车身设计

      播报讨论上传视频

      车身结构设计

      本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。

      车身设计（body design） 开发新车型中的一项重要的工作。它包括车身造型设计和车身结构设计。车身造型是否美观、新颖、具有时代特征，将在很大程度上决定一个车型的生命力及其市场前景。车身的结构设计直接决定车身的强度和刚度，影响到汽车的安全和寿命。因此，每种新型汽车的开发，都在车身设计方面投入大量的资金、技术、人力和物力，并往往要占据新车开发中的相当长的时间。

中文名

车身设计

外文名

body design

分    类

计算机辅助设计等

目录

1.       1简介
2.       2发展历程
3.       3设计方法
4.       ▪传统车身设计方法
5.       ▪计算机辅助设计

简介

      编辑

      束堡剃传统的车身设计方法是，先进付邀整糊才行车身造型，雕塑油泥模型宙捉洪嚷，风洞试验，经修改后，测取外表面数据，绘制润炒乎图纸及主图板，制作车身主模型，然后制作模具，试制犁民样车，再经风洞试验及道路试验，这才完成第一轮试制。车型一般要经过三到四轮试制，才能最后定型。往往需要两三年的时间周期。由于计算机辅助设计在汽车行业雅格棕的应用，这她旬少一周期可以大大缩短。

发展历程

      编辑

      在汽车工业的起步时期（19世纪末20世纪初），汽车车身采用人类使用已久的马车车箱的形式，外形制作工艺粗糙，各曲面的拼接随意性很大，既不美观又不坚固。一战和二战后，汽车车身外形设计得到了汽车工程师的重视，开始考虑空气阻力、审美学等，并把人体工程学、风洞实验应用到车身设计中，汽车真正成为科学和艺术的结合。

      自上世纪70 年代末，随着计算机软硬件技术的迅速发展，出现了专门的二维/三维辅助设计/工程软件，汽车设计迈入了数字化时代。其核心是在设计过程中使用计算机辅助设计软件（CATIA、PRO/E、UG 等）建立车身的数学模型，并在计算机上进行结构设计、结构分析、有限元分析、外观设计、内饰件设计、虚拟碰撞检测、虚拟装配等工作。设计完成后，计算机辅助系统可自动生成 NC 代码输入数控机床进行加工生产。 [1]

设计方法

      编辑

      传统车身设计方法

      一般认为，在计算机辅助系统没有引入汽车设计之前，汽车的车身设计属于传统设计方法阶段。

      在传统设计方法中，车身的整体布局，包括外形曲面构成、色彩、外饰等在绘制效果图时已基本确定，由模型制作人员根据造型师的效果图制作缩比例油泥模型（通常是1:5），这是一个反复观察与修改的过程，需要造型师、模型制作人员、美工人员甚至销售人员等的共同参与，因此，对相关人员的素质、经验等要求很高。即使在目前新车型的车身开发中，这两个步骤也是必需的，因这为整个产品的风格和基调构建了一个大的框架。

      设计人员根据模型手工绘制车身图纸和模具加工图纸，这完全是一个机械制图的过程。显然，以这种手工方式，首先在车身外形光顺性方面很难达到令人满意的程度，因为对光顺性的评价缺少一个可量化的标准，主观随意性较大。其次，当车身外形尺寸或形状有极小的改动时，相关的制图工作都要重新制作，不可避免地会延长开发周期（传统车身开发周期是3～5 年左右），设计人员的工作量非常大，但很多时候是在做一些重复性的工作，导致成本居高不下且不利于提高同一系列后继车型的开发速度。总之，在传统的方法中，人与产品的交互式修改极为不便，车身设计周期长，设计人员劳动量大，产品光顺性不好。

      计算机辅助设计

      上世纪70年代以来，随着计算机辅助几何设计和计算机图形学的迅速发展，车身设计过程中部分或全程引入计算机辅助系统(CAD/CAM 软件)，在计算机中构建车身三维数字化模型，以“所见即所得的”交互方式完善设计方案，是现代车身设计方法的主要特点。在绘制效果图阶段，可手工绘制也可利用计算机辅助软件绘制，具体根据设计师个人情况而定，但使用计算机绘制可更快捷地构建车身数字模型并使修改工作更方便。而使用手工绘制再制作缩比例模型和1:1主模型，再以三坐标扫描或激光扫描的方式在计算机中构建车身数字模型，这是更常用的一种方法，因为以这种方式制作模型更能直观地表达出设计师的风格理念。

      在计算机中不但可以对车身外观及内饰建立数字模型，而且可以对发动机、底盘等其它零部件建立模型，并直接进行有限元分析、结构设计 / 分析、甚至虚拟装配、虚拟风洞试验等，使得设计人员可以在计算机中构建虚拟的电子样车并进行试验，能在实际生产前预先发现设计中存在的问题，提高了效率，降低了成本。 [2]