汽車車身設計方法探討

陳超福

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

車身在汽車構造中占據了非常重要的地位，隨著人們對于汽車需求量的增加，需求不斷個性化的提高，個性化，多樣化的汽車車身設計已經成為時代的主流。進入21世紀以來，經濟，科技迅猛發(fā)展，新材料，新技術，新能源不斷出現讓個性化，多樣化并且高質量的車身設計成為了可能。根據有關的數據統(tǒng)計分析統(tǒng)計我們可以知道，客車轎車以及很多種專用的汽車的車身質量差不多占據了整個車質量的一半左右；火車這一類型的車身質量占據了差不多百分之十六到八分之三十之間，在車身的制造過程中，車身制造的費用還是蠻高的。因此，不斷優(yōu)化車身設計對于整個車的設計來進具有重要的意義。

根據有關的專業(yè)人士分析，在對國內外的汽車生產進行對比之后我們可以知道，汽車的生產能力在很大程度上是取決于車身的生產能力的，汽車換代的能力在一定程度上取決于車身的生產能力。根據有關的市場銷售分析，在基本車型達到飽和的時候，為了能夠更好的拓寬市場，占據更大的市場份額，就需要不斷加強車型的改造。在以往，傳統(tǒng)的車身設計方法

一般都是依靠手工來進行設計的，設計的階段包括兩個階段，第一步是進行起步設計，第二階段是進行技術工藝設計，原始的手工設計就是利用實體，圖紙等來進行，整個的特點就是通過實體，圖紙，模板，樣板等等來進行信息的表達，需要制作尺寸油泥模型，樣車以及車身的主模型制作。所以，在進行車身優(yōu)化設計的時候，其的優(yōu)點是十分大的，比如說可以節(jié)約經費，節(jié)省時間還能夠保證的保證設計方案的可行性，合理性以及科學性，并且能夠快速，準確的確定出設計的缺陷，這種情況下能夠更好的保證產品的設計質量以及保證設計的科學性，減少產品開發(fā)的周期以及相關的費用，提高企業(yè)的經濟效益，并且能夠更好的占據市場，提高自身的競爭力。

2 車身的作用以及有關的結構特點

我們都知道，車身的主要作用是用來載運乘客或者是貨物的，其功能相當于一個臨時住所或者是流動倉庫，這個住所或者倉庫是受到質量以及空間限制的，能夠活動的建筑物，車身的具體作用需要分析車型來確定。對于轎車的車身來講，其主要作用一般包括以下幾點：其一就是車身是車的四大組成部分之一，對于汽車的整車功能來講具有非常重要的意義，除此之外還能夠提供更提供舒適的乘車環(huán)境，保護開車人的安全，分析其車形，還能夠保障降低空氣的阻力，加強轎車的美觀性。

車身的特點主要集中在以下幾個方面，其一就是制造車身的材料是十分多的，其二是車身外形的發(fā)展速度比較快，更新?lián)Q代比較快。結構特點主要集中在在于組成車身外形的各個零部件的材料是比較薄的，并且其的表面積比價大，形狀比較復雜并且多為自由面。

3 分析車身設計的要求以及特點

車身設計，也就是對車身的各項內容進行科學，合理的設計，設計的目的是為了在滿足基本的功能需求的基礎上實現造型更加的完美，美觀性較強，車身的性能好，空氣動力特性比較好，并且生產是比較簡單的，維護拆裝比較方便。

在外形以及結構上，車身殼體是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件組成的。所以在進行車身外形設計的時候，考慮的因素有很多，其一就是要保證車身的基本功能需求，再者就是要保證整體的協(xié)調性以及美感，在進行過車身覆蓋件的設計的時候，需要保證其具有比較高的互換性以及準確性，工藝性能指標要求也比較高。因此，要求車身表面上的各點連成的曲線必須在橫向以及縱向這兩個截面上反復進行協(xié)調，以此來保證整個曲面的光滑度。傳統(tǒng)的設計方法在進行車身樣圖的設計的時候必須要采用網格來表示，這種設計的方式不能夠僅僅依靠圖紙就將其車身準確，科學的表示出來，而必須加以實體模型的方式進行。換句話來講就是對車身這樣復雜的空間曲面外形需要采取一套特殊的實物來進行模擬以及“移形”的辦法來進行表達，從而確定車身的設計是否合理。在進行產品設計，準備以及投產的過程中，做出實物能夠更好的對圖樣進行有關的補充，這樣能夠更好的保證零部件之間的協(xié)調性。以上所說的這么多的特點就決定了車身設計與車其他三個部分中成體系的工作方法之間是存在區(qū)別的，車身設計這種方法屬于逆向工程。

4 基于CAX的現代汽車車身設計方法

一般認為，基于各種計算機輔助技術（CAX）的車身設計方法為現代車身設計方法，這種設計方法主要分為兩個階段，其一就是概念設計，其二是程設計。

這種車身設計方法主要是利用計算機輔助幾何設計方法（也就是CAGD）方法來進行車身幾何造型設計，主要利用的工具就是計算機，利用計算機來對車身模型進行仿真以及設計，通過計算機的相關軟件來對模型表面的所有曲線以及曲面信息來進行設計以及分析，這個模型將被作為一個主模型來取代傳統(tǒng)車身設計中的立體模型。現代的產生設計方法與傳統(tǒng)的設計方法有一定的地方是相似的，相似點主要是包括利用人工來進行圖形的繪制，然后利用油泥來進行模型的雕塑，最后利用二坐標測量技術對雕塑的模型的表面的數據點進行測量。與傳統(tǒng)方法的區(qū)別就在于車身設計師利用計算機來進行數學模型的建立，建立好數學模型之后還需要適當的對模型進行調整，根據實際需求進行分析計算。當數據模型調整好之后，就需要將模型直接進行加工，設計。這樣的設計方法，不僅僅能夠提高設計效率，還能夠將結構設計，有限元分析，數據統(tǒng)計，分析等等集中在一個平臺之上，這樣就能夠保證數據信息的準確性并且設計。工藝以及檢驗人員使用的數據資源是相同的，這樣的設計方法能夠很好的保證設計出產品的質量問題，還能縮短設計周期，提高設計的精度。

現代汽車車身設計方法的特點主要體現在以下的四個方面：

（1）以計算機中的三維實體模型替代傳統(tǒng)設計中的主模型，這樣就能夠很好的節(jié)約人力資源以及財力資源，更好的提高效率；

（2）這樣提高汽車產品規(guī)劃時的可信度，這樣可以使汽車產品規(guī)劃時的可信度，這樣能夠更好的保證設計流程的連貫性，減少時間的浪費。

（3）現代化的設計方法，在很大程度上是依托于計算機的，由于計算機的計算速度快，準確度高，這就會使整個車身設計的時間周期減少，提高設計質量以及效率。就現在的情形看來，日前用于車身設計的CAD/CAM系統(tǒng)能夠根據三維實體模型自動生成二維的車身圖紙以及用于數控加工的代碼。并且當三維的模型發(fā)生變化的時候，系統(tǒng)就會自動的進行數據的修改等等。在進行車身設計的時候，各個環(huán)節(jié)，各個模塊都是息息相關的。車身設計人員利用現代化的設計方法能夠更好的發(fā)揮自身的優(yōu)勢，不斷的利用自身的獨特的思維來進行車身模型的改進。這個過程耗費的時間少，可行性高。

（4）利用現代車身設計方法，還能不斷的改進車身造型，滿足人們日益增長的需求，利用CAD/CMA軟件來進行車身三維模型的搭建，設計人員可以根據設計出來的各種造型進行對比，從而更好的挑選出適合的，好的，符合消費者審美觀，需求觀的方案。

5 結語

本文主要對汽車車身設計的傳統(tǒng)方法以及現代方法進行簡要的對比，現代設計方法設計的效率高，質量好，準確度高，所花費的資源少，更容易發(fā)揮設計師的創(chuàng)新性，通過對這些的介紹，希望讀者能夠對其有簡單的了解。