第二章车身设计方法概要.ppt

第2章 车身的设计方法 2-1 车身设计特点 2-2 传统设计方法 2-3 现代设计方法概述 2-4 电子计算机辅助设计（CAD） 2-1 车身设计特点 车身无论在用材、加工、装配、结构乃至使用功能等各方面都与汽车上的其他总成大相径庭。 在外形和结构上，车身壳体（特别是轿车车身）是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件所组成。 车身表面上的各点（空间坐标）连成的曲线必须在纵向和横向2个截面上反复协调以使之光顺。 传统的设计方法——车身图样必须采用坐标网格来表示。 2-2 传统设计方法 一、初步设计 采用缩小的比例 （一）绘制1：5的车身布置图 （二）绘制彩色效果图 主板应能反映出： （1）车身上的主要轮廓线 （2）车身上各零件的装配关系 （3）车身上各零件的结构截面 （4）可动件运动轨迹的校验（如车门、发动机盖、行李舱盖等） （五）绘车身零件图（图2-10） （六）样车试制和试验 加法设计（按强度下限设计，通过样车试制时补充强度的加法设计，有利于汽车轻量化和降低成本）；减法设计 （七）制造车身主模型（图2-11 ~图2-13） 主模型是根据主图板制作的1：1的实体模型（通常用优质木材制作，以便作为“米原器”保存），是制造面具、胎具、装焊夹具、检验样架的主要依据。 主模型通常将车身覆盖件分块制作，其分块原则与车身零件一致，同时考虑其加工工艺性。 2-3 现代设计方法概述 概念设计 当前国外的产品设计分为 工程设计 一、概念设计 包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。 可以允许随工作需要和认识上的深化进行相应的修正。 二、工程设计 首先， 进行1：1 （国外）内部模型和外部模型的设计和实物制作——国内，从小比例的三维模型开始 其次，车身试验工作（包括强度试验、风洞试验、振动试验和撞车试验等）——国内，在根据图样试制的样本上来进行试验。 2-4 电子计算机辅助设计（CAD/CAE/CAM） 一、概述 将车身外形的转移从模拟量的传递（“移形”）改变为数值量的传递。 车身上的很多零件（特别是大型覆盖件）具有很复杂的空间曲面，但无论该曲面如何复杂，决定其图形的却只有4个因素——坐标，点，线，面——本质上，坐标系和点2个因素——因为，空间上的任何一点都可以用X，Y，Z三个坐标值来表示，点在空间做有规则的运动即可构成光顺的线和表面。 有限元法(CAE)——思想基础：分割近似原理 优点：可以大大减轻设计人员的工作量。 缺点：有时建立的数学模型，难以较准确地反映实际情况，可能导致计算结果误差较大。 CAM——电子计算机辅助制造 汽车车身设计制造一体化（CAD/CAM） 二、机助外形的理论基础——计算几何 传统的车身设计制造方法的主要特点——对复杂的空间曲面外形采取一整套的实物模拟和“移形”。 外形数学模型：用数学方法构成的外形的模型。——把真实的对象设想成数学上的曲线和曲面。 CAGD——计算机辅助几何设计（机助几何设计） 三、贝齐尔(Bezier)曲线和B(B-Spline)样条曲线 1.Bezier 曲线——以“逼近”为基础的参数曲线表示法 其精髓——将复杂曲线的描绘简化为多边形描绘 评论：“Bezier系统成功的要点在于，它将近代逼近理论与几何结合到这样一种程度，使得设计人员在计算机上实现起来，就象他使用他的常规设计和作图工具一样得心应手。 应用于车身外形——以直代曲 2. B样条曲线 实用的为二阶和三阶B样条。 二阶特点：局部化——当改变一顶点的位置说，仅影响由该顶点构成的二边形，曲线只在局部产生变化。 三阶特点： 1）具有二阶导数连续的特点； 2）具有保凸性（如果特征多边形是凸多边形，则B样条也呈凸形而不会出现拐点和奇点） 3）具有很强的表达能力——可以