,其显著的优点就是可获得0.20甚至更低的风阻系数。众所周知:普通汽车在换档行驶时.发动机的功率和燃料大部分都消耗在克服空气阻力上(约占汽车总阻力65%),而具有”连续流动”曲面光滑的外部造型的轿车就可采用功率较小的发动机而达到较高的行驶速度,从而节约燃油消耗。这种车身造型设计的最大特点就是弯曲的大弧面,其模型制作要用玻璃纤维或碳纤维。

三、车身设计安全性很重要

世界上每年都有不少人在汽车碰撞事故中丧生.而且还有上升趋势。所以。车身碰撞安全性非常重要。因此,无论是设计师或是消费者都把安全性作为衡量汽车优劣的一个霞要依据。

白车身的主要防护原则是周边柔软而客舱刚硬.即白车身的刚性由周边至乘员舱逐渐增大。这样在车碰撞时.车身的周边产生一定的损坏和变形以便吸收碰撞能量.但尽量使乘员舱不变形和完好无损。车身内部的防护原则是力求避免在汽车碰撞时乘员与车身内部刚硬的零件相撞击。安全带是保护乘员最有效的装备。它与安全气囊在车辆碰撞时.保让乘员尽量减少与车身内部的撞击。此外,依据车身内部安全防护原则,在车身内部尽可能安装柔软的内饰而取消带有棱角的造型,如采用耐冲击而富弹性的夹层玻璃等等。

座椅头枕是避免乘客颈椎受伤的重要防护装备,近年来的设计主要集中在使头枕具有足够的高度以及正确的角度和形状。

四、车身设计的发展趋势当代轿车车身已由传统的车驾式结构向整体无架结构式转化,这是一种缘于飞机的应力薄壳结构。质轻而强度非常高。与车架式车身相比,重量减轻了400KG以上,而车身内部空闻切丝毫未减少,甚至还有扩大。

1.计算机应用于车身设计中FEM(FINITEELEMENTMODE)有限元法是一种随计算机技术进步而发展起来的汁算方法。其在车身设计上的应用.是先将车身剖分成由有限个单元组成的数以千百计的离散组合体.冉运用力学原理分析每个单元的受力特性。然后组集成各个单元的特性,从而得到车身的应力场和具能有效的分析计算及模拟车身的实际受力和结构形状的变化.以及被约束的情况等。由于有限元法计算精确,计算结果更接近实际.所以其车身设计中的应用将越来越广泛。

2.气流造型依然是设计的重点从汽车行驶速度造成的空气阻力来看,汽车的百年发展史,其实质就是汽车如何克服气动阻力的发展过程.车身的造犁进步则生动的演绎着这个变化经历。可以毫不夸张地说。在与气动阻力作斗争过程中推动了汽车车身的进步和开发。

气流造形的开发研究重点是最优化设计。大体上可分为两方面的技术工作:一是气动造形的局部最优化设计。另一方面是气动造形的整体最优化设计。前者任务是确定车身的基本造形,必须达到车身的制造工艺学、人体工程学、美学及其他相关学科的各方面要求,并在此基础上进行车身的局部修改.增加空气动力附加装置,实现减少气动阻力和提高行驶稳定性的目的。而整体最优化工作的任务则是根据高气动稳定性和低气动阻力的流线型要求,最终完成实用化车型的整体布置。由于兼顾局部和整体的最优化设计,使车身美感和科学性达到和谐统一。从而追求车身造型的完美性和最优化。

3.定制车身是发展趋势绚丽多姿和个性鲜明的车身,是二十一世纪车身发展的趋势,这既符号人类对美学、对个性的追求。这才真正标志着百年的汽车技术趋于成熟,体现了汽车产品的最终目的。展望未来,定制汽车车身是时代的特征和潮流。顾客不但可以自己选择车身的图案和造形,并以此进行定制生产,体现鲜明的个性和多样性。五、结语:现代汽车车身要求具有很高的防撞抗冲击能力,以及高度的清洁性、舒适性和智能性。还要给人以更美的艺术感受。总之,

汽车车身是设计师的语言和艺术品,也是汽车设计的精髓所在。‘’

参考文献

[1]雷雨成主编.《汽车车身设计与制造》eM].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.

1995.

[2]阮雪榆,卫原平,石晓祥.《现代汽车车身设计方法的研究和展辊》[J].机械科学与技术.2伽0(6).

[3]钟伟,曾代忠,汪衡虎.《国外汽车的车身设计’[J].机械工程师.20()5(11).

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万方数据 

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