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文档简介
第五章汽车造型设计1第一节汽车造型及其设计要求2马车型汽车
从19世纪末到20世纪初,世界上相继出现了一批汽车制造公司,初戴姆勒和奔驰各自成立了以自己名字命名的汽车公司外,还有美国的福特公司、英国的罗尔斯罗伊公司、法国的标致和雪铁龙公司、意大利的菲亚特公司等。当时的汽车外形基本上沿用了马车的造型。因此,当时人们把汽车称为无马的“马车”。
1890年,德国奔驰公司生产的维洛牌车首先开始采用橡胶充气轮胎。维洛牌(VELO)小客车(1894年)是奔驰公司初期著名的小客车。
1889年,法国的标致研制成功齿轮变速器、差速器,并在1891年首先采用前置发动机后轮驱动。1891年摩擦片式离合器也在法国开发成功。
1890年法国的雷诺1号车,采用密闭箱式变速器、万向节传动轴和伞齿轮主减速器。1902年法国的狄第安采用了流传至今的狄第安后桥半独立悬架。由于法国人的不断改进,使早期汽车的性能大大提高。其次德国在1893年发明了化油器,1896年英国首先采用石棉制动片和方向盘等,也为汽车的改进作出了贡献。
美国农民出身的亨利·福特(1863-1947),在1896年造出第一辆福特车。1908年,福特公司开始生产一种“T”型汽车,以其结构紧凑、坚固耐用、容易驾驶、价格低廉而受到欢迎,并以产量之高而著称于世。福特还首先采用“流水作业法”,大大提高了劳动生产率,并为今天的汽车生产所继承。34陈列于BENZ汽车博物馆的本茨1号5箱型汽车
马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭,美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车,这种车的车室部分很象一只大箱子,并装有门和窗,人们把这类车称为“箱型汽车”。
早期的箱型汽车以美国的福特T型车最为著名,年产量达到30万辆,占美国汽车总产量的70%-80%。美国通用汽车公司的雪佛莱部看准用户多样化的要求,于1928年制造出在散热器罩、发动机通风口和轮罩上增加豪华装饰的汽车,从而博得了用户的欢迎。
随着生活节奏的加快,人们对车速的要求也越来越高。要想使汽车跑得快,有两条主要途径,一是增大功率,二是减小空气阻力。因此人们开始降低车的高度减小空气阻力。随着车顶高度的降低,前窗不断变窄,影响前方的视野,乘员感到十分憋闷。后来放弃了降低高度提高速度的方法,转而通过提高功率的方法来克服空气阻力。这样一来,发动机由单缸变成四缸、六缸、八缸,而且汽缸是一列排开的,因而发动机罩也随之变长。典型的例子就是意大利1931年生产的阿尔法·罗密欧牌汽车的外形。作为高速车来讲,箱型汽车是不够理想的,因为它的阻力大,大大妨碍了汽车前进的速度。所以人们又开始研究一种新的车型--流线型。67甲壳虫型汽车—流行型设计
1934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车,首先采用了流线型的车身外形。1936年福特公司在“气流”的基础上,加以精练,并吸收商品学要素,研制成功林肯和风牌流线型小客车。此车散热器罩很精练,并具有动感,俯视整个车身呈纺锤形,很有特色。受其影响,以后出现的流线型汽车有:1937年的福特V8型、1937年的菲亚特和1955年的雪铁龙等。
流线型车身的大量生产是从德国的“大众”开始的。1933年德国的独裁者希特勒要求波尔舍(1875-1951)设计一种大众化的汽车,波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处,成为同类车中之王,甲壳虫也成为该车的代名词。
由于第二次世界大战的原因,甲壳虫型汽车直到1949年才真正大批量生产,并开始畅销世界各地,同时以一种车型累计生产超过二千万辆的记录而著称于世。89墨西哥街头的“甲壳虫”出租车10船型汽车—人机工程学设计
美国福特公司经过几年的努力,与1949年推出具有历史意义的新型的福特V8型汽车。这种车型改变了以往汽车造型的模式,使前翼子板和发动机罩,后翼子板和行李舱罩溶于一体,大灯和散热器罩也形成一个平滑的面,车室位于车的中部,整个造型很象一只小船,所以人们把这类车称为“船型汽车”。
福特V8型汽车的成功,不仅仅在外形上有所“突破”,而且还首先把人体工程学应用在汽车的设计上。强调以人为主体的设计思想,也就是让设计师置身于驾驶员及其乘员的位置,来设计便于操纵、乘坐舒服的汽车。
船型汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫型汽车。而且还解决了甲壳虫型汽车对横风不稳定的问题。这是因为船型车发动机前置,汽车重心相对前移,而且加大了行李舱,使风压中心位于汽车重心之后的缘故,所以遇到横风就不会摇头摆尾。
从五十年代开始一直到现在,不论是美国还是欧亚大陆,不管是大型车或者是中、小型车都采用了船型车身。从而使船型造型成为世界上数量最多的一种车型。1112鱼型汽车—斜背式汽车,解决船型车高速时空气涡流问题
船型汽车尾部过分向后伸出,形成阶梯状,在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷,人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜,倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部象鱼的脊背,所以这类车称为“鱼型汽车”。
鱼型汽车和甲壳虫型汽车光从背部来看很相似,但仔细观察可以看出鱼型汽车的背部和地面的角度比较小,尾部较长,围绕车身的气流也比较平顺,涡流阻力也较小。另外鱼型汽车基本上保留了船型汽车的长处,车室宽大,视野开阔,舒适性也好,另外鱼型汽车还增大了行李舱的容积。
最初的鱼型车是美国1952年生产的别克牌小客车。1964年美国的克莱斯勒·顺风牌和1965年的福特·野马牌都采用了鱼型造型。自顺风牌以后,世界各国逐渐生产鱼型汽车。
13鱼型汽车存在的缺点:由于鱼型车后窗玻璃倾斜太甚,面积增加两倍,强度下降,产生结构上的缺陷。鱼型车还有一个潜在的重大缺点,就是对横风的不稳定性。鱼型车发动机前置,车身重心相对前移,一般来讲横风的风压中心和车身重心接近。但由于鱼型车的造型关系在高速时会产生一种升力,使车轮附着力减小,从而抵挡不住横风的吹袭,发生偏离的危险。鱼型车的这一缺点,人们想了许多方法加以克服,例如人们在鱼型车的尾部安上一只翘翘的“鸭尾”,以克服一部分扬力,这便是“鱼型鸭尾”式车型。
1415楔型汽车—有效解决气流升力问题
为了从根本上解决鱼型汽车的升力问题,人们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔型。就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部象刀切一样平直,这种造型能有效地克服升力。1963年司蒂倍克·阿本提第一次设计了楔型小客车。
“阿本提”诞生于船型车的盛行时代,与通常的外形形成尖锐的对立,因此,未能起到引导车身外形向前发展的作用。直到1966年才被奥兹莫比尔·托罗纳多所继承。
楔型对于目前所考虑到的高速汽车,已接近于理想的造型。现在世界各大汽车生产国都已生产出带有楔型效果的小客车,这些汽车的外形清爽利落、简洁大方,具有现代气息,给人以美的享受。161718轿车外形的演变过程19未来汽车在未来的汽车世界里会出现几种特殊的汽车客运系统,一种是“空中公共汽车”车辆,它具有陆空两用的优点,既可以和普通公共汽车一样在陆上行驶,也可以开进特殊的飞机上,作空中旅行,减少了乘客上下飞机的麻烦。
还有一种是无人驾驶的自动小客车,它的大小和现在的小客车相近,有四个或六个座位,所不同的是这种小客车只有两个轮子,左侧是一只悬臂,与车辆左上方的轨道相接,轨道除起着向导外,还担负着传递自动信号、输送电力的作用。
电脑被广泛地运用在汽车上,将是未来汽车的重要标志。将来的汽车装上电脑指挥系统。可以把驾驶员的意志和外界行驶条件结合起来转化成电信号,然后集中输送到微处理器,经过分析计算后,向车辆的各个部分发出指令。使汽车更为安全可靠。甚至可以出现无人驾驶的“智能”汽车。
将来还会出现更多造型奇特、性能卓越的汽车。例如,履带式气垫车,用充气的橡胶履带来代替汽车的轮子,可以在泥泞道路或沼泽地自由行走。无轮步行式汽车,是仿照动物行走的特征制造的,装有四条腿,下坑洼、涉泥泞都非常灵活。还有水陆空三用汽车、飞碟汽车、潜艇式汽车等等。2021(1)科技含量将在汽车设计中得到更充分的体现
自汽车诞生以来,一直是靠人来驾驶。由于汽车在行驶过程中会遇到许多复杂与难以预料的情况,司机要不时地刹车、启动、加速与转弯,同时还要密切注视着前方,致使驾驶员始终处于高度紧张的状态。未来的汽车科技含量会更高,比如未来智能车采用电脑控制,只需在电脑上设定目的地,再按下“yes”键,智能车将会自动操作。无人驾驶、多功能的智能汽车,无疑是未来汽车技术飞速发展的方向,成为人们的抢手货。22(2)未来汽车将会更安全、更舒适、更美观、更节能、更环保
人们曾将车祸、污染、噪音等汽车所带来的危害称之为“三大公害”,而车祸尤为严重。最大限度地保证司乘人员的安全,成为未来汽车的又一特点。采用高弹性复合材料和特殊钢材,未来汽车座椅抵抗正面撞击的坚固性将大大提高。流线型的车身造型设计也是未来汽车发展的必然,因为这种设计更符合空气动力学的原理以及人的审美需求。未来世界的“绿色汽车”将朝着节能方向发展,它包括材料的再回收利用,以降低对环境的污染。如利用太阳能、氢能作为动力源的汽车,可为节约地球资源起到很大的作用,也有利于环境保护。23(3)多样性、机动性将成为汽车发展的一大趋势
未来的汽车将朝着多样性发展,运用的材料和燃料各异,车的造型和功能各异。例如,按造型来分有曲线型、直曲结合型;按所用的燃料来分有氢气汽车、酒精汽车、太阳能汽车等。24总之,不管未来汽车如何多样化,其设计还是围绕着系统性这一原则展开的。在物质文明高速发展的当今社会,人们的精神生活有了更高的要求。对于汽车造型设计而言,单注重功能性和使用性,已无法满足人们越来越高的要求,只有把功能、人机环境、美学有机地结合起来,利用系统性设计原则进行设计,才能更好地适应社会发展的潮流。时代将会赋予汽车造型新的设计语言,一百多年来科技文明的成果,都将融入汽车技术之中,异彩纷呈、新颖独特的未来汽车将引导人们走向美好的明天。25汽车造型设计要求
26汽车造型设计是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状,其目的是吸引和打动观众,使其产生拥有的欲望。汽车造型设计是外部和内部设计的总和,它不是对汽车的简单装饰,而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。它虽然是车身设计的最初步骤,但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。27汽车造型主要涉及科学和艺术两大方面。设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。汽车造型主要涉及科学和艺术两大方面。设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。同时,设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识,如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外,汽车作为一种商品,设计师还要考虑成本和顾客的心理需求。设计师在精通这些知识的基础上,不断推陈出新(这是最重要的),创作更富魅力的汽车形体。28汽车造型人才应有的素质:知识面要宽高雅的艺术格调与鉴赏能力造型艺术表现能力实际感想象力善于学习并有进取精神29车身造型的特点1.时代性
从人类历史发展来看,任何一个时代的造型艺术形式总是与当时人们的生产方式、技术水平和生活水平联系着的,造型艺术形式不可能跨越当代的生产方式与技术水平,也不可能脱离生产技术的发展而发展。由于各个时代的生产方式在不断改变,人们的生活方式和生活习惯也随之不断改变,这些改变也同样反映到各个时代的造型艺术中,同样地,轿车造型也不例外地随着汽车生产技术的发展而逐渐改变。综观轿车造型百年来的演变,可以清楚的看出,轿车外型的发展历史就是一部空气动力学的发展史。车身造型还要体现时代精神。汽车的艺术形象可以说会折射出一个社会和时代的特色,也将反映一个国家科学技术、文化水平和民众素质。造型设计须具有强烈的时代感,一方面,不断发展的新材料、新工艺、新技术为造型设计提供了条件,另一方面,社会发展也会使人们的审美观念发生变化。一般来说,好奇、好胜、求新、求美的心理状态是促进造型演变的重要因素。成功的汽车造型应该是顺应时代潮流的大趋势下,很好地体现民族性和国情,还会形成一种社会时尚。302.民族与地域性一部好车通常让人在一眼之间就能看出它出自哪个国家的哪家厂商之手,换句话说,每个国家的制造商们都可能在汽车设计、加工制造、工艺技术中打下民族文化的烙印。美国国土辽阔,地势平坦,高速公路四通八达,资源极其丰富,所以美国生产的汽车外型宽大,马力也大,加速性能好,油耗也高,如林肯、卡迪拉克;日本国土狭窄,人口集中,资源稀缺,人们精打细算,讲究效率,造出的汽车以小型车为主,精巧耐用,品质优良,油耗低,如丰田、本田轿车;意大利人热情奔放、爱开快车,生产的跑车享有盛名,其造型和色彩都洋溢着热情浪漫的艺术情调,如法拉利;而对以务实为美的德国人来说,首要的是技术上的严谨和制造中的精湛,其汽车多以品质超凡而令人称道,如奔驰、宝马,保时捷;至于尚未形成成熟风格的韩国汽车,在造型设计常常流露出抄袭某些车的痕迹。
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轿车造型设计在不同的社会发展时期,不同的国度具有不同的历史、文化背景。早在汽车发明前夕,英国拉斐尔前派画家威廉·莫里斯(WilliamMorris)倡导一场旨在改变工业产品粗陋不堪的外观形象的设计运动—工艺美术运动。20世纪初,美国生产的汽车完全以实用、坚固、方便为目的,形象朴素,不拘泥于细节,无多余的装饰。这种美国式的实用主义设计思想,完全与大规模生产相适应,形成了美国本世纪初轿车造型的主要特征。
20世纪60年代,“太空热”使轿车倒向清一色的宇宙色—银灰色,汽车驾驶舱都模仿宇宙飞船的风格。总的风范仍是大型、豪华,以随线条为主,注重装饰。进入20世纪80年代后,设计开始走向冷静,在尽情享受了奇异形态带来的乐趣后,理智再度复归。轿车设计虽然也提倡某种装饰,但是,其主要目的是更好地体现功能,更加符合人性。体现出一种单纯、科学的现代美。32
在设计改良方面英国堪称先驱。但是,他们反对机械化生产。祟尚手工制品和自然植物纹样的设计,因此,轿车造型趋于保守的式样,热衷于装饰。着意体现豪华、气魄、庄重,形态以四平八稳的船型为主。从1910年的“银色幽灵”轿车到现代的劳斯莱斯轿车和本特利轿车,可以看出水箱罩仍沿袭传统的模式。与英国形成鲜明对照的德国,主张轿车的设计必须把功能放在首位,符合科学原理,具有良好的功能,适合机械化生产,反对装饰和雕琢,已经明确提出设计的目的是为了人。因此,在大量设计中采用直线与几何形体,创造了一种严谨、科学、理性的汽车造型风格,正是因为如此。所以BenzS级和BMW7系列均属当今高档轿车中的佼佼者。其造型仍朴素、大方、格调清新加世纪80年代后出现的奥迪系列轿车首创的“风洞型”造型,形象更加简洁,更加科学化、功能化,成为现代德国造型风格的代表作。33
法国是现代艺术的发祥地,轿车造型也是标新立异。雪铁龙CX系列的现代流线型造型汽车体配上后部的“箭尾”式造型和包覆式后轮罩堪称典范。BX系列虽然线条更趋于干练挺拔,但仍沿用后部的造型特色,实现了技术与艺术的完美结合。意大利是文艺复兴的策源地,其轿车造型注重实践和个人技艺的发挥。彼宁法利那、乔治·雅罗、博通、甘迪尼等设计大师设计的轿车遍布欧洲、日本、韩国。彼宁法利那几乎包揽了所有的法拉利跑车的外型设计,其造型风格均以直线条构成,同时追求大的空间和最佳的宜人性,内外装饰简单,结构清晰明快,对世界轿车造型产生了巨大的影响。日本是以技术引进发迹的轿车生产国,其造型以引进,模仿为主,即使如此,仍以实用、经济、价格低廉等优势力挫群雄.在世界市场上独占鳌头。近年来,受欧洲“低风阻”潮流的影响,原来的平方、直线、轻快、小巧、利落的造型开始转向圆滑、饱满的流线风格,而且更豪华、舒适、高雅。新的日产hfinite,kefir,Silvia型轿车、丰田Corona型轿车与新一代欧洲轿车几乎同出一辙。343.个性化
各个汽车生产厂家(尤其是历史悠久的厂家)在汽车外形上也都保持着自己的风格和特点,加英国的罗尔斯·罗易斯、德国梅塞德斯、奔驰、BMW、波尔舍;意大利的阿尔法·罗蜜欧、费拉里等汽车厂商在各时代的作品中都保留原有的某些造型特点和风格,这是一种传统和文化。在汽车的众多品牌中,文化品位理念的定位是各不相同的;宝马车强调的是“驾驶的乐趣”。宝马汽车公司所做的一切是让你成为一名出色的车手,促使你有一种不断进取,成为一名出色车手的欲望:而富豪强调“耐久安全”;马自达强调“可靠”;绅主体现“飞行科技”;尼桑表现“美观”;本田表现“跑车的外观造型”:丰田强调“经济与节能”;菲亚特表现“精力充沛”;而奔驰,林肯、劳斯莱斯、卡迪拉克则体现“高贵、王者、显赫、至尊”:而中华公司则根据“稳重扎实”的文化精神,用“真情上路”的概念给产品注入文化意境,塑造产品形象,在连接推出“最重要的一部车—爸爸的肩臂”、“最长的一条路—妈妈的皱纹”两部促销企划后,又推出从两人共组小家庭,怀孕生子到养育孩子的文化促销企划,为公司和公司的产品涂上厂一层浓浓的人性化、人情化色彩。354.艺术性
一个成功的汽车艺术造型既体现着一个国家、民族的风格和人文素质,也是集美学、科学技术完美结合的工艺品。造型己成为世界各大汽车厂商树立形象、创造品牌、争夺市场的重要因素,一个汽车产品的声誉越来越取决于其美学造型的影响。通过造型设计运用各种手法塑造的汽车结构形体符合视觉美的规律,它使人产生一种愉悦的心理和生理作用,从而产生美感。具有美感的汽车车身造型应该是符合由人类长期实践总结出来的美学基本原则,是外在形式美和内在科技美的统一体。一个优秀的汽车车身造型师也应该是在把握美学基本原则基础上针对不同的消费群体来进行设计.而且其特别吸引人的设计思想,往往会推动实现其目标的技术手段的新发展。当然,美学的原则也不是一成不变的,它也将随着时代的演变、科技的进步、社会文化艺术的发展而不断完善和创新。365.车身造型的未来发展趋势
进入21世纪后,从世界各大汽车博览会推出的多款新概念车看,造型更是多姿多彩、更具个性化和特色。车身造型的未来发展趋势综合起来主要有以下几个方面:(1)气动最优化(2)个性化(3)人性化(4)虚拟化(5)全球化37(1)气动最优化
一部汽车车身造型发展史,从某种意义上说就是一部不断追求具有最佳气动造型的历史人们一直在努力研究能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型,今后这将仍是未来车造型追求的目标之一,但更主要的工作是在研究气动行驶稳定性上。未来的气动造型最优应满足以下几点:1)最佳气动性能的车身外形只能通过计算机辅助设计和部分实验得出;2)车身所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零;3)车身所受的气动升力理论上为略小于零;4)减少气功阻力虽然不再是主要目标,但气动刚力系数不应大于0.20。38(2)个性化车身气动最优化是否会导致未来汽车外形的雷同,从而失去个性化,其实汽车车身造型的发展过程已经揭示了这个问题的答案。在车身造型的历史发展时期,可能会由于追求气动造型的优化而使得某一种车型成为一个时期内的主导车型,但决不是唯一、就是同一主导车型,也由于气动特性非唯一评定指标而形成不同风格,随着社会发展,社会意识和美学观念,造型过程中会起到越来越大的作用,现代人对汽车式样个性化要求也会越来越高。不同层次不同行业、不同种群的审美意识也会大不相同。随着人类物质文化水平的提高和生活环境的变化以及生活方式的多样化,作为大众化商品的轿车无疑将出现各式各样更新颖更奇特的新车型。39(3)人性化汽车是人的代行工具,与人在日常生活中息息相关,己形成独特的汽车文化。“一堆冰冷的钢铁”是无法满足现代人精神和文明需要的。车身造型设计必须以人为本,体现人机协调,使用操作方便、舒适,使汽车适应人的各种生理和心理要求,从而提高工作效率、保障安全、维护健康。未来的车身造型设计将在车身外观设计、人机工程以及室内环境等方面更加注意人性化的发展。40(4)虚拟化随着虚拟现实技术在车身造型中应用,使得造型设计中可采用计算机模拟色彩、纹理、质感、背景、阴影及运用三维视觉效果生成虚拟汽车车身造型并实施漫游。通过仿真设备和虚幻环境的动态模型创造出人能够感知的虚拟现实,完全替代传统的实体模型和造型效果图的平面表述方式,甚至能做到未出实车而能体验实车的感觉,使车身造型技术发生了实质性的变革。41(5)全球化
20世纪90年代以来,面对市场和用户对新技术扣新产品日益提高的要求,制造厂商必须在最短的时间内使产品更新换代,这就使得各公司不得不建立合作伙伴关系,以弥补资金和技术力量之不足,通过整合资源、优势互补以达事半功倍的效果。这样汽车造型设计就逐步摆脱国家和地域的束缚,日渐走向全球化,从而使汽车这一产品成为世界性商品。从近几年推出的新车型看,汽车的地域和民族风格也逐渐发生微妙的变化。各个汽车工业发达国家以及各大汽车厂家的传统风格相互影响,彼此之间呈现出“你中有我,我中有你”的态势。这种态势是为了更好地适应不同国家、区域的社会情况、人文文化、人们的生活习惯、宗教仪式、喜好和禁忌等。42汽车造型设计应满足的要求
(1)使汽车具有完美的艺术形象(2)使汽车具有良好的空气动力性能(3)使汽车车身具有良好的工艺性(4)应保证汽车车身良好的适用性(5)应考虑材料的装饰效果43现代汽车造型设计
441.世界汽车造型及造型设计的发展过程
45(1)第一阶段——造型设计的原始阶段
1950年代前称为第一阶段,
汽车自19世纪末诞生后的20多年里,汽车的发展进步主要表现在底盘技术方面,车身一直是沿用马车的厢式造型。随着底盘结构的不断完善,人们逐渐意识到车身对于改进汽车性能(速度、油耗和使用特性等)也有着重要的作用,更与汽车的销售有着直接的关系。后者主要表现在汽车的造型风格、产品形象等方面,而这是在从前的机械技术研究中所不曾涉及到的领域。于是,从20世纪20年代起,车身成为汽车研究中的一个新领域。可以说从这时起,汽车这一个工业产品开始被赋予文化内涵,汽车设计作为一个兼具技术和艺术要求的行业因而诞生。
46(2)
第二阶段——造型设计的发展期
1950-1969年代称为第二阶段,
是汽车设计业的黄金时期。当时美国正处于鱼型车时代,欧洲则时兴船型车,是一个非常讲究风格化的年代。当时的车身生产主要采用小规模的作坊作业,产量稀少甚至单件生产的汽车都不在少数,为汽车设计业提供了无数机会。如果现在去回顾汽车的造型发展史,这一年代仍是历史上最百花齐放、经典倍出、令人难以忘怀的年代。
47(3)
第三阶段——造型设计的成熟期
1970~1989年称为第三阶段,
随着汽车的性质由奢侈品向生活必需品转变,加上20世纪70年代的世界石油危机,汽车的成本成为厂家必须面对的问题,于是具有良好成本效益的生产方式被广泛应用。70年代开始,大批量生产的汽车普遍采用冲压成型的承载式车身,传统小规模精工作业逐渐被淘汰。汽车产品系列被精简,单一型号汽车的产量大大提高,品种越来越少,但造型设计技术趋于成熟。48(4)
第四阶段-
造型设计的辉煌期
1990年后称为第四阶段,
快速发展的年代,
自从1990年后,
开发技术的发展使汽车的开发速度大大加快,
品种越来越多起来,
由于开发技术的发展使汽车开发速度加快,
变型加快成为可能,
例如,
先进的三维造型与建模软件(CAD/CAM)的应用就是一个重要的用于汽车造型设计的先进工具,
设计周期开始大大缩短,
设计品种越来越多.
当代汽车界对汽车设计提出了更高的要求。90年代能够立足的汽车设计公司,都具备从意念到产品的全面开发能力,提供从市场分析、方案设计、模型制作以至模具开发的一系列服务,部分更具备生产能力。部分设计公司拥有的用于设计开发的专用设备足以媲美大型汽车制造商,而长期从事设计工作所累积的经验和人文素质则是他们的立足之本。
据不完全统计,在发达国家,
汽车公司产品设计工作量的50~60%是由设计公司完成的,不仅造型设计,
而且包括结构设计和分析优化,,甚至包括工艺工装设计等。492.汽车造型设计技术的发展
随着汽车工业和现代科技的发展,汽车行业的竞争十分激烈,能否以最短的周期,最小的开发费用,最好的质量和性能开发出新产品或车型关系到汽车企业的生存和发展。
在90年代出现了汽车工业的大购并,并提出了车型平台化的概念,平台化就是设计开发技术要实现快速反应和低成本开发。
在80年代前汽车开发技术是建立在“试错”型的开发基础和试验基础上,而在90年代实现了以计算机仿真与分析技术为主体的快速开发技术的革命。它正以难以预计的速度实现向以信息和知识工程技术为基础的虚拟设计发展。50美国等国家正以计算机与信息技术实现产品的快速高水平开发,
1990年后尤其1995年后采用三维CAD/CAE/CAM一体化技术等技术,
1999年ford和GM宣布实现全新车型开发周期为22个月和24个月,最终目标是12—18个月。
2000年美国
三大集团实现共用零部件协议。2000年GM
提出在INTERNET环境采购零部件。2000年美国提出了产品协同开发与协同商务的概念(Collaborative
Product
Development
).
德国-平台化技术,
目的是实现零部件系列化,GM
,VW,和TOYOTA
三大集团协议共建部分标准零部件数据库。这些都证明开发技术已有巨大的发展,
开发周期大大缩短,
因此汽车造型的水平大大提高.
而且,
汽车变形的速度和品种大大增加,
基于平台的多样化设计的年代已经到来。513.我国汽车造型水平和设计理念
中国人民确实拥有独特的文化底蕴,优美的老红旗依然让人自豪,但这个底蕴必须融合到现代的汽车文化中去。以家电为代表的所有需要造型的工业产品,绝大多数已奉行引进或仿造外国产品的原则,老红旗是几十年中的昙花一现。我们不应该在有5000年文化的国家,
长期由国外文化来引导中国的汽车造型和设计事业,
中国应学习和借鉴别人的优点,也要有自己的主见,不应使我们的汽车造型审美观钝化。过去,在相当长的时间内,在实际的设计工作中,搞汽车的瞧不起搞造型的,搞造型的不理解搞汽车的,缺乏应有的互相配合。
目前,国外很多工业界的技术专家都热心参与教育事业,但在国内很少有在职的研究员愿意到高校里来,(就算有也只是挂名的名誉校长,名誉教授之类)这说明我们的高等教育方法应该改进,水平才能提高。
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现今,国外有很多独立的汽车设计公司。全球最大的设计公司美国MSX公司,
比如以实用型量产车著名的意大利设计公司ITALDESIGN,以名贵跑车为主要业务的设计公司Pininfarina,和以风格见长的Bertone设计公司,还有在改装车、原型车方面各具特色的IDEA、Zagato、Ghia和Stola等设计公司。此外,还有以个人名义进行设计的汽车设计师,如Marcello
Gandini、Peter
Stevens和Ian
Collum等。中国第一家汽车设计公司于1999年由同济大学汽车系的雷雨成等几名教授创建,
目的就是象国外的设计公司一样为中国人开发中国人自己的汽车。
实际上,中国的技术人才和资源等等都没有问题,
中国实现产品开发最大的问题和困难是缺乏信心,
另外企业管理体制也存在问题。53环顾现状,总觉得中国的厂家是“有力无心”。的确汽车造型是“上层建筑”,但并不见得高不可攀。车身设计是突破口,比机械技术更具有市场价值,只是国内众车厂谁都没有尝过这个甜头,也没有谁打算去尝。对于总被用作借口的技术(工艺)水平,其实国内零部件与整车厂家都已引进了大量的国外技术和设备,
也作过了不少引进技术(模具)国产化工作,进行自主开发的时机已经成熟,即便还存在问题,也应该不是克服不了的问题了。民族设计没有实践的机会,发展便无从谈起。中国搞汽车已经几十年了,车身设计还停留在引进——国产化的阶段不如。因此希望在未来的几年,国内车厂再上新产品的时候,能够大胆采用国内自己的设计,如果是引进或联合开发,就要努力争取车身的技术和设计权。544.汽车造型技术与方法
(1)
汽车造型的基本知识
a
汽车主要尺寸
汽车设计中由总体设计师确定的外形尺寸包括:长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。汽车尺寸所要考虑的因素主要是主要零部件的布置和使用性能要求。使用性能要求则主要由汽车所针对的目标市场级别而定。通常,美国车的尺寸比欧、日的标准大很多,这主要是因为美国地大车少,油价低廉,对于汽车空间的要求远大于对省油性能的要求。日本则正好相反,为了改善道路拥挤情况,日本政府对汽车的税收等级是以外形尺寸(主要是占地面积长*宽)来划分的,车身越大使用费用越高。因此日本汽车造型设计所追求的是“空间利用率”,即在有限的车身尺寸下争取最大的内厢空间。可以说日本车紧凑的目的是为了符合法规;欧洲人也热衷于小型车,但他们造小车的主要目的是省油和使用方便;而美国人的生活环境决定了他们用不着把汽车造得太紧凑。
汽车的长、宽、高、轴距是影响乘坐空间的四要素,但这只是基础,要在尺寸不大的车身上设计出空间充裕的座舱,还必须精心设计车厢轮廓。这就是所谓的“利用率”问题,而它又与全车的整体布局息息相关。并且要保证设计的人机工程学要求.55
b
汽车车架
车架的作用是承受载荷,包括汽车自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。现有的车架种类有大梁式、承载式、钢管式及特殊材料一体成型式等。
大梁式车架的优点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度,而且结构简单,开发容易,生产工艺的要求也较低。适用于要求有大载重量的货车、中大型客车,以及对车架刚度要求很高的车辆,如越野车;承载式车架的意念是用金属制成坚固的车身,再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上。承载式车车架是目前轿车的主流,因为这种结构将车架和车身二合为一,重量轻,可利用空间大,重心低,而且冲压成型的制造方式十分适合现代化的大批量生产;有一些高级客车也有这样的结构.
但承载式车身结构,
一般都设计有副车架,
用于定位左右悬架和发动机按装.
钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架,再将零部件装在这个框架上。它的生产工艺简单,很适合小规模的工作坊作业;铝合金车架将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架,其最大优点是轻(相同刚度的情况下)。但是成本高,不宜大量生产;
碳纤维车架是用碳纤维浇铸成一体化的底板、坐舱和引擎舱结构,再装上机械零件和车身复盖件。碳纤维车架的刚度极高,重量比其它任何车架都要轻,重心也可以造得很低。将来大梁式和承载式车架是占绝大多数的主流车架形式,并在承载式车架的底部加焊类似大型横梁的补强结构,增强其刚度。
56
c
汽车造型与总布置的关系
汽车布置是指如何安排一部汽车的各个组成部分在整车中所处的相对位置,即全车的总体布置。布置方案一般是由总工程师决定的,但对于车身造型设计师,很好地理解甚至具备确定总体布置的能力也十分重要,这是因为与其他工业产品相比,汽车构造的复杂多变性要大得多。汽车的内部结构复杂,使用功能的要求很严格(如乘员/载货的空间、人体工程学的要求等),这些构成了很多在造型设计过程中必须遵循的条件。因此,汽车造型设计师必须具备很清晰明确的布置观念,才能设计出具有优秀功能性的汽车外型。事实上很多突破性的布置方案都是由造型设计师在概念设计的阶段构想出来的。一般,汽车的布置元素包括发动机、传动系统、座舱、行李舱、排气系统、悬挂系统、油箱、备胎等,其中前三者:发动机、传动系统和座舱是决定布局的三要素,按这“三要素”可将布局方式分为前置引擎前驱(FF)、前置引擎后驱(FR)、中置引擎(MR)及后置引擎(RR)四大类型,确定布置类型后,其它部件可采用见缝插针的原则。同时也要考虑人体模型和人机工程学布置,
一个优秀的布置方案应该在使各部件工作良好的基础上满足应有的使用功能(如载人、运货、越野等)。57(2)汽车造型必需遵循的法则
a
用户需求
用户就是上帝一直是各行各业服务的宗旨。汽车的功能从开始的代步,到现在成为快速的交通工具,从最初的马车型结构到现在豪华的车身内饰、高级的音响设备和通讯手段,反映了汽车用户对汽车功能的需求的不断进步和提高。用户对汽车的需求归根结底可以归纳为汽车的安全性、经济性、舒适性、操稳性、人机工程和美学等几个方面。汽车安全带、安全气囊、ABS,TCS和能量吸收结构等系统就是为了满足其安全性能的要求而配备和设计的;电子喷射、电动汽车、铝制车身、轻质材料的采用能有效地提高汽车的经济性能;空调、音响、大空间内部设计也进一步满足了用户汽车乘坐舒适性要求;同时不同民族具有其独特的文化背景。英国人比较保守、怀旧,法国人浪漫、幽雅,德国人稳重、敬业,意大利人热情、奔放。因此不同国家的汽车品牌具有自己的特色。此外,汽车车身的发展经历了几个时代的变迁。从粗糙的“马车”到火柴盒般的箱形汽车,再到很卡通的甲壳虫汽车,还有船型、鱼型、楔型,汽车的身材越来越好看,线条越来越代美。这就说明汽车造型和汽车设计必需满足用户的需求和民族文化。
58b
法规需求
为保证汽车的安全形式和实用,各国汽车组织和政府颁布相关法规规定汽车的设计标准、实用功能,确保汽车能满足各种形势下的需要。通常相关法规有汽车安全法规、汽车排放、汽车报废、质量认证和强制性检验法规等。代用燃料和混合燃料汽车,电动车就是为了满足汽车排放标准而研究的;汽车的安全气囊、安全带、ABS都是为满足汽车安全性能所采用的安全措施。这就说明了汽车的造型和设计必需满足汽车法规的规定。59
c
技术进步
过去(1990年前),新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年,1995年后,尤其现在运用了计算机,仅需要二年或更少的时间。这就说明了现代新技术的进步是汽车设计的有力支持和强劲的手段。CAD/CAE/CAM/PDM软件的出现和使用使汽车的造型和设计进入一个新的历史时期。汽车设计手段不仅更加快捷和方便,也使原来不可能的设计方法成为可能。虚拟现实的设计技术模拟汽车的视觉效果以及汽车的操纵环境,大大降低了汽车设计过程中试制的费用,同时提高了汽车的设计质量和水平。
现代电子技术的发展,使汽车的控制更加安全可靠,乘坐更加舒适,电子元件的安装使汽车的娱乐、通讯、信息更加丰富。同时生产工艺水平、生产制造水平的提高使汽车的造型和设计的范围更加开阔。60(3)汽车造型的步骤
造型设计的主要工作内容如下表所示
造型设计的主要工作内容
No.
外部造型工作
No.
内部造型工作
1
造型设计资料收集
1
造型设计资料收集
2
产品分析报告造型设计任务书
2
产品分析报告造型设计任务书
3
A评审
3
A评审
4
外部构思草图
4
内部构思草图
5
B评审
5
C评审
6
设计效果图
6
设计效果图
7
C评审
7
D评审
8
小比例模型制作
8
全尺寸胶带图
9
D评审
9
全尺寸内饰模型制作
10
模型数字化定义
10
内饰模型装饰设计
11
全尺寸胶带图
11
E评审
12
全尺寸模型塑造
12
模型测量
13
模型装饰设计
13
内模型数字化定义
14
E评审
14
F评审模型冻结
15
模型测量
15
造型文件发布
16
外模型数字化定义
17
F评审模型冻结
18
造型文件发布
61(4)汽车造型设计的内容
车身造型的内容主要包括以下5个方面:1)外形设计主要设计车身外形整体形状和保险杠等主要构件的形状。
2)室内设计从驾驶室或乘客室内空间的人机工程学的角度出发,进行室内乘用和设施的布置;进行内饰件的设计。
3)色彩设计车身外部、室内总体色彩的没计,以及内饰材料、织物纹样等的设计。
4)车身附件设计如内外后视镜、阻风板、轮罩装饰罩以及嵌条等造型设计。
5)标志设计厂牌、标牌、车牌以及车身上各种装饰性标志设计。625.现代汽车造型设计的一般流程(1)市场调查汽车与其他批量生产的工业产品一样,作为商品就要追求经济效益,就要与其他同类厂商的产品竞争,所以在开发前期的市场调查尤为重要。通过市场调查要了解国内外竞争企业同级别产品的造型特点、设计趋势、工艺水平及新材料新技术的应用情况。其他产品对汽车设计的影响也不容忽视,如照相机、MP3播放器、计算机、服装及提包的流行款式和颜色。不要以为这些产品与汽车设计无关,通过调查一些其他的日常消费品可折射出特定消费人群的消费趋势及消费特点,从而有针对性的对目标消费人群展开汽车造型设计。在市场调查期间设计者要调动一切敏感的神经来寻找蛛丝马迹感受市场的微弱变化,此阶段的工作之所以重要,就是为产品设计的可行性找依据,充分考虑各个方面的因素,避免在设计过程中的反复及投产以后所造成的定位失误。63(2)创意阶段
经过大量的市场调查和分析后,接下来是创意阶段,是设计师天马行空发挥想象力思维发散的阶段。此时的主要任务是设计者将自己的构思和灵感用手绘的形式快速表现出来,是一个记录的过程形成的结果被称作构思草图,这些草图只是对汽车整体造型的感觉和方向的概括,无需向他人展示传达,如图2所示。因为构思草图不必描绘过多的细节,所以要求的数量很大,一般情况下1个设计者1天之内要画60张左右。草图画的越多设计师的思路越开阔,对设计任务理解的程度越深刻。当构思草图达到一定数量时,需要对一些可行性概念进行整理和深化发展,进入创意的第2个阶段即概念效果图阶段。此阶段的方案用于内部交流,必须画出较为清晰和完整的概念效果图,它要求描绘出汽车的整体形态、尺度比例、材质及色彩,如图3所示。概念效果图是构思草图的完善与深入,但不是最终效果,须求质又求量,并要求一定的绘制速度,一些细节可以忽略。概念效果图适用于深入分析、评价推敲方案及与他人沟通交流,同时也是绘制精细效果图的前期准备。渲染效果图是对确定了的方案在形态、色彩及材质肌理上进行正确和精密的描述,使任何人看了都能一目了然。效果逼真的渲染效果图可吸引更多评审者的眼球,也可使决策者下决心肯定设计方案,如图4所示。6465666768FORD原厂手绘车身造型图69法拉利跑车原厂手绘效果图7071(3)比例模型制作渲染效果图通过评审,选择优秀的设计方案进行比例模型制作。比例模型是设计师将二维图形转化成三维实体造型的过程,是再设计的过程,在比例模型上设计师可以反复的推敲汽车造型的型面和一些细节,更真实的表达自己的设计意图,如图5所示。按尺寸分,缩小比例模型有3种:1:5、1:4、1:2,对于轿车1:5、1:4是比较合适的尺寸比例,一般轿车长度为4m左右,比例模型的尺寸为800~1000mm,制作工作量不大,便于修改,曲线和曲面不用花费很大的力气就能达到光滑顺畅的效果。而1:2的尺寸比例就相对大一些,线面的表现更直观,但尺寸较大,手工制作起来费时费力,是非主流的比例。按材料分,可分为油泥模型、石膏模型和仿真模型等。油泥是油脂、填料、改性添加剂和颜料等的混合物,便于反复修改,不易风化干燥和变形龟裂,因而模型尺寸较稳定,是目前汽车造型最广泛应用的材料。石膏较便宜,但强度低且不易于反复修改。仿真模型具有逼真的材质和效果,不能用于推敲造型,常作为车型档案保存之用。为了评审的需要模型完成后要进行仿真处理,表面进行喷涂油漆或敷上具有真车表面效果的薄膜,车窗、散热器罩及前后灯等真车上具有的细节一样都不能少,可谓麻雀虽小五脏俱全。72731:1油泥模型74胶带图是设计师根据汽车总布置图,在带有坐标网格线的薄膜上利用专用的不干胶带贴出设计方案的造型线图,它由多个视图组成(侧视图、俯视图、前视图、后视图)。各个视图的线条都能够一一对应且误差要求很小,这个环节要求设计师要具备良好的三维空间想象能力及扎实的机械制图功底。胶带图是将效果图转化成模型的桥梁纽带,比例模型也是依据比例胶带图展开加工制作的。胶带图的另一个重要作用是,它可以作为造型可行性分析的依据,1:1胶带图能够真实的反映出实车的尺寸比例和造型特点。因此在贴制的过程中需要有其他的工程技术人员进行配合,来检验胶带图所表达的线面是否与内部结构干涉,如果发现问题,设计师要和工程技术人员进行协商,确定是修改内部结构还是修改胶带图。751:1胶带图76(4)1:1仿真模型制作胶带图完成后,在设计师的指导下,油泥模型师或数字建模工程师开展1:1油泥模型或数字模型的制作。下面将分别对这2种不同的造型工作分别加以说明。77比例模型是1:1全尺寸模型的试验及准备阶段,是确定1:1模型造型方向的前提,不能代替全尺寸模型,因为比例模型的直观性不如全尺寸模型。例如在缩小比例模型,一条看起来比较舒展的腰线,等比缩放成实际尺寸后,会显得弧度过大或拘谨。但比例模型这个环节是不能省略的,如果把效果图直接制作成全比例模型,中间就缺少了推敲的过程,在1:1模型上反复推敲方案将费时费力。因为全尺寸模型的制作工作量很大,首先要根据总布置图的要求精确的制作模型骨架,留足所需的油泥加工量及修改量。将近1.5t的油泥需要用手工将其碾压在模型骨架上,然后由经验丰富的油泥模型师以手工的形式把模型雕塑得光顺,整个过程的尺寸控制是非常严格的,要精确到毫米或零点几毫米。1:1模型不适合整体造型的反复大幅度修改,整体造型的大改动只能在比例模型上进行。78制作1:1样车79(5)数字模型目前计算机三维软件的发展,将设计师和模型师从繁重的模型制作中解脱出来,设计师把依据汽车总布置画好的三视图交与计算机三维造型人员并指导其建模,熟练的计算机三维造型人员只需要十几天就可以构建一个完整的汽车外表面数模。这个初步的三维数字化模型,可以在计算机屏幕上旋转成任意角度,造型师可以随时对它进行修改雕琢,直到满意为止。有了三维数字化模型利用投影技术可将图形方便的投射到大屏幕上,从而得到1:1的接近于真车的照片级效果图。808182
如果认为这样还不能真实的感受设计方案,可以借助VR(VirtualReality)虚拟现实系统来实现我们的愿望,如图所示。83
虚拟现实技术是一门综合技术,它以计算机技术为主,综合利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术及伺服技术等,来生成沉浸式交互环境,形成一个逼真的三维视觉、听觉以及触觉等感观世界。让用户可以从自己的感觉出发,利用自身的功能和一些设备,对所产生的虚拟世界进行浏览和交互式考察、交互作用及相互影响,从而产生身临其境的感受和体验。虚拟成像技术可以对汽车的1:1外形模型和1:1内部模型进行仿真,它比1:1实体模型更快捷,而且可以显示多种方案进行对比和分析。虽然虚拟现实系统能最大限度的还原汽车造型的真实性,但人毕竟是对直观感依赖的高级动物,虚拟的并不能完全代替我们真实的感官体验,鉴于此,1:1实体模型无论是对于设计者的造型推敲,还是对于公司管理者的决策都是必不可少的。84由于有了三维数字模型,经过数控设计可以操纵五轴数控加工机床,切削出1:1的油泥模型。这个过程要比手工制作同样比例的模型快许多,只需几天,另外对造型的调整也更加方便。如果设计者对模型的某个细节不满意,可在模型师的协助下手工粗略的修改,然后利用逆向工程设备将修改过的部位,以数据的形式扫描记录下来,然后交给三维造型人员。数字建模工程师根据改动记录下的数据在原数字模型上加以修改,数模改完以后再经过五轴数控加以修改,反复几次直到满意为止。到此为止,一辆汽车的造型设计基本完成,接下来设计师的任务是配合工程技术人员进行工程设计,努力将心中勾勒的梦想转化成驰骋在道路上的实车。85加工油泥模型的数控机床86模拟侧面碰撞(6)产品试验87模拟正面碰撞88模拟正面碰撞---安全气囊效果89模拟翻车90实车碰撞试验---假人试验91实车碰撞试验室92碰撞后的样车93检查试验用假人上安装的传感器94实车翻车实验95车体碰撞实验96空气动力性测试97振动与噪声实验98淋雨试验(左)与高温试验(右)991006.国际汽车造型开发流程展望
虚拟技术的日渐成熟,让观察力敏锐的开发商们看到了其中的契机,低成本高效率的特点极大的吸引了商家的眼球。从虚拟现实技术问世到逐渐成熟小到几年时间,就已经有设计公司开始尝试着把虚拟技术引入到汽车设计领域中来,这使得新一轮的汽车设计竟赛又开始了,这次占有先机的,必然是能够对市场做出快速反映的设计队伍。101
日前,通用在位于美国密歇根州兰幸市建立了新装配厂,该厂将是首座完全采用3D计算机技术设计的工厂。该厂投资大约为8亿美元,将于2006年开建,是一座具有高度柔性化生产艺的现代化装配厂。周期更短、成木更低、更易修改是虚拟现实技术的三大优点,通用汽车现已开始发掘虚拟现实技术的第四优点一一异地互动。通用的计划是,以互联网为载体将分布于四大洲(北美、欧、亚、南美)的虚拟现实设计中心连为一体,实现全球互动、资源共享、优势互补。
102
目前,共有包括通用公司的土程师以及当地建筑师、建筑承包商等70多人的专家小组参与该厂的虚拟设计。3D技术可以使专家们参观现实中并不存在的车间,并不断调整车间里的设各的位置,全盘考虑所有在生产过程可能出现的情况。全球主要汽车制造商和专业设计公司都建立了汽车设计虚拟现实中心。虚拟现实技术的应用,大大缩短了设计周期,提高了市场反应能力,一款车型从概念提出到批量生产,设计周期已从上世纪90年代的4到5年,缩短至目前的18个月左右,12个月的目标也指日可待。同时,设计成木也减少了30%到40%。可见,虚拟设计正在逐渐成为工业设计领域不可或缺的一部分,它以其在成本、周期和效率等方而的绝对优势,为企业在竟争中赚取更大的利润。1037.国内汽车造型开发流程及其发展前景在汽车造型设计中的模型制作阶段,国内目前采用制作油泥模型的方法,通过三坐标测量仪得到的点云数据,然后导入CAD软件中,由专业人员生成车身曲而,工作流程见图,这种方法通常叫做仿型法.仿形法在后期有CAD/CAM系统的支持,前期仍然依靠手工制作油泥模型,使得工作周期相对较长,劳动强度较大,并且在制作、测量的过程中会存在一定的误差,这样,精度便有所降低,给后期的完善带来很多的重复性工作量。104105国内目前广泛采用的汽车造型设计流程与传统的设计流程还是很相似的,如果有小同的话也是在一些细节上,例如物理模型的制作方法,后期的试验种类等。长春第一汽车技术中心引进了国内第一套虚拟设计设备之后,曾经尝试着推出了一套结合虚拟现实技术的汽车造型开发流程,为中国在汽车造型设计赶超国际先进水平的新出路上率先迈出了一步,相信在经过几年的探索之后,中国的汽车造型虚拟设计会有令世人刮目相看的成果。让我们简单了解一下第一汽车技术中心在结合虚拟设计的汽车造型开发流程的一些步骤。106仿形法造型设计(左)与虚拟现实造型设计(右)1078.汽车造型开发新流程
通过对上而两组设计流程的比较,我们不难看出最大的区别就在于造型与车身制造工艺生产之间的衔接部分(图中橙色部分),仿形法和传统设计流程采用先制作物理模型(油泥模型等),再采集表而数据,虚拟设计流程则利用设计师(或者数字设计师)对创意方案直接建立数学模型。二者完成之后,随后的任务都是为车身制造与造型设计建立起连接的桥梁。按照一汽等企业的经验和实践,对汽车造型设计中的虚拟设计部分进行以下简单的总结,用图表的方式表达如下:108造型设计中的新流程109
油泥模型、虚拟模型都同样能够展示作品,那么就有必要以这种新科技产品来完全代替油泥模型吗?比较VR技术,传统设计流程中的油泥模型有制作周期长,投入成木比较大的缺点,另外在针对模型到车身覆盖件的逆向土程中,形成了计算机辅助土程的反复。引入VR技术后,从创意到形成土业生产中所需要的车身表而数据,只需要计算机辅助造型人员的介入即可实现。现在,全球主要汽车制造商和专业设计公司都建立了汽车设计虚拟现实中心。虚拟现实技术的应用,大大缩短了设计周期,提高了市场反应能力,一款车型从概念提出到批量生产,设计周期已从上世纪90年代的4到5年,缩短至目前的18个月左右,12个月的目标也指日可待。同时,设计成木也减少了30%到40%。
110
不难看出,这种现代设计方法对计算机辅助造型人员的技术能力提出了很高的要求,新的设计流程要求他门小仅要将设计之初的概念草图转化成三维数字模型,而且要保证在不断的对模型进行调整之后,能够直接将模型的表而数据应用在车身覆盖件的生产当中。在这种国际氛围的带动下,我国国内也陆续有部分厂商有意引用VR技术来改进的汽车设计方法,但还是处于尝试阶段。不过中国汽车入市后将不断面对国际同行业的强烈冲击,中国汽车想拥有完全自主的品牌,就必须顺应国际形式,从设计到生产都要开始和国际展开竟争。因此,这种可以降低设计成木,大幅度缩短设计周期的现代设计方法,也同样会为我们中国汽车设计人员提供有利的帮助。也许我们可以相信,这种趋势成为一种必然。111第二节汽车造型设计的透视画法112汽车造型的最初阶段,造型师以绘画形式构思草图时,可以采用多种绘画技法表达汽车的形象,这里介绍一种简单实用的透视作图法。113114汽车、视点、画面的位置115汽车透视图116不同角度的成角透视(30。)117不同角度的成角透视(45。)118不同角度的成角透视(60。)119室内透视图120第三节意大利的汽车造型设计121
从60年代开始引导世界设计新潮流到80年代,意大利设计师一直走在世界设计的前沿,他们在设计领域展现的创造力,使别国的设计师眼花缭乱,从此确立了意大利设计的世界性地位。到了今天,意大利设计几乎成为“优良设计”的代名词。
由于意大利设计师的杰出成就,意大利甚至形成了“设计引导型生产方式”,使意大利的设计和生产形成了良性循环。这种生产方式既肯定了设计师的才能,也提高了整个国民的生活质量。
意大利的许多设计师出身建筑师,毕业于米兰理工学院或都灵建筑学院,这种教育机制也许更能发挥设计师的潜力,所以意大利的设计师大都多才多艺,同一个设计师既可以设计豪华典雅世界一流的法拉利跑车,也可以设计普通的意大利通心粉式样。
在众多杰出的设计门类里,作为意大利风格设计中重要的组成部分的汽车造型设计,更是被那些享誉世界的汽车造型设计师们演绎得炉火纯青、别具一格。122特点:豪放、性感、洒脱著名的汽车设计公司:意大利设计Italdesign(意大利设计)平尼法里那(Pininfarina)
博通(Bertone)
Ghia(吉亚)
STOLAZAGATO
马塞罗·甘迪尼MarcelloGandini等123意大利的Italdesign和被评为“世纪设计大师”的乔治亚罗Italdesign创立于1968年,主要给国际汽车生产商提供汽车样式、工艺和原型生产。设计风格:朴实、简练、细腻、流畅124菲亚特·派力奥
车头部位的设计既现代又稳定,和谐而统一,后部线条简洁而优雅125自欧洲各个国家的58名专业媒体记者组成的“年度轿车”评审委员会,将“2004年年度轿车”称号授予新款菲亚特熊猫轿车。这是世界汽车行业内第一款获此殊荣的A级轿车。简洁、方形的外观菲亚特熊猫126外观优雅、尊贵,内部空间宽敞。独特的美感造型,流线的车身线条,大大降低风切噪音和风阻,全面提升高速行使的稳定感。中华轿车127Italdesign设计的Moray(海鳗)概念车
1281圆滑,敏捷2没有外后视镜3前脸是标志性的克尔维特格栅4仪表盘上的功能可以满足你的一切要求,甚至连乘客也有属于自己的仪表盘,也一样可以进行驾驶操作。
特点129130第四节中式汽车造型的设计文化
1311、汽车车身造型中的美学问题汽车车身的造型包括美的观念、美的本质、美的规律和美感问题,涉及到造型的艺术规律、动感与视觉规律、车身线形的组织技巧、色彩设计、车身的光学艺术效果等。就单纯的造型艺术来讲,在造型设计手法上具体表现为“表现体积的关键在于抓转折;表现厚度的关键在于抓边缘;表现质感的关键在于抓肌理;表现量感的关键在于抓力势;表现时空的关键在于抓轨迹……”。132如下图的在中国的畅销车型“宝来”,它就是以在面与面之间通过或缓慢、或急骤的转折变化来表现出车身前脸圆润挺括和尾部有棱无角收缩紧凑有力;通过边缘线条回转的程度来表现厚度;用银灰色表现现代感;其自然流畅、曲线平滑、结实饱满的车身造型,给人一种蓄势待发的力势。一汽宝来133还有一个非常重要的,而有常被人忽视的方面,就是人的精神因素——审美观点。而人的这一因素是与他民族文化、国家历史、社会背景、生活环境及个人修养等成分密切相关的。中华民族有五千年的文明历史,有非常丰厚的文化底蕴和灿烂的文明。“中庸”和“和”的思想从古到今始终是我们的文化、艺术和设计思想的精髓。134儒家“中庸”的思想就是不管部分如何变化,由内到外、自始自终都有一条主线贯穿其中,它提供了一种整体、全局、综合看待事物的思想。“天有时、地有气,材有美,工有巧,合此四者,然后可以为良”,古代这种系统的、整体的工艺观、设计思想在今天仍然适用。这一思想反映了中国的造型艺术是一种整体艺术,它是各种艺术、技术的有机结合体。135这种思想体现在造型艺术上强调结构上要前后左右布局呈现均齐的势态,结构严谨、方正、井井有条、严肃、稳定的艺术效应。尊礼文化的造型艺术重文质彬彬的“君子之风”和“重质轻饰”,这种延续下来的社会心理使中国人比较接受规整、严肃、稳定的汽车造型。由于德国式汽车造型的设计严谨、功能之上等设计特点比较符合中国人的社会心理,使得德国产的大众系列车在中国比美国、意大利、韩国车好卖得多。上图的“宝来”汽车其造型有方有圆,暗应国人天圆地方之说,其审美颇合国人审美情趣,寓意一种和气生财的“中庸”之道。号称中国第一辆驾驶者之车——宝来强调了驾驶的乐趣,强劲的动力内敛于稳重大气的外型之下,将运动型和公务型车的优点融合到了一起,也是体现了一种“中庸”之道。136道家“和”的思想反映了中国人的“天人和一”、“亲近自然”的情感与看待事物、创造事物的准则。它反映在造型艺术上是要重视自然美与人工美的有机结合,老庄进一步提出了“天道运而无所积,故万物成”、“朴素而天下莫能与之美”的思想。这一思想明确强调了“道”的功能,人工活动不能破坏事物“朴素”的内在功能要求,造型的适用性居第一位,造型的人工装饰居第二位。庄子的美学思想崇尚自然、恬淡、朴素,并认为美应以天地事物自然本性为榜样;表现在汽车造型上就是选择的材料要体现自然的本性、自然美,因此现在很多高档一点的汽车其内在都尽量多使用木制品或仿木纹样的塑料制品,来提高人与车的亲近系数。
137以上的这些中国人的传统文化思想流传了几千年,潜移默化形成了一种集体的无意识。设计师也是这种无意识中的一员,不过是设计师比其他人能更敏锐的观察、更好的表现出来而已。1382.中国传统文化对汽车设计的影响在中国传统造型艺术文化中,人们自古以来十分重视在造型艺术中用“谐音”、“借用”、“引申”和“象征”等方式来发挥寓意象征的力量。在中国人的观念中,缺乏寓意的造型是没有任何意义的。这种寄祥瑞于物、物我相应的方式也是中国传统文化中“天人合一”的表现之一,在汽车设计中应放到重要的位置上来。139(1)“谐音”的运用在中国传统文化中,对事物取名时讲究信、达、雅,喜欢用“谐音”的方式来祈求吉祥如意或获得力量。这一点在汽车厂商在给汽车取名时尤其突出。如大众“宝来”汽车其原型车是BORA,来自意大利语,是风暴的意思。同样的BORA轿车,在引进入中国市场上时有两个名字:“宝来”和“跑乐”。惟一不同的是,"宝来"来自一汽大众,"跑乐"则是来自德国大众的进口车。“宝来”是中国传统文化中非常吉祥的名称,有进财的意味,对该车的销售起到非常好的推广作用。而“跑乐”却谐音“跑了”,有去财的意味,不利于品牌的推广。又如日本的凌志,凌志有凌云之志的意思,而且暗合苏东坡在《前赤壁赋》里表现的凭虚御风、飘飘乎不知其所止的那种意境,适合中国人的理解和欣赏习惯。而其改名为雷克萨斯,缺乏一种东方文化的意境就成为败笔。140在1992年以前,BMW汽车在国内并不叫宝马,而是被译为“巴依尔”。改后的“宝马”名字可谓神来之笔,既突出了宝马车系高贵豪华的风格气质,又与中国的传统称谓浑然一体,同时发音也与BMW相差不大。如今,“开奔驰坐宝马”已经成为不少人梦想的生活,宝马已成为豪华车的代表。“宝来”这个名字与其“驾驶者之车”的口号极不相符(德国大众的思想),倒是其原来的名字“跑乐”——在香港这款车就是这个名字——既有音译,也符合“驾驶者之车”的特点。141
把“富士”这个很形象的名字改成不知所云的“斯巴鲁”,实为富士公司的无奈之举。其根源是富士公司与贵航云雀的失败合作,如今,云雀这款车已黯然退市。为了改变云雀对富士品牌在中国的消极影响,富士公司被迫将“富士”改为“斯巴鲁”。有人建议,斯巴鲁应该在18路公交车做广告,让大家坐上“18路”车去买“斯巴鲁”车。如果依丰田所说,凌志改成雷克萨斯不是商标抢注所致,那么这种举动肯定是最失败的改名。多年来,凌志这个丰田的独立豪华品牌已在中国消费者中深入人心,突然改了个“雷克萨斯”实在让人接受不了。反映在市场上的结果是,自从改名后,凌志的销量逐年减少,已无法与奔驰、宝马相抗衡。142霸道太“霸道”,尤其是其卢沟桥广告事件发生之后,更是激起中国人
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