汽车车身设计方法探讨

2018-07-15陈超福

时代汽车 2018年6期

陈超福

上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市 545007

1 引言

车身在汽车构造中占据了非常重要的地位，随着人们对于汽车需求量的增加，需求不断个性化的提高，个性化，多样化的汽车车身设计已经成为时代的主流。进入21世纪以来，经济，科技迅猛发展，新材料，新技术，新能源不断出现让个性化，多样化并且高质量的车身设计成为了可能。根据有关的数据统计分析统计我们可以知道，客车轿车以及很多种专用的汽车的车身质量差不多占据了整个车质量的一半左右；火车这一类型的车身质量占据了差不多百分之十六到八分之三十之间，在车身的制造过程中，车身制造的费用还是蛮高的。因此，不断优化车身设计对于整个车的设计来进具有重要的意义。

根据有关的专业人士分析，在对国内外的汽车生产进行对比之后我们可以知道，汽车的生产能力在很大程度上是取决于车身的生产能力的，汽车换代的能力在一定程度上取决于车身的生产能力。根据有关的市场销售分析，在基本车型达到饱和的时候，为了能够更好的拓宽市场，占据更大的市场份额，就需要不断加强车型的改造。在以往，传统的车身设计方法

一般都是依靠手工来进行设计的，设计的阶段包括两个阶段，第一步是进行起步设计，第二阶段是进行技术工艺设计，原始的手工设计就是利用实体，图纸等来进行，整个的特点就是通过实体，图纸，模板，样板等等来进行信息的表达，需要制作尺寸油泥模型，样车以及车身的主模型制作。所以，在进行车身优化设计的时候，其的优点是十分大的，比如说可以节约经费，节省时间还能够保证的保证设计方案的可行性，合理性以及科学性，并且能够快速，准确的确定出设计的缺陷，这种情况下能够更好的保证产品的设计质量以及保证设计的科学性，减少产品开发的周期以及相关的费用，提高企业的经济效益，并且能够更好的占据市场，提高自身的竞争力。

2 车身的作用以及有关的结构特点

我们都知道，车身的主要作用是用来载运乘客或者是货物的，其功能相当于一个临时住所或者是流动仓库，这个住所或者仓库是受到质量以及空间限制的，能够活动的建筑物，车身的具体作用需要分析车型来确定。对于轿车的车身来讲，其主要作用一般包括以下几点：其一就是车身是车的四大组成部分之一，对于汽车的整车功能来讲具有非常重要的意义，除此之外还能够提供更提供舒适的乘车环境，保护开车人的安全，分析其车形，还能够保障降低空气的阻力，加强轿车的美观性。

车身的特点主要集中在以下几个方面，其一就是制造车身的材料是十分多的，其二是车身外形的发展速度比较快，更新换代比较快。结构特点主要集中在在于组成车身外形的各个零部件的材料是比较薄的，并且其的表面积比价大，形状比较复杂并且多为自由面。

3 分析车身设计的要求以及特点

车身设计，也就是对车身的各项内容进行科学，合理的设计，设计的目的是为了在满足基本的功能需求的基础上实现造型更加的完美，美观性较强，车身的性能好，空气动力特性比较好，并且生产是比较简单的，维护拆装比较方便。

在外形以及结构上，车身壳体是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件组成的。所以在进行车身外形设计的时候，考虑的因素有很多，其一就是要保证车身的基本功能需求，再者就是要保证整体的协调性以及美感，在进行过车身覆盖件的设计的时候，需要保证其具有比较高的互换性以及准确性，工艺性能指标要求也比较高。因此，要求车身表面上的各点连成的曲线必须在横向以及纵向这两个截面上反复进行协调，以此来保证整个曲面的光滑度。传统的设计方法在进行车身样图的设计的时候必须要采用网格来表示，这种设计的方式不能够仅仅依靠图纸就将其车身准确，科学的表示出来，而必须加以实体模型的方式进行。换句话来讲就是对车身这样复杂的空间曲面外形需要采取一套特殊的实物来进行模拟以及“移形”的办法来进行表达，从而确定车身的设计是否合理。在进行产品设计，准备以及投产的过程中，做出实物能够更好的对图样进行有关的补充，这样能够更好的保证零部件之间的协调性。以上所说的这么多的特点就决定了车身设计与车其他三个部分中成体系的工作方法之间是存在区别的，车身设计这种方法属于逆向工程。

4 基于CAX的现代汽车车身设计方法

一般认为，基于各种计算机辅助技术（CAX）的车身设计方法为现代车身设计方法，这种设计方法主要分为两个阶段，其一就是概念设计，其二是程设计。

这种车身设计方法主要是利用计算机辅助几何设计方法（也就是CAGD）方法来进行车身几何造型设计，主要利用的工具就是计算机，利用计算机来对车身模型进行仿真以及设计，通过计算机的相关软件来对模型表面的所有曲线以及曲面信息来进行设计以及分析，这个模型将被作为一个主模型来取代传统车身设计中的立体模型。现代的产生设计方法与传统的设计方法有一定的地方是相似的，相似点主要是包括利用人工来进行图形的绘制，然后利用油泥来进行模型的雕塑，最后利用二坐标测量技术对雕塑的模型的表面的数据点进行测量。与传统方法的区别就在于车身设计师利用计算机来进行数学模型的建立，建立好数学模型之后还需要适当的对模型进行调整，根据实际需求进行分析计算。当数据模型调整好之后，就需要将模型直接进行加工，设计。这样的设计方法，不仅仅能够提高设计效率，还能够将结构设计，有限元分析，数据统计，分析等等集中在一个平台之上，这样就能够保证数据信息的准确性并且设计。工艺以及检验人员使用的数据资源是相同的，这样的设计方法能够很好的保证设计出产品的质量问题，还能缩短设计周期，提高设计的精度。

现代汽车车身设计方法的特点主要体现在以下的四个方面：

（1）以计算机中的三维实体模型替代传统设计中的主模型，这样就能够很好的节约人力资源以及财力资源，更好的提高效率；

（2）这样提高汽车产品规划时的可信度，这样可以使汽车产品规划时的可信度，这样能够更好的保证设计流程的连贯性，减少时间的浪费。

（3）现代化的设计方法，在很大程度上是依托于计算机的，由于计算机的计算速度快，准确度高，这就会使整个车身设计的时间周期减少，提高设计质量以及效率。就现在的情形看来，日前用于车身设计的CAD/CAM系统能够根据三维实体模型自动生成二维的车身图纸以及用于数控加工的代码。并且当三维的模型发生变化的时候，系统就会自动的进行数据的修改等等。在进行车身设计的时候，各个环节，各个模块都是息息相关的。车身设计人员利用现代化的设计方法能够更好的发挥自身的优势，不断的利用自身的独特的思维来进行车身模型的改进。这个过程耗费的时间少，可行性高。

（4）利用现代车身设计方法，还能不断的改进车身造型，满足人们日益增长的需求，利用CAD/CMA软件来进行车身三维模型的搭建，设计人员可以根据设计出来的各种造型进行对比，从而更好的挑选出适合的，好的，符合消费者审美观，需求观的方案。