现代汽车设计新技术

第二章现代汽车设计新技术

1影响外形三因素机械工程学——能够行驶，巩固耐用人体工程学——驾驶容易、上下车方便、乘坐舒适流体力学——空气阻力2

第1节汽车造型设计一、设计师的作用所谓设计，是根据一定的要求而进行构思，并且用恰当的方法，如文字、图样、模型等表达出来。这里有两重意思，不妨以产品设计为例：第一，为了满足使用者对产品的要求，设计师必须进行创造性的思考，以确定产品的形态；第二，为了使制造者了解产品的形态，设计师还必须以恰当的表达方式。34如图纸、说明书等反映自己的构思。现代化产品的生产过程与手工业时代的生产方式有本质的差异。手工业产品的创造者单独一人包揽设想和制作，不存在现代化生产那种设计与制造分工配合的方式，因而不需要对别人表达自己的设想。手工业产品的创造者为了显示自己巧妙的设想和精湛的技艺以提高产品的价值，往往选用名贵的材料，并刻意追求精雕细琢和繁杂的纹样装饰。5在现代化生产中，设计是第一步，其工作量只占产品开发全部工作量的10%，本钱只占5%左右，但却决定了产品成败的命运。美国哈佛大学著名的“影子理论〞生动地反映了与产品品质有关的设计、材料、劳动、行政管理四个方面所投入的本钱及其所产生的影响，如图4-1所示。设计虽然只占本钱的5%，而它对产品的影响却占70%，可见设计对产品的影响是至关重要的。6图4-1哈佛大学影子理论7汽车是一件非常复杂的产品，即使是最富有经验和知识最渊博的设计师，也不可能深入了解汽车上每一个细节，更不可能由一个人单独包揽全部设计。因此，设计师们必须有不同的分工，相互配合。总设计师、主任设计师、普通设计师分别在不同岗位上各自发挥作用，形成一个组织严密的工作群体。譬如，福特汽车公司就很善于从不同的部门抽调各种专家组成跨部门的设计小组，以解决单个部门无法处理的问题。由此可见，一个成功的设计，不仅是每个设计师良好素质的表达，而且是强调设计师们的配合协作的集体成果。8二、汽车的设计过程1．产品开发规划在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产品开发规划。根据国家的需要或企业开展的需要，由国家机关或企业领导下达开发指令。首先，必须确定具体的车型，亦即打算生产什么样的汽车。其次是进行可行性分析，根据使用调查、市场情况、技术条件、工艺分析、本钱核算等，预测产品是否符合需求，是否符合工厂的技术工艺能力，是否对国民经济和企业有利。92．初步设计汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状，或称初步造型设计，包括如下内容：1)从脑到手：汽车总布置设计所谓总布置设计，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。为了保证汽车各局部之间合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸——称为“硬点〞。102)理念表达：效果图效果图是表现汽车造型效果的图画。造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和根本形状，就可勾画出汽车的具体形象。效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。11构思草图是记录造型设计师灵感的速写画。图4-2构思草图12彩色效果图是在构思草图的根底上绘制的较正规的绘画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。彩色效果图包括外形效果图、室内效果图和局部效果图，其作用是供选型讨论和审查。效果图的表现技法多种多样：可采用铅笔、钢笔，也可采用毛笔(水彩画或水粉画)等，而目前较流行的是混合技法——用塑料记号笔(又称麦克笔)描画、喷笔喷染、以及涂抹、遮挡等同时并用的技法。只要效果良好，表现技法可不拘一格。13图4-2外形效果图14图4-3室内效果图15图4-4局部效果图163)缩小比例模型

缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成的。轿车缩比模型常用1∶5的比例，亦即是真车尺寸的1/5。英美等国采用英制尺寸，模型的比例是3/8。造型泥是一种油性混合物，又称油泥，在常温下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前需经烘烤。17缩小比例模型是在彩色效果图的根底上更进一步表达造型构思，具有立体(三维)形象，比效果图(二维)更有真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两、三天内完成。181/5油泥模型194)选型讨论会经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。会议的目的是从假设干个造型方案中选择出一个适宜的车型方案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，故通常由负责人召集造型设计师、结构设计师和工艺师等参加会议。选型讨论会结束，说明选定的车型的造型构思根本成熟，汽车初步设计亦结束。20红旗轿车选型讨论会21

3．技术设计技术设计包括确定汽车造型和确定汽车结构两个方面。选型讨论会选定的车型方案需要制成空气动力学试验模型交付风洞试验，验证其形状是否合理，提出修改意见。22风洞实验23技术设计阶段的造型工作包括以下几个方面：

1)胶带图胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1∶1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。24胶带图25

2) 1∶1整车外形效果图单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然两样的。缩比模型上某些圆角和曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1∶1效果图和1∶1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。263) 1∶1外部模型1∶1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩比模型的放大数据，结合胶带图和1∶1效果图的修订情况，就可以制造1∶1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成。由于采用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1∶1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。1∶1外部模型需要集中各个设计步骤的反响意见，加以精工修饰而完成。将模型放置在灯光下看，其逼真程度几乎与真车无异。271：1油泥模型281∶1外部模型294) 1∶1内部模型1∶1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。1∶1内部模型与1∶1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1∶1内部模型的形状、色彩、覆饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。为了获得一个极优秀的汽车室内设计，对1∶1内部模型反复推敲，精工制造，力求逼真，是十分必要的。一些高级轿车，其外观固然非凡，但内部设施更为豪华考究，对内部设计及其模型的重视程度，甚至比外形设计及其模型的精工细作有过之而无不及。301∶1内部模型31

5)造型的审批1∶1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付最高领导审批，使汽车造型最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，受到最高领导的重视和社会普遍关注。大公司为了击败对手而采用频繁更换车型的手段。32测量阶段：三维坐标测量

电脑设计

33汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。汽车的结构设计是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。按照零件所使用的材料，可分为金属材料和非金属材料两大类。确定汽车零件的形状，也要花费设计师许多心血。设计师必须把所设计的汽车结构用图纸表达出来。在零件装配成部件时，零件与邻近零件之间的尺寸必须相互适应。34在设计时，设计师必须无条件地执行国家制定的有关法规和标准。对于出口的产品，还必须执行外国的标准，如ISO(国际标准化组织)、SAE(美国汽车工程师协会)、JIS(日本工业标准)、EEC(欧洲经济共同体)、ECE(欧洲经济委员会)等等的标准。35图纸绘制成后，需要将部件和零件按照它们所属的装配关系编成“组〞及其下属的“分组〞号码。每个部件、每个零件及其图纸都给定一个编号，以便于对全部图纸进行管理。我国汽车行业惯用的编号方式是采用7位数字。例如，驾驶室的左车门外板这个零件的编号是6401015。属于64组(驾驶员门)及其下属的6401分组(车门骨架及盖板)。最后，设计部门将全部图纸、图纸明细表、设计说明书及有关文件移交生产部门。36三、汽车试验1、汽车试验的重要性科学试验和理论研究是开展科学技术相辅相成的两个方面，理论以试验为根底，试验需要理论指导，相互密切结合，促进科学技术开展。然而，实践毕竟是检验真理的唯一标准。无论什么理论，都必须经过实践验证后才能成立，才是真正实用的理论，产品设计所采用的理论和计算，乃至大型计算机软件和模拟方法，都必须以实践为根底。37汽车企业在新型汽车开发过程中，在全部设计完成后，通常需要试制出一批样车，然后将样车交付试验。汽车试验的任务，就是按照标准的试验标准对汽车进行全面测试，测出各项性能指标，最后做出评价。设计部门随后根据试验部门反响的评价报告，再对设计不完善(在试验中已暴露问题)的地方加以修改补充，使产品更为完善，然后才可以交付生产部门进行投产的准备工作。简而言之，新型汽车的设计必须由试验把关。38

2、汽车试验场与典型的汽车试验汽车试验的种类很多，按照汽车的结构特点可以分为整车试验、部件(总成)试验和零件试验；按照所采用的试验设施又可分为道路(室外)试验和台架(室内)试验等。由于汽车试验在汽车开发过程中处于极为重要的地位，许多汽车企业都投入巨额资金修建大型的汽车综合试验场，例如通用汽车公司的密尔福德试验场、日本汽车研究所试验场、英国汽车工业研究协会(MIRA)试验场、我国海南汽车试验场等。391〕试验场的道路设施〔1〕高速环形跑道高速环形跑道是平面形状，长度4～8km左右，多数采用两端圆形路和中间直线路的形状，也有椭圆形或其他形状，设有3～5个车道，如图4-13所示。这种跑道的设计车速通常在200km/h以上，可供汽车长时间持续高速行驶，以考验汽车的高速性能和零部件的可靠性。40图4-13高速环形跑道41〔2)高速直线跑道高速直线跑道是水平直线路，长度2.5～4km左右，可供汽车动力性、制动性和燃料经济性试验。为了节省建设费用，许多实验场将高速直线跑道设置在高速环形跑道的直线局部，两者结合使用。42〔3〕可靠性、耐久性试验道路模仿汽车使用寿命中在各种好路和坏路上行驶的情况，在汽车实验场内，除了建造沥青路外，也建造沙土路、砾石路和凹坑路以便进行强化试验，使汽车在较短的行驶里程内就能暴露出各种问题，如图4-14所示。43图4-14凹坑路44〔4〕扭曲试验路汽车在这种道路上行驶时，车身和车架、前、后轴、悬架以及汽车传动系统都产生反复扭转，以考验这些部件的性能。图4-15扭曲试验路45〔5〕坡路汽车实验场通常还建造各种坡度的坡路，用以检验汽车的爬坡能力，还可考察驻车制动器在坡道上的停车能力、汽车在坡路上起步时离合器的工作状况等。466)操纵性、稳定性试验设施操纵性、稳定性试验设施最常见的是圆形广场，直径为100m，可供汽车转向或绕“8〞字形行驶试验。有的圆场备有洒水装置，使地面生成均匀的水膜以测试汽车的侧滑情况。易滑路是用来试验汽车在冰雪或附着条件很低的情况下的行驶性能和制动性能，采用磨光、洒水、冰雪等方法降低路面的附着系数。横向风路段是考验汽车空气动力稳定性的设施。在试验路段旁排列十几个直径2～3m的大型风扇，产生垂直于道路的横向风，以考验汽车在横向风作用下的操纵性能，如图4-16所示。47图4-16横向风路段48

7)涉水池涉水池有浅水池(水深约200mm)或深水池(水深1～2m)两种，用以检查汽车涉水时水对汽车各种部件的影响，如电气设备、制动器、发动机进排气管浸水后的工作情况。8)爆晒试验汽车爆晒试验要在典型的气候环境下进行，例如我国的海南省，实践证明只有在典型气候条件下进行自然老化试验，才能较全面、真实地反映出汽车实际使用的老化问题，这样才能提高汽车的耐大气环境老化性能，如图4-17所示。49图4-17爆晒试验场509)碰撞试验设施试验时，汽车在电动机驱动的钢丝绳牵引下，先在助跑道斜坡下滑逐渐加速，继而调节至匀速运动，脱开钢丝绳挂钩，最后滑行并撞向屏壁。在汽车碰撞试验时，通常在座位上安置假人模型，有时也用尸体进行试验，如图4-18所示。除了上述汽车正面碰撞设施外，还有汽车侧面、尾部碰撞设施以及翻车试验设施等。51图4-18模拟及实车碰撞实验52

2．台架试验设施1)转鼓试验台转鼓试验台是可使汽车在室内模拟行驶的设施，用于动力性、燃料经济性等试验。汽车的驱动车轮放在一个滚筒状的转鼓上，就可使驱动轮以各种速度转动而汽车在原地不动。与转鼓同轴相连接的测功器可对驱动轮产生不同的阻力并能测出汽车所做的功。由于转鼓施加于车轮上的驱动力有使汽车向前运动的趋势，这个力由钢丝绳平衡并使汽车保持在原地不动，测力计上的读数就是驱动力的大小。在汽车静止或以不同的速度运动时，前轮下方的台秤的读数并不相同。53图测功试验台示意图542)电子液压振动试验台电子液压振动试验台可以在室内模拟汽车在道路上行驶时车轮在不平道路上的跳动情况，用于研究整车及其承载系统的零部件在行驶时的振动和寿命，而且便于进行强化试验。试验时，将汽车4只车轮放置在液压激振器上，按照计算机预先编制的程序，4个激振器分别模拟汽车行驶时道路的凹凸情况推动车轮上下跳动。图4-20是我国长春汽车研究所的电子液压振动试验台正在对解放牌货车进行试验。55图4-20电子液压振动试验台563)汽车风洞风洞是考验汽车空气动力性能的设施，可以测定空气作用在汽车上的6个分力和进行流谱显示等。新车在造型设计阶段，必须将汽车制成风洞试验模型进行风洞试验，以便改进汽车的形状，提高空气动力性能。按照尺寸的大小，风洞可分为供缩小比例模型试验的风洞和供整车试验的大型风洞。按照气流流动的形式，风洞又可分为直流式和回流式两种。用道路试验的方法，不可能同时测得空气作用力的6个分力，因而风洞试验就成为研究汽车空气动力性能的最有效的手段。574)发动机性能试验台发动机试验台的主要特点是把发动机与测功器连接。测功器用作发动机的负载，并能测量发动机输出的转矩和转速。如果采用电力测功器，那么测功器实质上等于一台发电机，可把从汽车发动机输入的能量转变为电能，电能通常被输送到负载电阻组(或其他设施)上消耗掉。在发动机开始运转后，就可以测量各种工况下的特性。例如，通常需要测定发动机的外特性。此外，还可以进行寿命试验、废气分析试验以及发动机安装不同的零部件的性能比照试验等等。58

5)传动系统性能试验台传动系统性能试验台的主要结构特点是：在传动系统部件的输入端连接电动机，使部件转动，而在部件的输出端连接测功器，以吸收所传递的能量。在电动机和测功器中间，可安装不同的传动系统部件进行试验，如：液力变矩器的转矩特性与效率特性的测定、自动变速器换档性能测试等等。5960气候实验61戴姆勒在奥地利维也纳的全球最大气候实验场62第3节典型的汽车设计理念概述两次世界大战之间的年代是现代工业设计在经历了漫长的酝酿阶段后走向成熟的年代。在这期间，设计流派纷纭，杰出人物辈出，从而推动了现代工业设计的形成和开展。

632、典型的汽车设计理念〔1〕消费主义的美国现代设计美国的现代设计迅速开展，源自于欧洲的现代主义设计的性质与色彩。美国设计界基于商业竞争的需要，开始于为企业效劳为中心的艺术设计运动。美国设计运动有着实用主义的商业色彩。美国在商业市场上遵循的是“形式追随市场〞的理念。64在两次世界大战之间，工业与设计的关系在某些领域是以批量生产和机械化为中心的，而在另一些领域，手工技艺依然根深蒂固。

自19世纪中叶以来，美国的市场就以其相对的均匀性而著称，并在开展批量生产方面也处于领先地位。专用机床和高度组织化的劳动分工体制等19世纪的创举，加上制造业中巨额投资的传统，使美国能满足新的、日益富足的市场的各种需求。商品生产的原那么是大批量，而不是供给以满足个性要求为根底的产品。这就意味着必须开展一种高效率的市场营销体系，以保证所有产品都能卖出而不至于过剩。高投资、大批量生产和群众消费这三位一体形成了一种特殊的模式，并成为20世纪初年美国消费类产品生产厂家的共同准那么。

6520世纪20年代末，福特意识到了别的公司在汽车外形设计上的竞争，才下决心抛弃生产了近20年的T型车而转产全新的A型车。1932年福特又推出V8型车，时隔一年，V8又被另一种新型号的V8小汽车所取代，换型速度的加快，标志着福特原来的标准化生产理想破灭了。

福特的经历说明，依赖单用途的工装、高度集中化和机械化的生产体系，已不能满足变化了的市场对于生产灵活性的要求。市场不仅要求产品实用，也要求产品具有美学上的新奇。福特T型汽车66美国汽车工业似乎为两个相互矛盾的需求所困扰：一方面，对于廉价的追求需要采用标准化的大批量生产;另一方面，对于新奇的追求又要求很快地改变型号以保持消费者的兴趣。正是这种双重压力孕育了所谓的“样式设计〔Styling〕〞，即经常性地改变汽车的外部风格以强调美学外观，这样就产生了“走马灯〞式的“新〞型号，而技术零件的生产那么可保持相对稳定。671927年的A型车与其前身T型车相似，仍采用方形、垂直的机身，车身与车头连接紧凑但略显生硬。而1933年的V8型车有了较大改观，车体更大，整体性也更好，给人一种更平安的感觉，强调了挡泥板的线条并与踏脚板相连，车头和挡风玻璃的倾角在门和散热片的线条中得到了照应。681936年由福特子公司推出的“和风〞型小汽车是一件典型的流线型设计，完全抛弃了直线条，甚至保险杠也是弯曲的。这种时髦设计给广告代理商的夸张提供了绝好的时机。69福特公司最大的竞争对手是通用汽车公司。通用汽车公司在20世纪20年代制定了一年一度的换型方针，作为竞争的武器，并推出了别克、雪佛莱等各具特色的产品系列，以此与日益多变的美国市场协调同步，为消费者提供更多的选择余地。当然，各种车型的根本结构实际上是通用的，仅在外观和装修细节上彼此不同。在这种市场导向的设计中，现代主义“多样化的统一〞原那么让位其反面——“统一中的多样化〞。该公司的这一竞争战略取得了巨大的成功，使它开始取代了福特公司销售领先的地位。在20世纪30年代，年度换型方针几乎为美国所有的技术性消费品生产厂家所采用。70厄尔汽车设计〔1927〕71美国40年代汽车设计7250年代美国的商业性设计是典型的代表。商业性设计的核心是：“有方案的商品废止制〞，即通过人为的方式使产品在较短时间内失效，从而迫使消费者不断地购置新产品。商品的废止有如下三种形式：一是功能型废止，也就是使新产品具有更多、更完善的功能，从而让先前的产品“老化〞;二是合意型废止，由于经常性地推出新的流行款式，使原来的产品过时，即由不合消费者的意趣而废弃;三是质量型废止，即预先限定产品的使用寿命，使其在一段时间后便不能使用。有方案的商品废止制是资本主义经济制度的畸形儿，对于它有两种截然不同的观点。厄尔等人认为这是对设计的最大鞭策，是经济开展的动力，并且在自己的设计活动中实际应用它。另一些人，如诺伊斯等那么认为有方案的商品废止制是社会资源的浪费和对消费者的不负责任，因而是不道德的。7320世纪50年代的美国汽车设计是商业性设计的典型代表。战后的美国人需要一系列新的设计来反映和实现他们的乐观主义心情，消除战争期间物质缺乏带来的艰辛生活的记忆，汽车成了寄托他们希望的理想之物。正当强调功能、偏爱柔和色彩和简洁形式的现代主义在许多设计领域占上风时，美国的通用汽车公司、克莱斯勒公司和福特公司的设计部却把现代主义的信条打入冷宫，不断推出新奇、夸张的设计，以纯粹视觉化的手法来反映美国人对于权力、流动和速度的向往，取得了巨大的商业成效。20世纪50年代的美国汽车虽然宽敞、华美，但它们耗油多，功能上也不尽完善。对制造商来说这些无关紧要，因为他们生产的汽车并不是为了经久耐用，而是为了满足人们把汽车作为力量和地位标志的心理。有方案的商品废止制在汽车行业中得到了最彻底的实现，通过年度换型方案，设计师们源源推出时髦的新车型，让原有车辆很快在形式上过时，使车主在一两年内就放弃旧车而买新车。这些新车型一般只在造型上有变化，内部功能结构并无多大改变。7475美国汽车设计76美国汽车设计77美国流线型设计风格流线型设计风格是最典型的美国式现代主义表现形式。它的影响开展为时尚的汽车美学、也影响到产品的外观设计。美国是世界上第一个把设计变成一种独立职业的国家78美国流线型汽车设计79美国流线型汽车设计80〔2〕激进的意大利现代设计意大利设计有种强烈的艺术个性和文化意味，被称为“现代文艺复兴〞，因为它反对理性主义和功能主义设计原那么，又被称为“反设计〞。意大利设计也具有浓厚的形式主义设计特点，有着无视功能的形式主义倾向。81二战后意大利出现了一系列世界级汽车设计师，其中有平尼法力那设计公司等。82平尼法力那设计公司最知名就是法拉利汽车的设计83法拉利汽车的设计84法拉利汽车的设计

85法拉利汽车的设计86乔治亚罗与亲手设计的大宇Lacetti

87第四节现代化设计技术一、以计算机为中心的设计变革前文谈到的汽车设计过程，没有提到采用电子计算机。这个过程如果全部采用手工劳动，消耗大量的劳动力和时间是显而易见的。电子计算机具有运算速度快、存贮量大、计算精确等许多优点。计算机进入设计领域，使得设计工作产生了质的飞跃，大大提高了产品质量并缩短了开发周期。计算机辅助设计(CAD)已成为现代化设计的主要特色。881)信息技术在这个千头万绪、瞬息多变的世界，迅速获得准确的信息是使决策成功的关键。福特汽车公司把信息技术放在极其重要的地位，提出了“信息就是战略资产〞的口号。该公司不惜巨资建立了全球性信息系统，拥有4000条世界范围的专用电讯线路，每天可传递和处理160万条电子邮件信息，进行200万条工作日程安排表的更新。这个信息系统把设在美国、英国、德国、日本、澳大利亚和意大利的7个设计中心联网，89

2)设计过程的变革现在汽车造型师的计算机工作站配备了先进的ALIAS和CDRS软件，他们可以手执压力敏感电笔在屏幕上直接绘画——可以模仿铅笔、钢笔、塑料笔、毛笔或喷笔进行描画、涂抹等各种粗细笔触，还可以调配各种颜色和擦拭修改……任何一个有美术功底的设计师都可运用自如，得心应手地绘制效果图。90用计算机设计非常方便，可以轻而易举地将图像放大，投影到大屏幕上生产1∶1效果图，以获得更真实的“等大〞感觉。在大屏幕上，设计师还可对汽车模型进行修改、补充和细化。可是，任何最高领导人都不愿意依据大屏幕去审批汽车造型，或者说他们还不适应这样做，而需要看到1∶1的实物模型。为慎重起见，目前盛行的做法是用数控机床切削出1∶1实体模型。毕竟，1∶1实体模型的真实感又比1∶1屏幕进了一步，而且造型师还有时机推敲和修改这个实体模型。由于预先已设计好数字化模型并以此为依据，数控加工的过程只需要几天，比手工制作同样的模型快捷得多。91图用数控机床切削1∶1油泥模型92在零部件计算机辅助设计方面，亦已开发出许多适用的大型软件，例如通用汽车公司采用的UG软件，福特汽车公司采用的I-DEAS软件，美国克莱斯勒公司和德国奔驰公司、宝马公司采用的CATIA软件等。这些大型软件均具备实体零件设计、二维及三维工程绘图、曲面造型等许多实用功能。设计师可以运用这些软件在计算机中构造他们所需要的零件。如果计算机中已存贮了大量的零件和标准件的图形和数据，那么可以利用它们来合成总成部件，这样就更加快捷方便了。93计算机合成的发动机剖面图94零部件设计中，工作量大的是车身设计。前文提到，设计师必须把自己的构思用图纸表达出来。如果设计师用计算机设计汽车，似乎就应该将计算机与绘图机连接，绘出零件和部件的图纸，再交给生产部门。如果将计算机中的设计信息直接通过网络输送到生产部门的计算机，就有可能省去绘制图纸的步骤。“无图纸化生产〞的设想不是不可捉摸的空中楼阁，而是企业现代化应追求的目标，而且业已在一些先进的企业中逐步地实现。95

2．计算机辅助工程分析设计师在设计时，必须借助于各种计算方法去验证产品的结构。计算机辅助工程分析正是借助于计算机的计算和模拟去分析产品结构的合理性。传统的手工方式最大的缺点就是不可能从事庞大复杂的计算。例如，车身是一个形状复杂的薄壳结构，构件很多，按传统的方式通过简化得出粗略的力学模型并计算出结果，其精确性和可信度都很低，与实际情况相差太大。963．最优化设计最优化技术是研究怎样在一切可能的方案中寻求最好的方案。在产品设计方面，希望产品在满足所要求的性能的前提下，体积和重量小，本钱最低。最优化设计往往需要从许多方案的计算比照中选出最理想的方案，就不可防止大量的反复运算。现代汽车产品以高、精、尖为特色，运用新技术、新材料、新工艺，就迫切要求提高设计质量，寻求最优的设计方案。电子计算机技术的开展，为最优化设计提供了强有力的运算工具，用手工无法解决的很复杂庞大的问题也会迎刃而解。97最优化设计的过程一般可分为如下几个阶段：(1)确定所解决的设计问题。(2)建立数学模型或设定目标函数。(3)