基于數(shù)字化設(shè)計的客車車身造型設(shè)計研究

劉長順 胡秋鳳

【摘 要】在客車車身設(shè)計的過程中，數(shù)字化設(shè)計的應(yīng)用應(yīng)當是一項應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可以明顯加快汽車設(shè)計的過程，縮短開發(fā)周期，并且還有助于降低開發(fā)成本。在設(shè)計汽車造型的時候，傳統(tǒng)的手工創(chuàng)造已經(jīng)逐漸被新型的創(chuàng)造所取代。在人類改造世界的過程中，設(shè)計是一項最基本的活動，這項活動將技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)以及社會集合在一起。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化設(shè)計 客車車身 造型設(shè)計

在人類發(fā)展進步的過程中，設(shè)計在技術(shù)與藝術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來。而在社會需求不斷提高的過程中，設(shè)計水平也逐漸提升。

1數(shù)字化設(shè)計的概述

簡單來說，數(shù)字化設(shè)計其實就是以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計為目標，并以計算機軟硬件作為設(shè)計的基礎(chǔ)，采用數(shù)字化信息的輔助方法，促使產(chǎn)品設(shè)計集合分析、修改、優(yōu)化、建模以及自動化生成設(shè)計等相關(guān)的技術(shù)于一起[1]。在設(shè)計的時候，將計算機科學(xué)與計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)，在產(chǎn)品開發(fā)的過程中加強技術(shù)的應(yīng)用。

實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計，其中包含的內(nèi)容就有產(chǎn)品概念的設(shè)計、虛擬裝配、工程圖生成、建立數(shù)字樣機和相關(guān)文檔。利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可以滿足個性化的需求，促使產(chǎn)品外形等方面達到相互匹配的目的。利用數(shù)字化設(shè)計的時候，還可以計算產(chǎn)品貢茶等。產(chǎn)品拓撲結(jié)構(gòu)和性能特征的有限元分析、優(yōu)化設(shè)計等。

2數(shù)字化造型設(shè)計

在汽車造型設(shè)計的過程中，利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，軟件平臺是必須要使用的工具。在計算機技術(shù)發(fā)展速度越來越快的情況下，數(shù)字化設(shè)計軟件平臺的更新速度也在不斷加快。在計算機輔助造型設(shè)計的最初階段，建模是整個造型設(shè)計的重點內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品造型構(gòu)思到建模思想的形成，直至利用計算機軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，這是一個連貫性的過程。但是不同的軟件有不同的建模方法。因而，在客車車身設(shè)計的過程中選擇合適的建模軟件非常重要。目前應(yīng)用的比較廣泛的三維建模軟件主要有I-DEAS、Pro/Engineer（簡稱 Pro/E）、CATIA 等[2]。模型渲染平臺技術(shù)是通過計算機生成和輸出的真實圖形。這種技術(shù)是實現(xiàn)真實感技術(shù)的平臺。實際上在工業(yè)產(chǎn)品模型渲染中，應(yīng)用最為廣泛的軟件主要是 3DS MAX、MAYA、Rhino3D。

與此同時，影像后處理與建模和渲染軟件相比較，種類比較多，功能也比較齊全。應(yīng)用這類軟件的主要用途就是提高影像的表現(xiàn)力。經(jīng)過有效后處理的作品在藝術(shù)表現(xiàn)方面會大大的提高。Adobe 公司的 PhotoShop 圖像處理軟件，具有三維變形等功能，擁有多種提高影像效果的工具，包括平面繪圖等。現(xiàn)如今市場上應(yīng)用比較多見的軟件主要是CAD/CAM軟件。這種軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄方式與處理方式并不相同。，并且開發(fā)的語言也不一樣。在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段甚至同一個階段會涉及到不同的 CAD/CAM/CAPP 系統(tǒng)。要實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交換與共享，就必須建立不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換標準。

3客車車身的數(shù)字化造型

事實上，客車是一種技術(shù)性比較密集與勞動密集相互結(jié)合額產(chǎn)品。客車車身不僅需要滿足實用功能，同時也是需要梅花社會。設(shè)計出漂亮的車身造型，可以給人美的享受。

首先，車廂平面的布局。對于旅游客車，乘客乘車時間長、站點之間相距較遠、客流量幾乎為零是它的承載和運行特點；其車廂布局首要考慮的因素應(yīng)該是保證乘客的乘車舒適性。客車設(shè)計的時候保證乘客面朝前方的前提下，車廂布局的特點主要是開一扇乘客車門，位于客車右側(cè)頭部；通道相對窄，為乘客站立走動區(qū)；兩側(cè)靠窗布置座椅，左右兩邊均為雙人座，最后一排為抬高的五人座椅。這樣的客車車身造型設(shè)計，無論是在心理還是在生理上，乘客都會感覺安全、舒適，并且旅途也不會覺得疲勞。

其次，客車地板平面的高度。旅游客車的橫截面和城市客車的橫截面有顯著的不同。對旅游客車來說，由于乘客上下車不頻繁，所以無需嚴格控制地板高度，而為了改善乘客的視野性，提高碰撞時的安全性以及布置行李艙和其他生活設(shè)施的需要，希望增加地板高度，因此旅游客車日益趨向于高地板布置。較高的地板平面能消除底盤行駛系對車身結(jié)構(gòu)的影響，不再出現(xiàn)輪罩凸包。客車上下車的方便性與安全性取決于踏步的高度、深度、級數(shù)、表面狀態(tài)、能見度以及扶手位置和車門寬度等。給定的旅游客車離地間隙決定客車地板平面 0 線的高度位置。由工廠提供的圖樣得知，客車地板平面高度為 750 ㎜，故須裝置三級踏步。并且地板平面高度與發(fā)動機和傳動系數(shù)布置相關(guān)。在充分利用與貨車通用標準后橋并采取前置發(fā)動機的布置方案的情況下，地板平面高度 H 決定于下列諸參數(shù)：車輪半徑dr、后橋殼高度 k 以及包括懸架壓縮動撓度、緩沖塊壓凹后的附加撓度與地板厚度在內(nèi)的c值。

最后，座椅的布置與尺寸[3]。客車的高度其實主要依賴于地板平面的高度與過道地板處距離頂棚的高度。升高座椅高度就有可能縮短座椅之間的間距，從而可使客車的面積得到更好的利用。目前的趨勢是稍增加座墊距地板的高度，并相應(yīng)改變座墊傾角和其他尺寸。在旅游客車上確定座墊前緣距前排座椅靠背的距離時，必須考慮前排座椅可能調(diào)整的傾角大小，該尺寸在靠背處處于極限位置（后仰）的情況下，應(yīng)取其等于城市客車上所采用的尺寸（250 ㎜）。有時為了增多座椅數(shù)而不得不減小座椅間距，在此情況下，為保證擱膝蓋處的空間，局部減薄該處靠背的厚度。在確定座椅寬度時，應(yīng)取雙人座椅作為原始尺寸。

4結(jié)語

在客車車身造型設(shè)計的過程中，充分利用數(shù)字化設(shè)計的理念，可以滿足客車車身造型設(shè)計的眾多要求，繼而滿足乘客的多種需求。

參考文獻：

[1]楊得一，張秋月，郭鋼 等.基于 UG 平臺的汽車駕駛舒適性評價[J].客車技術(shù)與研究，2014，12（2）：6-8.

[2]劉善水，李靖誼，尹明德 等.客車車身曲面分塊造型設(shè)計研究[J].機械工程師，2013，14（4）：61.