车身结构与设计——第2章车身设计方法.ppt

课程内容 第一章 车身概论 第二章 车身设计方法 第三章 车身总布置设计 第四章 人体工程学在车身设计中的应用 第五章 汽车造型设计 第六章 汽车的空气动力性能 第七章 车身表面及空间曲梁的绘制 第八章 车体结构分析与设计 第九章 车身部件结构设计 第十章 车身有限元分析 第十一章 座椅设计 第十二章 汽车的通风、采暖与制冷 第二章 车身设计方法 第一节 车身设计的特点 第二节 传统设计方法 第三节 现代设计方法概述 第四节 电子计算机辅助设计（CAD） 第一节 车身设计的特点 第一节 车身设计的特点 外形结构上，车身由许多具有空间曲面的大型覆盖件组成； 整体外型上，既要求整体协调美感，也要求必要的流线型； 装配工艺上，对互换性和装配准确度上有严格要求； 坐标网格图纸也无法将车身完整精确地表达清楚，必须辅之以1：1模型，采用实物模拟。 第二节 传统设计方法 初步设计：（1）绘制1：5的车身布置图 初步确定车身的主要控制尺寸 原则： 彩色效果图应以1：5车身布置图为依据 彩色效果图绘制要求有较高的绘画技巧 正确反映汽车的结构和材料质感 要有严格的尺寸比例 要符合透视投影作图规律 油泥模型制作过程 技术设计 1）绘制1:1 线型图 2）雕塑1:1 油泥模型 3）制作1:1 内部模型 4）绘制车身主图板 5）绘制车身零件图 6）样车试制和试验 7）制造车身主模型 第三节 现代设计方法概述 采用近年来新的3D 造型技术和VR 技术发展的新成果进行外型三维模型建模，人们可以实现在计算机内部建立汽车虚拟油泥模型，利用虚拟造型工具如虚拟刮刀、刮片、模板等对汽车虚拟油泥模型进行刮、削、扫操作。该建模过程与真正的汽车油泥建模过程相一致。这种方法彻底取代了传统车身设计方法中手工制作1 ∶5和1 ∶1油泥模型的过程，是车身设计方法发展的方向。 计算机手段在车身设计中介入的范围越来越广，最终车身设计的整个过程会实现完全在计算机上完成。 但是以现在的技术水平而言，数字模型和实体模型相比，数字建模的灵活性还比较低，实时数字影像技术也远未达到完美的程度。 所以即使在汽车和数字技术都相当发达的国家，油泥模型制作技术长期内仍处于不可动摇的位置。 在近期及以后相当长的一段时间，车身设计中还将采用油泥模型制作来体现设计思想和方案的具体细节，用于方案的评选和修改。 不足： 将美工人员奔放的构思完全转变为几何信息并正确地提供给计算机有很大的难度；（语言表达、技术问题等） 整部汽车放在有限的图形屏幕上进行设计与观察，与真实的物体间存在着视觉差异。（不直观） 第四节 电子计算机辅助设计（CAD） 3 计算机辅助设计的作用 1）交互式的图形处理与几何模型构造 2）工程计算分析和对设计的模拟、验证、优化 3）计算机自动绘图和辅助文档编辑 4）工程信息的有效存储及工程数据库的管理与共事 5）知识库基础上的专家系统和人工智能型辅助设计与决策 6）良好的人机交互界面 关于曲线的几个概念： 插值：给定函数f(x)（表达式未知）在某区间中互异的n个点的值，基于此列表数据，寻找某一函数g(x)去逼近f(x) 。若在这n个点处两函数相等，就称g(x) 为f(x)的插值函数。在其余点，用g(x)近似代替 f(x)。 逼近：当点太多时，不宜使用插值，可使用次数较低的函数，在某种意义（如最小二乘法）下最佳逼近这些点。 光顺：拐点不能太多，即具有二阶几何连续，曲率变化较小。 拟合：是一个综合的概念，是指在曲线、曲面设计中，用插值或逼近方法使生成的曲线、曲面达到某些设计要求。 1）曲线、曲面表示方法 ①三次样条曲线 样条看成弹性细梁，压铁看成作用在这梁的某些点上的集中载荷，在力学上抽象为求弹性细梁在外加集中载荷作用下产生的弯曲变形。 两相邻压铁间的一段，只在梁的两端有集中力作用，因此弯矩在这段梁内是线性函数；从整个梁来看，弯矩是连续的折线函数。 四、电子计算机辅助设计（CAD） * 三次样条曲线的连续与光顺 材料力学上，有挠度y的二阶导数 三次样条曲线： 为分段三次多项式（样条曲线的基本思想是既分段又连续），且在压铁处的位移、一阶导数、二阶导数（弯矩）都是连续的。 优点：函数是一个整体，连续、分段而且连续、唯 一性等； 缺点：局部修改牵涉到整个样条的重新计算； 跟直线和二次曲线拟合不好。等等 四、电子计算机辅助设计（CAD） * ②贝赛尔（Bezier）方法 四、电子计算机辅助设计（CAD） 60年代，雷诺公司贝齐尔，花了十年时间，以“逼近”为基础的参数曲线表示法创造出来的。 精髓在于“将复杂曲线的描述简化为多边形描绘”。 * 6） 样车试制和试验 目的：