代立龍

摘 要：針對現(xiàn)今國內(nèi)外汽車車身設(shè)計過程當中所運用的各種先進技術(shù)，文中介紹了這些技術(shù)在設(shè)計過程中的具體應(yīng)用;并分析了目前國內(nèi)外車身方面的設(shè)計現(xiàn)狀，以及所存在的差距;更論述了這些技術(shù)在縮短汽車開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本方面取得的成效。放眼未來，努力建設(shè)我國自主品牌、加大力度研發(fā)核心技術(shù)是我國汽車工業(yè)快速發(fā)展的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：車身設(shè)計;設(shè)計技術(shù);發(fā)展趨勢

前言

由于汽車工業(yè)具有非常強的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度，因此被看做是一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志[ ]?，F(xiàn)今，車身在汽車這個龐大系統(tǒng)中的地位已經(jīng)越來越重要;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(xù)的改進現(xiàn)有的車身設(shè)計技術(shù)，才能更加縮短汽車的開發(fā)周期。下面就以現(xiàn)今在車身設(shè)計過程中主要運用的一些技術(shù)加以分析。

一、現(xiàn)代車身設(shè)計技術(shù)

1.計算機輔助造型技術(shù)

計算機輔助造型——CAS是現(xiàn)代應(yīng)用于車身設(shè)計中的一項新技術(shù)。CAS技術(shù)和傳統(tǒng)的仿形法相比有以下一些特色和優(yōu)勢：

（1）CAS不僅可以減小勞動強度，還省去了做實車的比例模型，從而縮短了開發(fā)周期;對于一個完整的轎車車身，CAS技術(shù)可以使車身內(nèi)部三維可加工數(shù)字模型的制作任務(wù)在20多個工作日內(nèi)完成。

（2）CAS擺脫了三坐標測量結(jié)果以及手工模型制造所產(chǎn)生的影響，提高了數(shù)據(jù)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(chǔ)。

2.空氣動力學(xué)模擬

在新式汽車開發(fā)過程當中，假如采用風(fēng)洞實驗這個傳統(tǒng)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(tài)下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(xué)模擬計算，則不需要實車或者模型，這樣一來就節(jié)省了大量的測試成本;可以在開發(fā)的初始階段預(yù)測;并且可以隨時對設(shè)計方案進行修改，設(shè)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(xué)模擬大多應(yīng)用在轎車的造型設(shè)計方面，以求最大限度的減少空氣阻力和空氣升力，從而提高轎車運行過程中的經(jīng)濟性和操縱的穩(wěn)定性[ ]。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是一種利用多媒體將信息進行可視化呈現(xiàn)在用戶面前的這樣一種技術(shù)。它是目前主要的一些國際汽車制造商和設(shè)計公司用來展示自己實力和輔助設(shè)計的手段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)除應(yīng)用在造型設(shè)計中，還在汽車設(shè)計及其他領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，設(shè)計人員突破了傳統(tǒng)的束縛，可以更加充分的發(fā)揮自己的創(chuàng)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(shè)計過程中融入更多的藝術(shù)性和實用性的因素，從而使得設(shè)計出來的車子外觀和功能可以實現(xiàn)有機的結(jié)合和統(tǒng)一。

4.模塊化設(shè)計技術(shù)

模塊化設(shè)計是一種創(chuàng)新的思維，同時它也是綠色設(shè)計的方法之一。簡單的說，模塊化設(shè)計可以分為兩個階段，第一階段是產(chǎn)品開發(fā)過程的系列化;第二階段是對一個產(chǎn)品單獨進行模塊化設(shè)計，這樣一個過程，需要根據(jù)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(tǒng)的思想設(shè)計汽車的時候，都是噴完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(yù)知的后果。

5.數(shù)字樣機技術(shù)

數(shù)字樣機技術(shù)在提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)速度方面有著非常重要的作用，可以說是目前汽車產(chǎn)品開發(fā)的主流技術(shù)。數(shù)字樣機技術(shù)又叫做DMU技術(shù)，從宏觀的角度上看，是一套在并行工程上的開發(fā)技術(shù)。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(shù)，如運動干涉分析，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，瀏覽和拆裝仿真分析工具等模塊[ ]。運用了DMU 技術(shù)后，可以在設(shè)計的初始階段，發(fā)現(xiàn)一些潛在的設(shè)計質(zhì)量問題，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)，為機構(gòu)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(shù)手段。這樣既提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量，也提高了開發(fā)速度。DMU技術(shù)在車身上的應(yīng)用可以體現(xiàn)在以下三個方面：

（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(tài)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(shè)計階段潛在的隱患。

（3）運動干涉分析。

6.人機工程技術(shù)

在日常生活中，我們可以看到很多與人機工程學(xué)有關(guān)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(shù)應(yīng)用于車身產(chǎn)品開發(fā)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。

目前，三維人體模型技術(shù)在車身設(shè)計過程中的應(yīng)用已日趨成熟，并且有一些商業(yè)應(yīng)用軟件可用于計算機輔助設(shè)計[ ]。RAMSIS軟件是德國汽車技術(shù)開發(fā)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(fā)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(yīng)用環(huán)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(shè)計和布局。

二、我國汽車工業(yè)的車身設(shè)計水平

從1980年至今，我國的汽車工業(yè)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(fā)投資汽車工業(yè)，在自主研發(fā)創(chuàng)新的同時引進國外的先進技術(shù)，逐漸縮短與發(fā)達國家的差距;并且從一開始的單一全套產(chǎn)品引進到現(xiàn)在慢慢向主要引進先進技術(shù)的方向轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在國內(nèi)車身設(shè)計技術(shù)狀況具有以下兩個特點：

1.部分設(shè)計單位初步具備了自主開發(fā)能力。雖然國內(nèi)大多數(shù)的汽車產(chǎn)品是通過技術(shù)的引進來實現(xiàn)國產(chǎn)化，以及在引進的產(chǎn)品基礎(chǔ)上進行研發(fā)創(chuàng)新，但是最重要的是在進行這些項目時，我國的一些技術(shù)人員得到了很好的鍛煉，并慢慢掌握了汽車車身設(shè)計中非常重要的一些輔助設(shè)計軟件和CAE分析軟件，經(jīng)驗和數(shù)據(jù)得到了一定的積累。

2.由于經(jīng)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(shè)計技術(shù)方法和理念也會慢慢滲透到國內(nèi)設(shè)計人員的思想中，隨著時間的推移，經(jīng)驗的逐漸積累，從而使國內(nèi)汽車設(shè)計的效率和自主研發(fā)的能力得到很大的提高。

三、結(jié)束語

“目前世界汽車產(chǎn)業(yè)不斷的進行全球性的重組，技術(shù)的創(chuàng)新是獲得勝利的關(guān)鍵[ ]”。因此，國內(nèi)汽車車身設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢，是逐步縮短與國際先進水平的差距，提高自主創(chuàng)新能力。并且要明確先進的技術(shù)和理念在車身設(shè)計中的重要性，重視經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的積累，經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的積累可以靠做項目來實現(xiàn)，可以說經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的積累在一定程度上是一個企業(yè)的核心技術(shù)，同時也是該企業(yè)的一筆寶貴的財富。

參考文獻

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