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现代汽车车身设计方法的研究和展望

现代汽车车身设计方法的研究和展望

第19卷 第6期2000年  11月机械科学与技术

MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGY

文章编号:100328728(2000)0620888203

现代汽车车身设计方法的研究和展望

Vol.19 No.6Nov 2000

Ξ

现代汽车车身设计方法的研究和展望

石晓祥,卫原平,阮雪榆

(上海 )

石晓祥

 

:,,系统阐述了利用计算机辅助车身设计,以及它的主要特点和目前应用的现状。同时还根据设计方法发展的规律,展望了未来汽车车身设计方法发展的方向和特点。关 键 词:车身设计方法;仿形法;CAD CAM中图分类号:U463.82   文献标识码:A

  引 言

汽车车身发展的历史,是设计师不断开发新资源和采用新技术并按照美的规律进行造“物”的历史。在这个历史发展的过程中,设计师不断地协调着材料、结构、工艺、技术与造型美之间的矛盾关系,使设计出来的汽车既符合功能要求又符合人的审美要求。

从世界上第一辆汽车Daimler2Benz问世至今,汽车车身设计经历了一个世纪的发展过程。从早期的依靠经验类比进行设计到传统的通过制作车身油泥模型进行设计,车身造型设计正朝着缩短设计周期、提高设计质量、降低开发成本及提高汽车产品的市场竞争力的方向不断发展。近年来随着计算机硬件和计算机图形学的发展,特别是计算机辅助车身设计方法的广泛应用,为实现车身造型设计、结构强度分析和模具制造一体化工程提供了条件。

1 传统车身造型设计方法

设计极其繁琐和艰辛。显而易见,传统的车身设计方法将造成汽车开发周期长、设计累计误差大、开发成本高和产品的通用化及系列化程度低等问题。

2 车身CAD CAM设计方法——仿形法

科学的发展、技术的进步诞生了一批用于现代化设计的先进工具,例如计算机、数控机床等,从而使得设计观念和方法得到了彻底的更新。车身设计方法的改变也正是随着高新技术的发展而得以实现的。20世纪80年代以来,计算机软硬件技术取得了突破性的进步,高速图形工作站和功能强大的CAD系统的出现,使得国外各大汽车公司纷纷引进了CAD CAM等先进的设计方法来进行车身设计,车身设计由此翻开了崭新的一页。

车身CAD CAM设计方法的一个主要工作是利用计算机辅助几何设计(CAGD)方法

来进行车身几何造型设计,即在计算机上建立一个雕塑车身的模型,可以从它的表面任意处得到所有的曲线和曲面信息来进行设计和分析,这个模型就将被作为一个主模型来取代传统车身设计中的立体模型。运用计算机辅助车身设计的步骤如图2所示。

图2 计算机辅助车身设计

从图中可以看到,车身步骤(仿形法)CAD CAM方法保留了传统

设计中美工雕塑人员常规使用的方法,即用手工方法绘制效果图、雕塑缩比油泥模型,然后利用三坐标测量技术对车身油泥模型的表面测量近千个数据点,根据这些数据,设计

传统的车身设计方法[1]主要是基于手工设计完成的,它分为初步设计和技术设计两个阶段,如图1所示。

这种车身设计

图1 传统车身设计步骤方法是通过实物、

模型、图纸和样板来传递信息。整个设计过程首先从制作1∶5油泥模型和全尺寸的立体模型开始,然后设计人员根据油泥模型手工绘制所有的车身图纸和模具加工图纸。设计过程遵循由外及内,由模型到图纸的顺序。油泥模型上任何细微的改变都将直接导致主模型和大量图纸的修改,由此产生的修改

Ξ收稿日期:19990830

 作者简介:石晓祥(1975-),男(汉族),上海市人,上海交通大学博士研究生

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