车身设计方法课件

1、1第二讲第二讲 车身设计方法车身设计方法汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计课程课程教教 师师: : 肖平肖平专专 业：车辆工程业：车辆工程学学 院：机械与汽车院：机械与汽车汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计2概要概要v新车型开发概述新车型开发概述新车型开发的分类新车型开发的分类确定开发内容确定开发内容概念设计概念设计v传统的车身设计方法及程序传统的车身设计方法及程序车身设计制图方法车身设计制图方法传统的车身设计过程传统的车身设计过程v现代车身设计方法及程序现代车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计3一、新车型开发概述一、新车型开发概述1.新车

2、型开发的分类全新车型的开发全新车型的开发已有车型的全面更新已有车型的全面更新已有车型的中等规模改进已有车型的中等规模改进已有车型的小规模改进已有车型的小规模改进2.确定开发内容产品定性（分类、零部件、已有技术等）产品定性（分类、零部件、已有技术等）产品技术定性（总体控制参数）产品技术定性（总体控制参数）产品工程计划（时间进度计划、既定目标）产品工程计划（时间进度计划、既定目标）汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计4一、新车型开发概述一、新车型开发概述3.概念设计3.1 什么是概念设计？什么是概念设计？属于产品设计的前期工作，是始于产品定性之后，指从属于产品设计的前期工作，是始于

3、产品定性之后，指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作的设计工作 。u新车型技术性能新车型技术性能u设计方案设计方案u造型与内饰造型与内饰u新技术新技术u新材料新材料u新工艺及装备新工艺及装备汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计5一、新车型开发概述一、新车型开发概述3.概念设计3.2 概念设计阶段应明确的原则性问题概念设计阶段应明确的原则性问题u新车型的开发目标新车型的开发目标u对产品设计提出哪些要求；对产品设计提

4、出哪些要求；u产品的基本形式，系列产品发展规划；产品的基本形式，系列产品发展规划；u投放市场及交通法规投放市场及交通法规u汽车标准、法规及发展动向汽车标准、法规及发展动向u产品的设计水平产品的设计水平u未来市场的竞争力未来市场的竞争力u生产纲领生产纲领u产品的造型产品的造型u内部布置及结构要求等内部布置及结构要求等 汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计6一、新车型开发概述一、新车型开发概述3.概念设计3.3 3.3 市场预测市场预测市场调查：市场需求动向调查、市场上同类产品的调查、市市场调查：市场需求动向调查、市场上同类产品的调查、市场消费者调查、产品的使用调查等场消费者调查、

5、产品的使用调查等 。市场分析与预测：根据市场调查，分析市场构成，从而正确市场分析与预测：根据市场调查，分析市场构成，从而正确预测未来市场的发展趋势，为产品定位指明方向。预测未来市场的发展趋势，为产品定位指明方向。 3.4 3.4 制定产品设计任务书制定产品设计任务书综合概念设计阶段所做的工作，明确规定整车与总成开发综合概念设计阶段所做的工作，明确规定整车与总成开发的主要性能指标。的主要性能指标。轿车车身，主要有：结构型式、结构的主要特点、乘员数、轿车车身，主要有：结构型式、结构的主要特点、乘员数、主要性能、造型特征、变形车系列、整备质量、电器仪表、主要性能、造型特征、变形车系列、整备质量、电器

6、仪表、车身附件的选装要求、目标成本等。车身附件的选装要求、目标成本等。 汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计7二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序1.车身设计制图方法（参见JB1449-84）1.1 坐标网格坐标网格网格间距：网格间距：200mm或或100mm1.2 坐标零线的确定坐标零线的确定 高度方向坐标（高度方向坐标（Z坐标）零线坐标）零线： 沿车架纵梁上表面或无车架车辆的车身地板下表面较长沿车架纵梁上表面或无车架车辆的车身地板下表面较长的一段为零线。方向：零线以上为正。的一段为零线。方向：零线以上为正。 宽度方向左标（宽度方向左标（Y坐标）零线坐标）

7、零线： 车辆的对称中心线。方向：零线以左为正。车辆的对称中心线。方向：零线以左为正。 长度方向坐标（长度方向坐标（X坐标）零线坐标）零线： 通过车辆前轮理论中心的垂线。方向：零线以后为正。通过车辆前轮理论中心的垂线。方向：零线以后为正。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计8二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计9二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序1.3 车身设计制图图例车身设计制图图例汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计10二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方

8、法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计11二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.传统的车身设计方法和过程初始设计技术设计特点特点：手工造型设计手工造型设计实物模型制作实物模型制作 整个设计过程整个设计过程必须通过实物必须通过实物和图纸相结合和图纸相结合的方式来表达的方式来表达设计并传递设设计并传递设计的数据信息计的数据信息 汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计12二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1初步设计2.1.1 2.1.1 绘制绘制1 1：5 5的车身布置草图的车身布置草图依据概念设计提供的设计概念；依

9、据概念设计提供的设计概念；设计师完成（创造性活动）；设计师完成（创造性活动）；多方案选出最符合规划要求的方案多方案选出最符合规划要求的方案 。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计13二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1.2 2.1.2 绘制绘制1 1：5 5的外形设计构思图的外形设计构思图车身外形的构思图，表现预想的汽车造型效果的图画。车身外形的构思图，表现预想的汽车造型效果的图画。 构思多方案，平面投影图或立体透视图。构思多方案，平面投影图或立体透视图。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计14二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身

10、设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计15二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计16二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计17二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计18二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1.3 2.1.3 绘制绘制1 1：5 5的车身布置图的车身布置图外形的主要控制尺寸：外形的主要控制尺寸：前悬、后悬、前后风窗位置及倾

11、角、发动机罩和行李箱盖前悬、后悬、前后风窗位置及倾角、发动机罩和行李箱盖的高度等的高度等 。内部布置尺寸：内部布置尺寸：如地板形状与高度、座椅布置位置、操纵系统的布置位如地板形状与高度、座椅布置位置、操纵系统的布置位置等。置等。要求：应采用二维人体样板校核；要求：应采用二维人体样板校核；应按照车身制图标准绘图。应按照车身制图标准绘图。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计19二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计20二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与

12、 设设 计计21二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1.4 绘制绘制1：5的彩色效果图的彩色效果图目的：目的：给人以较为逼真的车身外形设计的立体感觉给人以较为逼真的车身外形设计的立体感觉 ；从不同的视觉角度表现车身表面各个面之间的关系从不同的视觉角度表现车身表面各个面之间的关系 ；车身整体及细部的形状、包彩、反光效果以及各种不同部车身整体及细部的形状、包彩、反光效果以及各种不同部分不同材料的质感也都应反映出来分不同材料的质感也都应反映出来 汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计22二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身

13、身 结结 构构 与与 设设 计计23二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计24二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计25二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1.5 制作制作1：5的油泥模型的油泥模型数据来源：数据来源：轮廓线样板取自轮廓线样板取自1：5车身布置图；车身布置图；依据依据1：5的效果图。的效果图。目的：目的：用形体具体表示车身外形；用形体具体表示车身外形；风洞试验；风洞试验；汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设

14、 计计26二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计27二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计28二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计29二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.1.6 制作制作1：5的彩色内饰效果图的彩色内饰效果图目的：目的：表现各部件的外观形状和质感；表现各部件的外观形状和质感；内饰造型持色与外部造型风格一致内饰造型持色与外部造型风格一致 ；多种方案

15、选择。多种方案选择。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计30二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序总结：总结：u产品开发规划任务和外形撅念设计准确地用布置图、效产品开发规划任务和外形撅念设计准确地用布置图、效果图和立体模型表达出来；果图和立体模型表达出来；u分析和比较了性能参数，为产品的抉择提供了依据，为分析和比较了性能参数，为产品的抉择提供了依据，为细致的技术设计作好了准备；细致的技术设计作好了准备；u初步设计具有规模小，费用低，便于修改和多方案探讨初步设计具有规模小，费用低，便于修改和多方案探讨等特点，使它成为车身设计必需的程序。等特点，使它成为车身设计必

16、需的程序。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计31二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2技术设计2.2.1 制作制作1：1的车身布置胶带图的车身布置胶带图材料材料：不同色彩、宽度的胶带，坐标网格的涤纶薄膜。：不同色彩、宽度的胶带，坐标网格的涤纶薄膜。目的目的：大致观察汽车的外形轮廓、布置得合理性，发现和修：大致观察汽车的外形轮廓、布置得合理性，发现和修正初步设计中小模型暴露的问题。正初步设计中小模型暴露的问题。u检查放大后的效果，如前风窗玻璃的角度、车身轮廓线等。检查放大后的效果，如前风窗玻璃的角度、车身轮廓线等。u校核布置的合理性。利用校核布置的合理性

17、。利用1：1的二维人体模型进行校核，的二维人体模型进行校核，进一步确定各部件之间的尺寸和位置布置关系。进一步确定各部件之间的尺寸和位置布置关系。u检查结构设计的合理性、可行性，如摇窗玻璃是否能落人检查结构设计的合理性、可行性，如摇窗玻璃是否能落人车门车门?门缝间隙是否合理门缝间隙是否合理?铰链与门锁布置是否有运动干涉铰链与门锁布置是否有运动干涉?等。等。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计32二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计33二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2.2 雕塑雕塑

18、1：1的油泥模型的油泥模型目的：目的：u反映未来新车的立体造型效果（过渡面）；反映未来新车的立体造型效果（过渡面）；u风洞试验；风洞试验；依据：依据：1：5模型和模型和1：1的线型图（胶带图）。的线型图（胶带图）。 制作方法：木制骨架或泡沫塑料骨架，外敷油泥，一般采制作方法：木制骨架或泡沫塑料骨架，外敷油泥，一般采用真实车轮。用真实车轮。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计34二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计35二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2.3 制作制作1：1的内部模型

19、的内部模型目的：检验车身的内部尺寸、操纵方便性、乘座舒适性、目的：检验车身的内部尺寸、操纵方便性、乘座舒适性、上下车的方便性、视野性和内部装饰效果等。上下车的方便性、视野性和内部装饰效果等。制作方法：一般采用木制骨架，内部装备尽量采用实物，制作方法：一般采用木制骨架，内部装备尽量采用实物，以求逼真。以求逼真。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计36二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计37二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计38二、传统的

20、车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计39二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2.4 绘制车身主图板绘制车身主图板主图板主图板（Master layout）概念：车身主图板是进行车身详细布）概念：车身主图板是进行车身详细布置，绘制车身表面及其零件结构的置，绘制车身表面及其零件结构的1：1总图板，是车身上重要总图板，是车身上重要的设计资料之一，应保存在该车型生产的整个期间。的设计资料之一，应保存在该车型生产的整个期间。材料：铝合金板（原），聚酯涤纶薄膜（现）材料：铝合金板（原），聚酯涤纶薄膜（现）主图板的主要内容

21、主图板的主要内容：u车身外形的表面曲线，即车身的主要轮廓线和一声列截面线；车身外形的表面曲线，即车身的主要轮廓线和一声列截面线；u车身各零件的装配关系及缝隙要求；车身各零件的装配关系及缝隙要求；u车身主要结构断面；车身主要结构断面；u车身中运动部件的轨迹及运动校核，如车门、发动机罩、行李箱车身中运动部件的轨迹及运动校核，如车门、发动机罩、行李箱盖等；盖等；u与车身相关的其他总成的位置、轮廓线及运动部件的运动轨迹，与车身相关的其他总成的位置、轮廓线及运动部件的运动轨迹，以便校核这些部件与车身的间隙，确定装配位置关系。以便校核这些部件与车身的间隙，确定装配位置关系。汽汽 车车 车车 身身 结结 构

22、构 与与 设设 计计40二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计41二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2.5 绘制车身零件图绘制车身零件图详细表示零件结构。详细表示零件结构。2.2.6 样车试制和试验样车试制和试验目的：目的： 检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，从中找出缺陷，取得进行修正的数据。度和寿命，从中找出缺陷，取得进行修正的数据。 样车试制以手工操作为主。样车试制以手工操作为主。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设

23、计计42二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计43二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序2.2.6 制作车身主模型制作车身主模型概念：表示汽车车身内外覆盖件及部分内饰件空间立体形状概念：表示汽车车身内外覆盖件及部分内饰件空间立体形状的精确的模型，是产品生产、工艺设备制造与检验的依据。的精确的模型，是产品生产、工艺设备制造与检验的依据。分类：按覆盖件在汽车车身中的位置分为外主模型和内主模分类：按覆盖件在汽车车身中的位置分为外主模型和内主模型，分别表示车身外覆盖件和内部零件的立体表面形状。型，分别表示车身外覆盖

24、件和内部零件的立体表面形状。作用：基准作用，类似作用：基准作用，类似“米原器米原器”。 分块原则：主模型应按车身覆盖件分块，原则上应与车身分块原则：主模型应按车身覆盖件分块，原则上应与车身零件一致，并考虑制造工艺的要求。零件一致，并考虑制造工艺的要求。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计44二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计45二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序要求：要求：u主模型外表面的尺寸即是车身外覆盖件的内表面尺寸；主模型外表面的尺寸即是车身外覆盖件的内表面尺寸； u较高的精度

25、，表面光滑平整，制造公差要求在较高的精度，表面光滑平整，制造公差要求在0.25mm以内；以内；u足够的强度和刚度；足够的强度和刚度；u一定的使用寿命。一定的使用寿命。材料要求：不易变形、不开裂、硬度高（不容易划伤）、易加材料要求：不易变形、不开裂、硬度高（不容易划伤）、易加工。工。材料种类：材料种类：木材木材,CA10 苏联做，用越南红木做的，价格昂贵。苏联做，用越南红木做的，价格昂贵。 环氧树脂玻璃钢环氧树脂玻璃钢，优点：不吸水，不易变形、强度、刚度，优点：不吸水，不易变形、强度、刚度好、硬度高，加工工艺性好。好、硬度高，加工工艺性好。 缺点：制造程序复杂，价格高。缺点：制造程序复杂，价格高

26、。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计46二、传统的车身设计方法及程序二、传统的车身设计方法及程序以下将进入生产准备阶段。以下将进入生产准备阶段。传统的车身设计方法工作量大、设计周期长。开发新车型需传统的车身设计方法工作量大、设计周期长。开发新车型需要几年时间。要几年时间。u手工造型设计手工造型设计;u实物模型制作实物模型制作;u依据经验的车身结构设计依据经验的车身结构设计;u整个设计过程必须通过实物和图纸相结合的方式来表达设整个设计过程必须通过实物和图纸相结合的方式来表达设计并传递设计的数据信息。计并传递设计的数据信息。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计47

27、三、现代车身设计方法及程序三、现代车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计48在传统车身设计过程的基础上利用现代设计手段来进行车在传统车身设计过程的基础上利用现代设计手段来进行车身设计。身设计。 现代车身设计手段：现代车身设计手段：CAS：Computer aided styling，计算机辅助造型，计算机辅助造型CAD： Computer aided Design，计算机辅助设计，计算机辅助设计CAM： Computer aided manufacturing,计算机辅助制造计算机辅助制造CAPP：Computer Aided Process Planning，

28、计算机辅助工，计算机辅助工艺设计艺设计 CAE：Computer Aided Enginerring，计算机辅助工程，计算机辅助工程三、现代车身设计方法及程序三、现代车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计49三、现代车身设计方法及程序三、现代车身设计方法及程序1.设计过程1.1 确定车身总布置草图确定车身总布置草图利用计算机画轮廓草图，以确定各总成的布置位置及车身利用计算机画轮廓草图，以确定各总成的布置位置及车身外形符合工程必要性要求的一些外形符合工程必要性要求的一些“硬点硬点”。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计50三、现代车身设计方法及程序

29、三、现代车身设计方法及程序1.2 计算机辅助造型（计算机辅助造型（CAS）在计算上绘制效果图，利用屏幕投影或虚拟现实技术观察在计算上绘制效果图，利用屏幕投影或虚拟现实技术观察造型效果。造型效果。汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计51三、现代车身设计方法及程序三、现代车身设计方法及程序汽汽 车车 车车 身身 结结 构构 与与 设设 计计52三、现代车身设计方法及程序三、现代车身设计方法及程序1.3 快速成型技术或快速成型技术或CAM技术加工油泥模型技术加工油泥模型快速原形：快速原形：Rapid prototyping1.4 根据所建立的车身外表面的数学模型，进行车身结构及根据所建立的车身外表面的数学模