張瑞乾

摘要：汽車車身設(shè)計(jì)是我校車輛工程專業(yè)汽車設(shè)計(jì)與制造方向的一門專業(yè)課程，多年來，我們主要以講解為主，但是效果不理想，為了探索汽車車身設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，筆者到汽車設(shè)計(jì)公司與主機(jī)廠進(jìn)行調(diào)研、溝通，獲取他們的需求，以他們的需求為目的，在符合教學(xué)大綱的要求下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容與方法進(jìn)行了大膽嘗試，采用以車身的設(shè)計(jì)流程為主線，以案例為載體，以訓(xùn)練為強(qiáng)化的手段，以實(shí)習(xí)為驗(yàn)證的手段，提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車車身設(shè)計(jì);教學(xué)方法;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）21-0158-02

一、引言

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車的要求越來越高，對(duì)汽車安全性能、外觀質(zhì)量、振動(dòng)沖擊噪聲等提出了越來越高的要求。汽車的更新?lián)Q代速度越來越快。相比汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤，汽車的車身更新速度更快，一般兩年左右車身就要更新一次。汽車設(shè)計(jì)公司和主機(jī)廠對(duì)車身人才的需求也越來越高。單純從課本學(xué)習(xí)的知識(shí)已經(jīng)越來越滿足不了企業(yè)的需求。目前正式出版的教材與汽車主機(jī)廠的需求有一些脫節(jié)，如果只是理解一些車身設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和概念，已經(jīng)不符合企業(yè)的實(shí)際需要。為此，我深入汽車主機(jī)廠和一些設(shè)計(jì)公司進(jìn)行了調(diào)研，與上汽、一汽、北汽、東風(fēng)等一些專業(yè)人員進(jìn)行了大量溝通。另外，也有針對(duì)性地進(jìn)行了一些教學(xué)方式的研究和內(nèi)容的優(yōu)化。文獻(xiàn)[1，2]都提到了教學(xué)方式的改革迫在眉睫，并且也進(jìn)行了一些探討。本文結(jié)合多年的教學(xué)總結(jié)，提出了一些教學(xué)方法，以供大家參考。

二、汽車車身設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)計(jì)劃的修訂

目前我們采用的主要教材是機(jī)械工業(yè)出版社“十二五”規(guī)劃教材《汽車車身機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)》和“十一五國(guó)家規(guī)劃教材”的《汽車車身設(shè)計(jì)》及其他一些輔助教材。主要教學(xué)內(nèi)容是汽車的車身結(jié)構(gòu)、汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、車身造型與空氣動(dòng)力學(xué)、車身結(jié)構(gòu)碰撞安全性、車身材料與輕量化研究、車身結(jié)構(gòu)有限元建模分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)、車身附件等。從這些內(nèi)容看每一部分都有很多內(nèi)容需要講解，但總課時(shí)只有36學(xué)時(shí)，在這么短的時(shí)間內(nèi)要講解清楚內(nèi)容，并且讓學(xué)生充分消化，基本是不太現(xiàn)實(shí)的。為了把這些內(nèi)容面面俱到，只有講解一些概念與基本原理，但是這樣會(huì)使內(nèi)容空洞，不接地氣，學(xué)生就會(huì)暈頭轉(zhuǎn)向，收獲較少，甚至?xí)箤W(xué)生喪失對(duì)這門課程的興趣和主動(dòng)性。學(xué)生畢業(yè)后到企業(yè)里面也不能直接從事汽車車身的設(shè)計(jì)分析工作，他們還需要大量時(shí)間進(jìn)行再學(xué)習(xí)、再培訓(xùn)，這種狀況導(dǎo)致企業(yè)對(duì)剛畢業(yè)的學(xué)生不太滿意。

基于這種情況，我在制定教學(xué)計(jì)劃的過程中重點(diǎn)突出，不照本宣科。對(duì)于一些通過自學(xué)都可以解決的內(nèi)容，課堂上點(diǎn)到為止，以作業(yè)的形式讓學(xué)生帶著問題去查閱資料。對(duì)于一些不好理解的概念原理，在課堂上用電腦講解。要重點(diǎn)講解車身的設(shè)計(jì)方法與流程，重點(diǎn)闡述汽車廠的實(shí)際案例，然后以實(shí)際訓(xùn)練的方式進(jìn)行加強(qiáng)。讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)完成重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，以達(dá)到事半功倍的效果。

三、以實(shí)際車身案例展示實(shí)際汽車車身的基本結(jié)構(gòu)及其分析流程

為了讓學(xué)生更形象地理解車身，我將多年來參與的企業(yè)的車身設(shè)計(jì)結(jié)果用Catia軟件展示給學(xué)生，通過顯示和隱藏，學(xué)生可以清晰地看到車身各處的細(xì)節(jié)。由于教材上的圖片僅僅是平面圖，因?yàn)檎趽醯膯栴}，許多地方看不清楚，另外，書上的圖片也非常少。所以，我用三維模型向?qū)W生展示車身各處的形狀結(jié)構(gòu)、各個(gè)件之間的連接方式，使學(xué)生一目了然。

我從實(shí)際車身模型上拿出部分結(jié)構(gòu)給大家布置作業(yè)，讓學(xué)生在課下做專題訓(xùn)練，并且將結(jié)果與提供的樣圖進(jìn)行對(duì)比，從中找出問題，并進(jìn)行解決。比如汽車車身的有限元建模分析，雖然，課堂上也要講到車身建模的過程，但是具體到實(shí)際的車身上，根據(jù)分析的要求不同，車身的局部簡(jiǎn)化、單元的選擇、邊界條件的設(shè)置等，單靠課本上的知識(shí)是絕對(duì)不行的，如果我以一個(gè)實(shí)際工廠的車身的有限元分析過程，分析的結(jié)果給大家一一展示，學(xué)生對(duì)車身分析流程有了實(shí)際了解，結(jié)合實(shí)際車身的分析，設(shè)計(jì)一到兩個(gè)專題訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容就會(huì)有深刻的認(rèn)識(shí)。

四、將車身設(shè)計(jì)與汽車方程式大賽賽車的設(shè)計(jì)制造相結(jié)合

我們參與了中國(guó)大學(xué)生方程式大賽的創(chuàng)辦，并且是理事單位，一直積極參與大賽。眾所周知，汽車方程式大賽的賽車完全由學(xué)生自主設(shè)計(jì)制造。汽車的設(shè)計(jì)過程與汽車車身的教學(xué)內(nèi)容是一致的。在車身設(shè)計(jì)課程所學(xué)的結(jié)構(gòu)都可以在賽車上進(jìn)行體現(xiàn)，比如，為了降低油耗、提高強(qiáng)度，必須采用新的材料與結(jié)構(gòu)來降低車架和車身的重量。比如車架采用薄壁鋼管，局部采用碳纖維管。經(jīng)過有限元的分析計(jì)算，實(shí)車的測(cè)試與檢驗(yàn)，最終達(dá)到比賽的要求。賽車的設(shè)計(jì)制造將課堂所學(xué)內(nèi)容有機(jī)聯(lián)通，使知識(shí)掌握更牢固。在賽車的制造過程中，由于有些學(xué)生不遵從一些基本規(guī)范，重復(fù)設(shè)計(jì)、重復(fù)制造的事情時(shí)有發(fā)生。雖然是彎路，但是對(duì)學(xué)生而言，關(guān)于車身的學(xué)習(xí)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累。因賽車培養(yǎng)出了一批汽車設(shè)計(jì)制造的專業(yè)人才，他們被分配到許多汽車設(shè)計(jì)公司和主機(jī)廠。所以說，賽車的設(shè)計(jì)制造提升了車身教學(xué)的效果。

五、將企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)則與規(guī)范融入到課堂的教學(xué)過程中

多年來，我在與企業(yè)的交往過程中，獲得了一些企業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，雖然不是國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但是在企業(yè)的生產(chǎn)過程中非常實(shí)用，是企業(yè)正常生產(chǎn)的依據(jù)。比如白車身的點(diǎn)焊設(shè)計(jì)規(guī)范，焊點(diǎn)的布置在教材中是不講解的。再比如車身的尺寸工程，如何分配車身件的設(shè)計(jì)制造公差。哪怕學(xué)生在課堂上沒有記住這些內(nèi)容，但是只要有印象，在將來從事車身設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)方便查詢，這也能夠?yàn)橐院蟾玫毓ぷ鞔蛳禄A(chǔ)。

六、舉辦形式多樣的講座

將有關(guān)汽車車身發(fā)展的趨勢(shì)、新技術(shù)等及時(shí)傳達(dá)給學(xué)生。有時(shí)雖然不是單獨(dú)舉辦講座，但是在課堂開始上課的前數(shù)分鐘，給學(xué)生通報(bào)一個(gè)技術(shù)，讓學(xué)生對(duì)其有一定的印象十分重要。比如今年在車展上看到的碳纖維車身，我將拍出的照片在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行展示。學(xué)生看過這個(gè)展示后，就會(huì)對(duì)車身輕量化有一些更深入的理解。

七、邀請(qǐng)企業(yè)從事車身的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)學(xué)生進(jìn)行專題講解

車輛工程專業(yè)的學(xué)生都是到一汽、二汽或北汽等專業(yè)汽車廠進(jìn)行實(shí)習(xí)。根據(jù)教學(xué)過程中學(xué)生理解比較困難、比較抽象的問題，我都會(huì)在企業(yè)里面找到專業(yè)人士結(jié)合其工廠的實(shí)際清況，利用大量的圖片進(jìn)行講解，然后再到車間進(jìn)行實(shí)際的參觀與對(duì)照。比如今年學(xué)生車身焊接工裝的問題，學(xué)生對(duì)于工裝定位問題的理解不太清楚，但是學(xué)生到了現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過指點(diǎn)后，問題就會(huì)迎刃而解。

八、將車身設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目進(jìn)行結(jié)合

有一部分學(xué)生在汽車車身設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的過程中，表現(xiàn)出對(duì)車身設(shè)計(jì)的興趣。其工作意向或找的工作也是汽車車身設(shè)計(jì)的相關(guān)工作。所以在教學(xué)的過程中，要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)出汽車車身設(shè)計(jì)的題目，以便更深入地培養(yǎng)學(xué)生能力。比如汽車車身的逆向工程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生車身曲面構(gòu)建的能力，特別是A面的建立方法與技巧。比如乘用車車總體布置的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)和國(guó)家法規(guī)對(duì)汽車進(jìn)行總體布置，從全局規(guī)劃汽車車身的設(shè)計(jì)。有些題目也可直接從汽車設(shè)計(jì)公司拿過來，給汽車設(shè)計(jì)公司完成部分設(shè)計(jì)工作，比如車身的模態(tài)分析和強(qiáng)度分析。在這些題目的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生的車身設(shè)計(jì)能力可以達(dá)到基本滿足汽車設(shè)計(jì)公司的要求，從而縮短學(xué)生到設(shè)計(jì)公司里的實(shí)習(xí)時(shí)間。

九、結(jié)論

重點(diǎn)突出，實(shí)例實(shí)訓(xùn)，針對(duì)性培養(yǎng)，因材施教，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不是知識(shí)的簡(jiǎn)單灌輸。在幾年的教學(xué)過程中，我們車輛工程專業(yè)從事汽車車身設(shè)計(jì)制造工作的學(xué)生越來越多。另外，企業(yè)對(duì)我們學(xué)生的滿意度也越來越高。實(shí)踐證明，我們這種教學(xué)方法取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]宋宇.高校汽車專業(yè)車身設(shè)計(jì)多媒體教育研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012，（23）.