汽车车身设计-第一章

1、第一章、绪论提纲一、汽车车身结构性能概述二、振动分析基础三、优化设计理论基础四、数理统计基础五、汽车产品开发流程和设计方法 现代产品设计过程特点 并行的、协同的、面向全生命周期的模式 要求合理安排产品开发流程 战略类产品开发项目流程 产品管理 概念开发 批量开发 批量准备一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法实例 计算机辅助造型技术 虚拟现实技术 空气动力学模拟 人机工程技术 数字样机技术 CAE数据驱动和验证技术 模块化设计技术一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 计

2、算机辅助造型技术 将造型胶带图由三维扫描仪直接输入计算机，经过逆向建模和CAS造型，得到三维可加工的数学模型 相对于传统的仿形法造型具有如下优点： 省略比例模型的制作环节，缩短造型周期 摆脱了手工模型制作和三坐标测量造成的误差链的影响，提高了数据精度 CAS阶段生成的内外表面三维数据，可以为后序工程和工艺分析提供共享的数学模型一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 虚拟现实技术 是国际上各大汽车厂商展示自身实力及进行辅助造型设计的一种手段，同时为方案评审提供了准确的依据 采用虚拟现实技术，设计师不再局限于固定的油泥模型，突破了传统的

3、功能决定形式的束缚，而能充分发挥人的创造性，使得设计中渗入了更多实用性、更多艺术性和更多综合的因素一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 数字样机技术 DMU（Digital Mock-Up）数字样机技术作为目前世界汽车行业产品开发的主流技术 DMU技术在车身开发中的应用：1. 白车身焊接过程模拟2. 车门玻璃装配模拟3. 运动干涉分析一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 空气动力学模拟 空气动力学原理在车身造型设计中的应用已经成为造型构思的重要依据 轿车：减少空气阻力

4、和空气升力，提高整车的经济性和操纵稳定性 商用车：改进驾驶室的流线型设计，降低车辆的风阻和油耗，改善经济性一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 人机工程技术 改善驾驶员和乘员在驾驶和乘坐状态下的舒适性、视野性、手伸及性、操纵方便性等一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 CAE数据驱动和验证技术 白车身和部件的静态、动态、安全、疲劳分析 空间和管路的CFD分析 钣金件的冲压成形可行性分析 塑料件注塑过程的模拟分析和优化设计等一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车

5、工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 模块化设计技术 是在系列化设计和平台设计的技术概念背景下提出的 零部件供应商的自主开发能力的不断提高，总成开发的技术革新和产品开发的职责向供应商转移，模块化的程度和趋势日益明显 目前：车门模块化、仪表板（加副仪表板）模块化、顶后侧内饰模块化、白车身模块化 未来：两个主要的模块，即白车身模块（B.I.W.）和座舱模块（COCKPIT）一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 略一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 一辆

6、全新轿车的开发，从项目开始到最终新产品批量投产，大约需要50个月的时间 在整个开发流程中，对每一个阶段的开发进程都设有一个审查、验收的关键里程碑，从项目开始、战略意向、到设计完毕、批量投产，在每个里程碑对新车型的所有指标都必须经过严格考核一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 产品设计的重要性一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （一）车身开发阶段（一）车身开发阶段 1产品策划 是车身产品开发的第一阶段 目的是规划和定义车身产品开发的指导原则、开发内容、关键技术、性能指

7、标、实施路线、风险分析等 需要经过领导层评审，通过后形成后续开发活动的指导性文件，作为造型、设计、试制、试验阶段的输入条件 重要的工作内容重要的工作内容 APQP QFD SWOT分析一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 车身开发阶段车身开发阶段 2概念设计 主要确定方案和参数，在产品开发周期中占的时间较长 包括车身总布置、车身造型、结构可行性研究三大方面 车身硬点尺寸参数确定 主要结构断面和分块确定 人机工程布置 造型效果图、CAS数据、造型模型制作、测量和线图 前期CAE分析、结构和工艺可行性分析一现代产品开发流程二现代车身设

8、计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 车身开发阶段车身开发阶段 3技术设计 在汽车造型评审通过并冻结后，进行的结构方面的详细设计工作 包括三维结构设计和二维工作图设计两大方面 4 试制 是开发过程中相当重要的一个验证环节 分为三个阶段：设计试制、实验试制和生产前阶段试制一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 车身开发阶段车身开发阶段 5试验 试验是产品验证的重要环节一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法分类按试验对象 整车试验 白车身试验

9、 系统试验 零部件试验按试验对象的制造状态 A样车（件）试验 B样车（件）试验 C样车（件）试验按验证目的 性能试验 可靠性试验 6生产准备 经过若干轮产品试制和试验后，设计最终冻结，意味着产品生产准备全面启动 生产准备主要完成制造确认和批量生产确认两大方面工作 制造确认要求生产部门对所有生产设备调试完成并确认合格 批量生产确认要求生产部门确认生产能力可满足生产纲领。在生产准备阶段进行试生产，完成所有试生产车辆的生产，并解决遗留的生产问题，为全面批量生产做好充分的生产准备一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法（二）车身开发内容（二）

10、车身开发内容1. 车身造型2. 车身结构可研3. 三维结构设计4. 二维图设计5. CAE计算及验证6. 车身试制7. 车身试验8. 工艺支持一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （一）性能设计（一）性能设计 （二）精益设计（二）精益设计 （三）并行工程（三）并行工程 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法（一）性能设计（一）性能设计现代设计是以CAE技术为支撑的性能设计从概念设计开始，贯穿整个产品技术设计阶段，直

11、到后序的产品试验验证，都以目标性能为指导一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法（一）性能设计（一）性能设计三大要素三大要素 产品设计前期的对标 设计过程中的CAE分析验证 实行闭环控制模式，产品验证环节捆绑于各个阶段，既是各个阶段的评审节点，又是性能设计的主线，整个项目的运作始终处于闭环控制中一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法（二）精益设计（二）精益设计通常被应用于制造活动，致力于通过规定产品在工厂内部的流动方式，消除瓶颈和采取节约的措施，不断提高制造效率。随着产品推

12、陈出新越来越快、成本差异变小、品牌忠诚度不断下降，精益原则的拥护者正将这一理论深入扩展到设计、市场和新产品引入等新兴领域以前在产品设计领域，工程师通常可以不计成本地追求自己的梦想，而不会受到来自生产部门的压力，也不用与这些部门的人员进行接触。但随着产品利润的不断下降，各家公司希望能最大程度地降低成本创造更多的价值和减少浪费，是精益设计的主要内容如何跟踪项目或产品进展如何有效地管理开发预算和计划，以降低差错、减少变动和节约时间一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （三）并行工程（三）并行工程并行工程是集成并行地设计产品及其相关的各种

13、过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法组织跨部门多学科的开发小组，并行协同工作，对产品设计工艺制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计，及时地交流信息，使各种问题尽早暴露，并共同加以解决使产品开发时间大大缩短，同时新产品质量和成本都得到改善设计阶段的并行工程主要在以下三个方面：开发流程的并行设计方案的并行项目团队的协同工作一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发基于知识的工程基于知识的工程 KBE是一种工程设计方法学，它通过对设计方案、设计过程进行知识的捕捉和构造，并对设

14、计方法和设计过程进行定义，根据功能要求、部件信息和处理过程的描述，快速生成新的设计方案，从而高效地指导设计一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发 KBE的应用价值的应用价值 提高设计的自动化程度，降低设计迭代次数，缩短设计周期 使CAD设计融入领域专家的知识与经验，提高设计品质 设计早期就能检查设计方案对于制造性、工艺性、成本等要求的可行性，便于并行工程的实现，降低设计成本一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发KBE的总体结构的总体结构一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发虚拟产品开发虚拟产品开发VPD也称虚拟设计制造，是产品设计制造的真实过程在虚拟环境中的映射一现代产品开发流程二现代车身设计技术三我国汽车工业的车身设计水平四现代车身开发流程五现代车身设计方法 （四）基于知识的虚拟产品开发（四）基于知识的虚拟产品开发VPD关键技术关