現代車身設計技術及發展趨勢

　　以下是小編整理的關于現代車身設計技術及發展趨勢的論文，歡迎大家借鑒!

　　摘 要：針對現今國內外汽車車身設計過程當中所運用的各種先進技術，文中介紹了這些技術在設計過程中的具體應用;并分析了目前國內外車身設計的現狀，以及存在的差距;更論述了這些技術在縮短汽車開發周期，降低生產成本方面取得的成效。放眼未來，努力建設我國自主品牌、加大力度研發核心技術是我國汽車工業快速發展的必然趨勢。

　　關鍵詞：車身設計;設計技術;發展趨勢

　　前言：汽車的開發周期。下面就以現今在車身設計過程中主要運用的一些技術加以分析由于汽車工業具有非常強的產業關聯度，因此被看做是一個國家經濟發展水平的重要標志 。汽車工業發展到今天，車身已經成為影響它表現各種性能的最大系統之一，尤其是轎車車身，它在一定程度上影響著汽車的銷售市場和商品價值。在過去的20多年中，人們對于汽車的安全性，舒適性，耐久性以及可靠性的要求越來越高，因此，只有持續的改進現有的車身設計技術，才能縮短。

　　一、現代車身設計技術

　　1.計算機輔助造型技術

　　計算機輔助造型——CAS是現代應用于車身設計中的一項新技術。CAS技術和傳統的仿形法相比有以下一些特色和優勢：

　　(1)在減小勞動強度的同時，也省去了制作比例模型的環節，更加縮短了造型周期;對于一個完整的轎車車身， CAS技術可以使車身內部三維可加工數字模型的制作任務在20~30個工作日內完成。

　　(2)擺脫了三坐標測量結果以及手工模型制造所產生的影響，提高了數據的準確性，并且為提高最終模型的準確性打下了良好的基礎。

　　(3) CAS階段生成的數據可以為后續工程提供數字模型。

　　2.空氣動力學模擬

　　在新式汽車開發過程當中，假如采用風洞實驗這個傳統的研究方法，那么就必須準備實車或者模型，這樣一來不僅使得費用高，而且周期很長;不同狀態下的三維流場的具體情況在試驗過程中也很難觀察的到，這樣就使試驗研究受到很大的限制。如果運用流體動力學模擬計算，則不需要實車或者模型，這樣一來就節省了大量的測試成本;可以在開發的初始階段預測;并且可以隨時對設計方案進行修改，設計部門就可以參考得到的這些三維流場的詳細信息。空氣動力學模擬的應用大多在轎車的造型設計方面，它主要強調轎車整體的流線型以及完美的空氣動力性，最大限度的減少空氣阻力和空氣升力，從而提高了轎車運行過程中的經濟性和操縱的穩定性 。

　　3.虛擬現實技術

　　虛擬現實技術就是一種利用多媒體將信息進行可視化呈現在用戶的面前，讓用戶有一種身臨其境的感覺的這樣一種技術。它是目前主要的一些國際汽車制造商和設計公司用來展示自己實力和輔助設計的手段。虛擬現實技術除應用在造型設計中，還在汽車設計及其他領域中得到了廣泛應用。運用虛擬現實技術，設計人員突破了傳統的束縛，可以更加充分的發揮自己的創造潛能，而不再僅僅局限于固定的油泥模型。并且能夠在自己的設計過程中融入更多的藝術性和實用性的因素，從而使得設計出來的車子外觀和功能可以實現有機的結合和統一。

　　4.模塊化設計技術

　　模塊化設計是一種創新的思維，同時它也是綠色設計的方法之一。在模塊化的設計過程當中，模塊之間的聯接是固定的，而在裝配的時候也是以模塊為基礎，在它上面集成了很多零件，并實現按功能把整個車分成幾大模塊。這樣的話即使零件變化模塊也不會變。在實際過程中模塊間的聯系要盡可能簡單。簡單的說，模塊化設計可以分為兩個階段，第一階段是產品開發過程的系列化;第二階段是對一個產品單獨進行模塊化設計，這樣一個過程，需要根據用戶的特殊要求對這些模塊進行選擇和組合 。運用模塊化思想，變形車的制造可以通過在相同的模塊上裝配不同的零件，再利用這些不同的模塊裝配而成，從而可以滿足不同人群的個性化需求。相反的，按照傳統的思想設計汽車的時候，都是噴完油漆后的白車身排著長長的隊伍運到總裝線上;其他的零部件都是一件一件的裝到車上，這樣不僅使得流水線弄得很長，占了很多面積，而且還會容易使工人裝錯地方，造成不可預知的后果。

　　5.數字樣機技術

　　數字樣機技術在提高汽車產品質量和開發速度方面有著非常重要的作用，可以說是目前汽車產品開發的主流技術。數字樣機技術又叫做DMU 技術，從宏觀的角度上看，是一套在并行工程上的開發技術。產品的一些裝配環節以及相關的各種各樣因素在產品的設計階段就已經被充分的考慮。裝配時的復雜性可以通過在滿足產品的性能和功能的前提下優化零部件的裝配結構來進行降低。從微觀的角度看，它是一項組合了一系列特殊模塊的實用高新技術，如運動干涉分析，結構優化，瀏覽和拆裝仿真分析工具等模塊 。運用了DMU 技術后，可以在設計的初始階段，發現一些潛在的設計質量問題，從而優化結構，為機構開始階段的可制造性、中間的可裝配性以及后期的可維修性提供非常強大的技術手段。這樣不僅提高了開發汽車產品的速度，也提高了產品的質量。DMU技術在產品開發過程當中的應用主要可以體現在以下幾個方面：

　　(1)白車身焊接過程中的模擬。包括焊點分布、焊接順序、焊槍運動空間范圍等。

　　(2)車門玻璃裝配模擬。車門的焊接和玻璃總成是一些空間曲面，在可靠度不高的情況下僅僅只靠幾個斷面來分析驗證裝配的可行性是非常困難的。然而，具有動態仿真功能的DMU可以在低成本的情況下直觀地仿真整個裝配的過程，從而也避免了設計階段潛在的隱患。

　　(3)運動干涉分析。

　　6.人機工程技術

　　在日常生活中，我們可以看到很多與人機工程學有關的問題，當然包括一些合理地或者是不合理地事件。但是人機工程技術應用于車身產品開發過程中，主要是在司機和乘客的乘坐舒適性和駕駛員的視野以及操作方便等方面。在美國，以往的長途貨車司機一般都是很高大的，但是這些年來，越來越多拉美裔身材矮小的婦女當起了司機，這樣一來，那些汽車制造廠商就必須解決這個問題，沒過多久，一種能夠適應不同身體條件的操縱機構被制造了出來。美國工程師正是利用了人體工程學技術才設計出了這一創新成果。現已用于正式生產的汽車上。

　　目前，三維人體模型技術在車身設計過程中的應用已日趨成熟，并且有一些商業應用軟件可用于計算機輔助設計 。例如，EAI公司的JACK軟件，美國軍方在1988年的時候就已經建立了非常精確的三維人體模型。利用這個軟件，進而可以進行站姿和坐姿的預測、舒適性的評價以及空間適應性的分析。美國福特公司早已將JACK軟件應用在工程項目中，進行人機工程分析，從而制造出更具人性化的汽車，這樣更加的有競爭力。 RAMSIS軟件是德國汽車技術開發集團和一些著名的汽車公司比如：奧迪，寶馬，福特，奔馳，保時捷，大眾以及一些座椅制造商共同開發的。RAMSIS 這款軟件除了提供精確的人體尺寸外，還特別重視于建立模型的應用環境。它不僅可以精確地測量和分析人體姿勢和運動情形，而且還能夠進行視覺模擬，運動仿真等交互操作。時至今日，已有超過70%的汽車公司都采用RAMSIS進行設計和布局。

　　7.CAE分析和驗證技術

　　CAE就是工程設計中的一種計算機輔助工程分析軟件。它能夠分析固體、流體、電磁，還可以作動態分析、靜態結構分析以及研究線性、非線性等問題。可以籠統的說，在汽車設計過程中，它可以為汽車中的每一個部件做分析;但是在實際工作中CAE主要分析以下3大關鍵部分即整車、大總成或者大的子系統、零部件和小總成。CAE技術是汽車行業高速發展的核心技術保障，而且也可以為企業帶來非常可觀的技術經濟效益。縱觀汽車的發展歷史，能夠為汽車企業帶來非常巨大的回報中沒有什么技術能與CAE技術相比。然而，國內CAE應用起步較晚，從上個世紀八十年代中期到現在已走過了20多年的發展，現已進入快速發展期。據統計，由于CAE 技術的應用，新車開發期間所用的經費占開發總成本的比例是從80%～90%下降到了 8%～12% 。

　　二、我國汽車工業的車身設計水平

　　在上個世紀八十年代的時候，我國的汽車工業水平落后國際水平20多年。從上世紀90 年代開始，我國加大力度研發投資汽車工業，在自主研發創新的同時引進國外的先進技術，逐漸縮短與發達國家的差距;并且從一開始的單一全套產品引進到現在慢慢向主要引進先進技術的方向轉變。在這樣大的發展環境下，僅僅從車身產品的設計來說，也從開始的單純引進轉變到現在的自主研發創新;并且隨著經濟的快速發展，人民生活水平的提高，人們對轎車的需求量不斷增加;因此，企業開始高度重視車身設計技術的應用，設計人員的設計手段更是豐富多樣。目前，國內車身設計技術狀況具有以下幾個特點：

　　1. 目前國內部分設計單位的設計水平已經達到一定的高度，可以在車身的設計過程中利用自身的優勢資源，在開發的汽車產品質量以及縮短開發周期方面取得了一定的成果。

　　2. 部分設計單位初步具備了自主開發能力。雖然國內大多數的汽車產品是通過技術的引進來實現國產化，以及在引進的產品基礎上進行研發創新，但是最重要的是在進行這些項目時，我國的一些技術人員得到了很好的鍛煉，并慢慢掌握了汽車車身設計中非常重要的一些輔助設計軟件和CAE等分析軟件，經驗和數據得到了一定的積累。

　　3. 由于經濟全球化的影響，我國與國際先進的汽車公司合作的機會也越來越多，這樣一來，在合作的工程中，國外先進的設計技術方法和理念也會慢慢滲透到國內設計人員的思想中，隨著時間的推移，經驗的逐漸積累，從而使國內汽車設計的效率和自主研發的能力得到很大的提高。

　　三、結束語

　　“目前世界汽車產業不斷的進行全球性的重組，技術的創新是獲得勝利的關鍵 ”。因此，國內汽車車身設計技術的發展趨勢，是逐步縮短與國際先進水平的差距，提高自主創新能力。并且要明確先進的技術和理念在車身設計中的重要性，重視經驗和數據的積累，經驗和數據的積累可以靠做項目來實現，可以說經驗和數據的積累在一定程度上是一個企業的核心技術，同時也是該企業的一筆寶貴的財富。

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