汽車車身設計 - 燕山大學車輛與能源學院

1、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《汽車車身設計》,第一章 車身產品開發(fā)流程和設計方法,提綱,第一節(jié) 概述一、現(xiàn)代產品開發(fā)流程二、現(xiàn)代車身設計技術三、我國汽車工業(yè)的車身設計水平第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法一、現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程二、現(xiàn)代車身設計方法第三節(jié) 基于知識的虛擬產品開發(fā)一、基于知識工程二、虛擬產品開發(fā),現(xiàn)代產品設計過程特點并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設計模式戰(zhàn)略類產品開發(fā)項目流程產

2、品管理概念開發(fā)批量開發(fā)批量準備,第一節(jié) 概述現(xiàn)代產品開發(fā)流程,計算機輔助造型技術虛擬現(xiàn)實技術空氣動力學模擬人機工程技術數(shù)字樣機技術CAE數(shù)據驅動和驗證技術模塊化設計技術,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,計算機輔助造型技術將造型膠帶圖由三維掃描儀直接輸入計算機，經過逆向建模和CAS造型，得到三維可加工的數(shù)學模型優(yōu)點：省略比例模型的制作環(huán)節(jié)，縮短造型周期提高了數(shù)據精度內外表面三維數(shù)據，為后序工程和工藝分析提

3、供共享的數(shù)學模型,,,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,虛擬現(xiàn)實技術是廠商展示實力、輔助造型設計的一種手段，為方案評審提供了準確的依據能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性，使設計中滲入更多實用性、藝術性因素,,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,空氣動力學模擬空氣動力學原理在車身造型設計中的應用已經成為造型構思的重要依據轎車：減少空氣阻力和空氣升力，提高整車的經濟性和操縱穩(wěn)定性商用車：改進駕駛室的流線型設

4、計，降低車輛的風阻和油耗，改善經濟性,,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,人機工程技術改善駕駛員和乘員在駕駛和乘坐狀態(tài)下的舒適性、視野性、手伸及性、操縱方便性等,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,數(shù)字樣機技術(Digital Mock-up---DMU)基于協(xié)同作業(yè)機制與理念的并行開發(fā)技術在車身開發(fā)中的應用：白車身焊接過程模擬車門玻璃裝配模擬運動干涉分析,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,CAE數(shù)據驅動和驗證技術白車

5、身和部件的靜態(tài)、動態(tài)、安全、疲勞分析空間和管路的CFD分析鈑金件的沖壓成形可行性分析塑料件注塑過程的模擬分析和優(yōu)化設計等碰撞安全性分析振動噪聲分析（軟件）動力學仿真（軟件Admas）,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,模塊化設計技術在系列化和平臺設計的背景下提出原則 以盡可能少的模塊組成盡可能多的產品，并在滿足要求的基礎上使產品精度高、性能穩(wěn)定、結構簡單、成本低廉，且模塊機構應盡量簡單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系也盡可能簡單。

6、模塊化程度和趨勢日益明顯零部件供應商自主開發(fā)能力提高總成開發(fā)的技術革新產品開發(fā)的職責向供應商轉移目前：車門、儀表板、頂后側內飾、白車身未來：白車身模塊和座艙模塊,第一節(jié) 概述二、現(xiàn)代車身設計技術,第一節(jié) 概述三、我國汽車工業(yè)的車身設計水平,1. 三維設計2.初步具備自主開發(fā)能力，初步具備和掌握了當前先進的設計手段，如計算機輔助造型技術、CAE分析和驗證技術等3. 產品開發(fā)流程和設計規(guī)范得到了提高和完善。 設計

7、經驗和數(shù)據積累還欠缺。,各個階段的進程都設有一個審查、驗收的關鍵里程碑在每個里程碑對新車型的所有指標都必須經過嚴格考核,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,,（一）車身產品開發(fā)階段1．產品策劃目的：規(guī)劃和定義車身產品開發(fā)的指導原則、開發(fā)內容、關鍵技術、性能指標、實施路線、風險分析等形成后續(xù)開發(fā)活動的指導性文件，作為造型、設計、試制、試驗階段的輸入條件重要的工作內容APQP——產品質量先期策劃(確保產品

8、讓顧客滿意的步驟)QFD——質量功能展開（市場的要求轉化為設計要求、零部件要求、工藝要求、生產要求）SWOT分析等——優(yōu)勢、劣勢、機會、威脅對標,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）車身產品開發(fā)階段2．概念設計確定方案和參數(shù)內容：車身總布置、車身造型、結構可行性研究,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）車身產品開發(fā)階段3．技術設計造型評審通過并凍結后，進行的結構

9、方面的詳細設計工作內容：三維結構設計、二維工作圖設計,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）車身產品開發(fā)階段4 ．產品試制是產品開發(fā)過程中相當重要的驗證環(huán)節(jié)三個階段：設計試制A、實驗試制B和生產前階段試制C快速原型技術(RP---Rapid Prototyping),第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）車身產品開發(fā)階段5．產品試驗是產品驗證的重要環(huán)節(jié),第二節(jié) 現(xiàn)代

10、車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）車身產品開發(fā)階段6．生產準備產品試制和試驗后的設計凍結，意味著產品生產準備全面啟動內容：制造確認、批量生產確認,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（二）車身產品開發(fā)內容1．車身造型2．車身結構可研3．三維結構設計4．二維圖設計5．CAE計算及驗證6．車身試制7．車身試驗8．工藝支持,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流

11、程,（一）性能設計（二）精益設計（三）并行工程,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法二、現(xiàn)代車身設計方法,（一）性能設計現(xiàn)代設計是以CAE技術為支撐的性能設計。從概念設計開始，貫穿整個產品技術設計階段，直到后序的產品試驗驗證，都以目標性能為指導三大要素前期對標設計中CAE分析驗證產品驗證環(huán)節(jié)捆綁于各個階段，實行閉環(huán)控制,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程,（一）性能設計主要控制階段和過程,第二節(jié)

12、 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法二、現(xiàn)代車身設計方法,（二）精益設計常應用于制造活動，致力于通過規(guī)定產品在工廠內部的流動方式，消除瓶頸和采取節(jié)約的措施，不斷提高制造效率精益原則理論逐漸擴展到設計、市場和新產品引入等新興領域,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法二、現(xiàn)代車身設計方法,（三）并行工程組織跨部門﹑多學科的開發(fā)小組，協(xié)同工作對設計﹑工藝﹑制造等上下游各方面進行同時考慮和并行交叉設計優(yōu)點：開發(fā)時間大大縮短，質量和成本得

13、到改善設計階段的并行工程：開發(fā)流程的并行設計方案的并行項目團隊的協(xié)同工作,第二節(jié) 現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程和方法二、現(xiàn)代車身設計方法,1.KBE的基本概念KBE是一種工程設計方法學，它通過對設計方案、設計過程進行知識的捕捉和構造，并對設計方法和設計過程進行定義，根據功能要求、部件信息和處理過程的描述，快速生成新的設計方案，從而高效地指導設計,第三節(jié) 基于知識的虛擬產品開發(fā)基于知識工程,2. KBE的應用價值 提高設計的自

14、動化程度，降低設計迭代次數(shù)，縮短設計周期使CAD設計融入領域專家的知識與經驗，提高設計品質設計早期就能檢查設計方案對于制造性、工藝性、成本等要求的可行性，便于并行工程的實現(xiàn)，降低設計成本,第三節(jié) 基于知識的虛擬產品開發(fā)基于知識工程,3. KBE的總體結構,第三節(jié) 基于知識的虛擬產品開發(fā)基于知識工程,VPD基本概念 也稱虛擬設計制造，是產品設計制造的真實過程在虛擬環(huán)境中的映射,第三節(jié) 基于知識的虛擬產品開發(fā)二、