現代汽車車身設計方法的研究和展望

湖北工業職業技術學院 鄭振 陳林

伴隨著世界經濟的飛速發展以及中國改革開放的高速進行，人民的生活水平逐漸提高。所以汽車作為代步機器自然也得到了發展，而車身作為汽車的四大總成之一，其設計方法自然也受到了汽車生產商的重視。在不斷擴張的汽車服務領域和需求日益增多的汽車市場，多樣化、個性化的車身設計后來居上逐漸占據了主導地位。相關數據顯示，較大多數的專用汽車和客車轎車的車身質量大約占整個車體質量的40%到60%；絕大多數貨車車身質量占整個車體質量的16%到30%；這對于各種車型車身的制造成本來說是昂貴的，因為其成本占整個車成本的百分比略高于上述給出的上限值。如果從節能、不浪費資源等幾個方面來說，車身設計潛力巨大。

1 車身的作用效果和結構特點

從車誕生的原始意義來講，車身的主要作用效果就是載運乘客或貨物，它本身類似于一個流動倉庫和臨時住所，受到質量和空間的限制，其具體作用效果因車而異，單單對于轎車來說，其車身作用效果主要有以下幾點:（1）實現整車功能；（2） 為乘客提供安全保護；（3）為乘客提供舒適的乘坐環境；（4）減少空氣對轎車的阻力；（5）增強轎車的美觀性與觀賞性。

車身的主要特點表現在車身涉及面廣、車身造型設計多樣、車身材料種類多等幾個方面。而組成車身外形的各個零部件，即車身覆蓋件材料的薄與厚、尺寸的大與小、形狀的復雜度、是否有較多自由曲面等是車身的結構特點。

2 車身設計的要求及特點

車身的設計要求是：在能正常實現汽車相應功能的前提之下，力求車體造型美觀，具有觀賞性，空氣動力系統性能良好，車體的維護及裝拆方便。對于外形和結構來說，車身殼體是由許多具有空間曲面外形的較大型的覆蓋件組成。從整個車的外形來看，在要求車身整體協調給人以美感的同時，又必須保證必要的流線型。在設計這些較大型覆蓋件的同時也必須考慮到對互換性和裝配準確度的嚴格要求，以確保其工藝性要求。所以，特別要求車身表面上的各點連成的曲線須在縱向和橫向兩個截面上反復協調使其光順。對于傳統的設計方法來說，就必須規定車身圖樣并須用坐標網格來表示，但是，單單這樣還無法依靠圖紙準確完整地將其表達出來，還必須得輔以實體模型。在實際的產品設計、生產準備和投產等階段中，實體可以補充圖樣的不足及缺點，以確保成套工藝裝備之間以及零部件之間的協調驗證。以上特點決定了有別于汽車上的其他部件而形成了一套體系的車身設計的工作方法，由這種方法衍生出來的思想成為了逆向工程的發源，而車身設計是逆向領域工程應用最多、最成熟的領域之一。

3 基于CAX的現代汽車車身設計方法

通常來說，應用計算機輔助技術的車身設計方法一般分為概念設計、程序設計兩個階段，在此，僅對工程設計中的相關問題進行討論。

運用CAX的車身設計是利用計算機輔助幾何設計方式來進行車身幾何造型的設計和創新，也就是在計算機上建立一個模型，能夠從其表面任意處得到有關車身的所有曲線和曲面信息來進行設計和分析，并以此模型來替代傳統車身設計中的立體模型，還保留了傳統設計的某些優點與長處，使車身設計集多處優點于一身。

現代汽車車身設計方法的特點主要表現在：（1）以計算機中的三維實物模型代替傳統設計中的主模型，因此，將大量的人力從繪圖、取樣、制表面、做模型中解放出來。（2）提升了汽車產品規劃時的信譽度，使設計、工藝、模具設計和制造人員更好地協同、協調工作。（3）將計算機的運算速度快和精確度高的特點充分、完全地發揮出來，以此來極大地提高汽車車身設計的效率，并以此來縮短開發周期。目前來說，用于車身設計的各種CAD系統都能夠根據三維實物模型自動生成二維車身圖紙及用于數控加工的代碼。由此可看出，對整個車身設計過程來說，任何模塊之間都是相互影響與聯系的。（4）現代的汽車車身設計方法可對車身造型進行優化設計，工作人員可從計算機輔助設計圖案中挑選出一套集多項優點于一身的設計方案，對汽車進行專業的設計。

總結

在實際的車身設計中使用計算機輔助技術，可以解放人類，還能夠根據人類的要求設計出符合群眾口味的車身。基于CAX的現代汽車車身設計方法的應用在現代汽車車身設計中的前景不可估量，潛力巨大。

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