汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较
姓名：XXX 学院:机械与汽车工程学院专业：车辆工程学号: XXX
摘要：汽车零部件的设计方法，可以从不同的角度做出分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为传统设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。文中对传统设计方法与现代设计方法的特点、二者的关系进行了详细的说明。
1 前言
在近百年中，汽车零部件设计技术经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的现代设计阶段。20世纪60年代中期，在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD，Computer Aided Design)等新方法，使设计逐步实现半自动化和自动化。
经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。
随着测试技术的发展与完善，在机械设计过程中引进新的测试技术，和各种专用的试验设备，进行科学实验，从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法，对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究，这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用，使机械设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。
汽车零部件的设计方法，可以从不同的角度做出分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为常规的设计方法即传统的设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。本文将两者进行比较。
2 汽车零部件设计的发展历程
（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中
直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。
（2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。于是，手工艺人联合起来，互相协作。一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
（3）半理论半经验设计阶段20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。依据这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。
（4）现代设计阶段近30年来，由于科学和技术迅速发展，对客观世界的认识不断深入，设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，对设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。此外，步入现代设计阶段的另一个特点就是，对产品的设计已不是仅考虑产品本身，并且还要考虑对系统和环境的影响；不仅要考虑技术领域，还要考虑经济、社会效益；不仅考虑当前，还需考虑长远发展。例如，汽车设计，不仅要考虑汽车本身的有关技术问题，还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。
3.汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较
3.1 传统设计方法
传统设计是以经验总结为基础，运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断完善和提高，是符合当代技术水平的有效设计方法。分析传统的设计过程，可以看出传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手工方式来完成的。首先凭借设计者直接的或间接的经验，通过类比分析或经验公式来确定方案，由于方案的拟定很大程度上取决于设计人员的个人经验，即使同时拟定几个方案，也难于获得最优方案。由于分析计算受人工计算条件的限制，只能用静态的、近似的方法，参考数据偏重于经验的概括和总结，往往忽略了一些难解或非主要的因素，因而造成设计结果的近似性较大，有时不符合客观实际。此外，信息处理、经验或知识的存储和重复使用方面还没有一个理想的有效方法，解算和绘图也多用手工完成，这不仅影响设计速度和设计质量的提高，也难以做到精确和优化的效果。传统设计对技术与经济、技术与美学也未能做到很好的统一，使设计带有一定的局限性。这些都是有待于进一步改进和完善之处。
总之，传统设计方法是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。显然随着现代科学技术的飞速发展、生产技术的需要和市场的激烈竞争以及先进设计手段的出现，这种传统设计方法已难以满足当今时代的要求，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。
3.2 现代设计方法
现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。随着设计实践经验的积累，设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。为区别过去常用的传统设计理论与方法，人们把这些新兴理论与方法称为现代设计。“现代设计技术”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
现代设计不仅指设计方法的更新，也包含了新技术的引入和产品的创新。目前现代设计方法所指的新兴理论与方法主要包括优化设计、可靠性设计、设计方
法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等。
现代设计主要有下列特点。
（1）系统性现代设计方法是逻辑的、系统的设计方法。目前有两种体系：一种是德国倡导的设计方法学，另一种是美国倡导的创造性设计学。
在知识、手段和方法不充分的条件下，运用创造技法，充分发挥想象，
进行辩证思维，形成新的构思和设计。传统设计方法是经验、类比的
设计方法，用收敛性的思维方法，过早地进入具体方案，对功能原理
的分析既不充分又不系统，不强调创新，也很难得到最优方案。
（2）社会性现代设计将产品设计扩展到整个产品生命周期，发展了“面向X”技术，即在设计过程中同时考虑制造、维修、成本、包装、运
输、回收、质量等因素。在现代设计开发新产品的整个过程中，从产
品的概念形成到报废处理的全寿命周期中的所有问题，都要以面向社
会、面向市场为主导思想考虑解决。传统设计是由技术主管指导设计，
设计过程中多为单纯注意技术性，设计产品试制后才进行经济分析、
成本核算，很少考虑社会问题。
（3）创造性现代设计强调激励创造冲动，突出创新意识，力主抽象的设计构思，扩展发散的设计思维、多种可行的创新方案，广泛深入地评
价决策，集体运用创造技法，搜索创新工艺试验，不断要求最优方案。
传统设计一般是封闭收敛的设计思维，陷入思维定势，过早地进入定
型实体结构，采用经验类比和直接主官的评价决策。
（4）宜人性现代设计强调产品内在质量的实用性，外观形体的美观性、艺术性和时代性，在保证产品物质功能的前提下，尽量使用户产生新
颖舒畅等精神感受。传统设计往往强调产品的物质功能，忽视或不全
面考虑精神功能。
（5）最优化现代设计重视综合集成，在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境、可持续发展等各种约束条件之下，在广泛的学科领域之
间，通过计算机以高效率综合集成为最新科技成果，寻求最优方案和
参数。传统设计属于自然优化，在设计—评定—再设计的循环中，凭
借设计人员的有限知识、经验和判断力选取较好方案。
（6）动态化现代设计在静态分析的基础上，考虑生产中实际存在的多种变化量的影响，进行动态特性的最优化，根据概率论和统计学方法，
针对载荷、应力等因素的离散性，用各种运算方法进行可靠性设计，
对一些复杂的工程分析问题还可用有限元法、边界元法等数值解法得
到满意的结果。
（7）设计过程智能化是指借助于人工智能和专家系统技术，由计算机完成一部分原来必须由设计者进行的创造性工作。传统设计局部上自发
地运用某些仿生规律，但这很难达到高度智能化的要求。
（8）设计手段的计算机化和数字化计算机在设计中的应用已从早期的辅助分析、计算机绘图，发展到现在的优化设计、并行设计、三维建
模、设计过程管理、设计制造一体化、仿真和虚拟制造等。传统设计
是人工计算、绘图、使用简单的工具，设计的准确性和效率都受限制，
修改设计也不方便。
（9）设计和制造一体化它强调产品设计制造的统一数据模型和计算机集成制造。设计过程组织方式由传统的顺序方式逐渐过渡到并行设计
方式，与产品有关的各种过程并行交叉的设计，这可以减少各种修改
工作量，有利于加速工作进程，提高设计质量。现代设计利用高速计
算机，可以将各种不同目的设计方法、各种不同的设计手段综合起来，
以求得系统的整体最优解。
3.3 现代设计与传统设计的关系
现代设计与传统设计的关系如下：
①继承关系：现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传
统设计的精华，克服了传统设计的一些不足。
②共存与突破的关系：设计方法的发展，都有着时序性、继承性，两种方法在
一定时间内还会共存。当前的现代设计方法正处在发展之中，可以预见，随着科学技术的进步必将有新的突破。
传统设计以经验、试凑、静态、定性分析、手工劳动为特征，导致设计周期长，设计质量差，设计费用高，产品缺乏竞争力。随着现代科学技术的发展，机械产品设计领域中相继出现了一系列新型理论与方法。这些新兴理论与方法统称为现代设计方法。
4. 基于机械加工的汽车变速器设计方法
4.1 设计要求的确定
汽车变速器的设计工作是将变速器功能及其他要求转化为具体结构。汽车变速器的主要功能是是汽车在各种使用条件下得到足够的动力性与燃油经济性，此外还应使汽车具有倒向行驶、中断动力行驶等。
汽车变速器设计要求有：是汽车具有良好的动力性和燃油经济性、具有空档和倒档、操作简便、工作可靠、噪声小、质量轻、结构紧凑等。
4.2 设计阶段分析
下面按设计方法学观点对设计进行分析，以便更好地了解设计过程。在说明性设计模型中，一般都包括方案设计、结构设计、详细设计三个阶段。方案设计从功能分析开始，在复杂系统中采用功能分解原则将复杂系统分解为功能元，每个功能元功能单一易用结构实现。可以用形态学矩阵来表达功能分解的过程。
汽车机械式变速器经过多年的研究和发展，已积累了相当的设计和生产经验，形成不少定型的产品。现代汽车大都采用三轴式变速器，某些微型车和轿车也有选用二轴式变速器的。在变速器上广发采用斜齿轮传动，用同步器换档。
汽车变速器方案设计具体内容包括：
（1）确定变速器的轴数，如两轴式、三轴式；
（2）确定变速器档位数和各档数比；
（3）档位布置的先后顺序；
（4）倒档传动方案设计；
在手工设计过程中，方案设计由经验丰富的设计人员担任。设计人员根据设计经验及参考相似产品，利用一定的绘图和计算手段完成设计方案。下面对设计方案进行归纳。汽车变速器的方案设计遵循下列一些原则：为满足变速器轴足够的刚性及装配工艺性和换档方便，汽车变速器中低档一般布置在靠轴的后支撑处，并按低档到高档的顺序布置各档齿轮。一般对于前进档的采用同步器换档，
对于倒档采用滑动齿轮换档。倒档布置方案根据倒档传动比级变速器外形尺寸要求确定。在各档传动比设计时，先根据汽车最高车速确定最高档传动比，然后按等比级数大致确定其他各档的传动比。
在结构设计阶段，根据方案设计中确定的变速器中各零部件的布置顺序及装配方式，大致确定各零件的结构及尺寸，包括各档齿轮结构及主要尺寸，各轴的结构及主要尺寸，同步器的结构及主要尺寸。
在详细设计阶段，根据变速器中个零件设计经验公式计算出个零件的机构、尺寸，即需要确定各档齿轮、同步器、轴、轴承、花键的结构和详细尺寸，并将这些零件级变速器装配件以图形的方式表达出来。
在手工设计过程中，各零件的结构及尺寸主要是根据设计经验及相似产品结构、尺寸得到的。先参考同类产品设计建立一种结构模型，然后根据设计公式进行计算，从上到下逐步细化设计。设计过程中要不断校核原来设计，如果满足不了设计的要求，需求根据经验修改其中某些参数，然后重新开始细化过程。
从整个设计过程来看，手工设计是根据设计经验进行的试探性设计过程。在手工设计过程中，产品的性能主要在结构设计阶段确定，而结构设计是根据经验进行的，因此所设计出的产品性能如何设计人员也不很清楚，而只能通过试制、试验来确定。如果设计结果不能满足设计要求，就重新修改结构设计甚至方案设计来进行下一轮设计。在手工设计中经验非常重要，而如果缺少设计经验产品的设计就需要多次反复进行，这样影响产品的开发速度。
参考文献
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汽车现代设计理论与方法试题答案 1、用结构框图表示并行工程的一般步骤，列出每一步中涉及到的关键技术。 （1）并行工程的产品开发工程： （2）并行工程的运行模式： （3）并行工程（CE）的关键技术： ①多功能集成产品开发团队； ②产品开发的过程建模； ③产品生命周期数字化建模； ④产品数字管理； ⑤质量功能配置； ⑥面向X的设计； ⑦并行工程集成框架。
2、简述动态设计包括的主要内容，动态设计过程采用的建模方式是什么？ 主要内容： 所谓“动态设计”是指机械结构和机器系统的动态性能在其图纸的设计阶段就应得到充分考虑，整个设计过程实质上是运用动态分析技术、借助计算机分析、计算机辅助设计和仿真来实现的，达到缩短设计周期、提高设计效率和设计水平的目的。 机械系统的动态特性是指机械系统本身的固有频率、阻尼特性和对应于各阶固有频率的振型以及机械在动载荷作用下的响应。 机械系统动态设计的主要包括两个方面： １）建立一个切合实际的机械系统动态力学模型，从而为进行机械系统动态力学特性分析提供条件； ２）选择有效的机械系统动态优化设计方法，以获得一个具有良好的机械系统动态性能的产品结构设计方案。 机械系统的建模方法分为两大类：理论建模法、实验建模法。 (1) 理论建模法按机械系统不同而采用不同的技巧，因而有多种方法（一般主要采用有限元方法和传递矩阵法）； (2)实验建模法是指对机械系统（实物或模型）进行激振（输入），通过测量与计算获得表达机械系统动态特性的参数（输出），再利用这些动态特性参数，经过分析与处理建立系统的数。 3、什么是稳健设计？稳健设计中主要涉及了哪些模型和方法？ 稳健性设计 ①起源：这种新的设计概念认为：使用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力的强弱主要取决于各种设计参数（因素）的搭配。设计参数搭配不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。 ②目的：稳健设计的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。 ③设计思想：把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰。 数学模型或方法： 稳健性设计包括三个阶段：解决问题、解决方案、应用价值。系统设计是基础，参数设计是核心，容差设计是为满足其经济性。 其中主要采用正交表及统计等模型方法。例如：
现代汽车设计方法概论 ——汽车发动机 院系：机械工程及自动化 姓名：谢伟康 学号：10071040 日期：2012年4月23日
目录 一、发动机定义 (3) 二、简介 (3) 三、术语 (4) 四、工作方式 (4) 五、发动机的分类 (5) 六、汽车发动机原理 (6) 七、发动机的性能指标 (15) 八、汽车发动机的保养 (16) 九、运动关系 (18) 十、发动机发展历史 (18)
一、发动机定义 发动机，是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动力来自发动机。 二、简介 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油（柴油）或天然气的热能，通过在密封内气缸燃烧气体膨胀，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。发动机的所有结构都是为能量转换服务的，发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然没有改变。这是一个富于创造的时代，那些发动机的设计者们，不断地将最发动机性能新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，现在的汽车发动机不仅注重汽车动力的体现，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面，从而使人们在悠闲的享受汽车文化的同时，也能保护环境、节约资源。
三、术语 上止点：活塞顶所能到达的最高点位置。 下止点：活塞顶所能到达的最低点位置。 活塞行程：上、下止点间的距离。 燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶上方的空间。 气缸工作容积：活塞从上止点运行到下止点所让出的容积。 多气缸发动机，各气缸工作容积之和，叫发动机工作容积，也叫发动机排量。气缸总容积：活塞位于下止点时，活塞顶上方的空间。 压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 缩比表示进入气缸内的气体被压缩的程度，它是发动机的一个重要参数。在一定范围内适当提高压缩比，可以改善发动机的经济性和动力性。汽油发动机的压缩比一般为6～10，柴油发动机的压缩比一般为16～22。 四、工作方式 工作方式，是指的这款发动机的特征，分为：自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压。 1、自然吸气就不用解释了，就是利用负压来自主把空气吸入发动机。 2、涡轮增压利用排气的废气推动涡轮，强制把空气压入汽缸。 3、机械增压是发动机直接输出一个传动轴连通增压器，强制把空气压入汽缸。 4、机械+涡轮增压，顾名思义就是含有这两种增压形式的发动机。
现代设计方法在汽车设计中的应用 发表时间：2017-11-09T18:44:46.617Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：赵倩 [导读] 摘要：当今世界，科学技术迅猛发展，新技术的不断涌现迫使传统行业需要不停地进行自我升级，现代设计方法是当前快速发展和广泛应用的新技术之一，其在工业、教育、娱乐等多个行业有着广泛的应用。 上海埃维汽车技术股份有限公司上海 201204 摘要：当今世界，科学技术迅猛发展，新技术的不断涌现迫使传统行业需要不停地进行自我升级，现代设计方法是当前快速发展和广泛应用的新技术之一，其在工业、教育、娱乐等多个行业有着广泛的应用。伴随着汽车工业技术的飞速发展，其对汽车设计水平提出了更高的要求，采用新技术手段来满足这个要求是我们需要深入思考的问题，而现代设计方法在汽车设计的应用为提高传统汽车设计水平提供了很好的技术手段。 关键词：现代设计方法；汽车设计；应用 1导言 汽车设计开发过程中涉及很多内容，优化设计渗透到其中的方方面面。现在汽车行业中汽车数字化产品开发过程的重要技术手段是CAE技术。通过运用CAE技术，让电脑模拟实车情况，在很大程度上节省了人力，物力，这也是这项技术在优化领域如此盛行的原因。随着社会经济的发展，人们对汽车的性能有了更高要求，更多的是追求车的动力性，安全性，燃油经济性和舒适性。文章重点针对现代设计方法在汽车设计中的应用要点内容进行了分析，以供参考。 2现代设计方法的优势 相比于以经验总结、相关的力学、数学公式为基础的传统设计方法，现代设计方法更注重产品的创新性，更加重视产品的整体功能，同时将现代设计技术和计算机网络技术作为主要的工具。这种设计方法不但可以使得设计的准确度、质量以及效率得到有效提升，而且可以将产品的安全性、经济性以及适用性进行有效结合，进而设计出更加优质以及经济成本更加低的新产品。当前，设计方法和设计技术处于不断更新发展的阶段，可以预测的是，随着现代设计方法在汽车设计中的广泛应用以及其自身的不断完善发展，会使得汽车产品出现新的突破。 现代设计方法在具体的应用过程中具有以下优势：其一，在设计性质上面向功能目标，可以将技术、经济以及社会环境等因素进行综合考虑；其二，在设计进程方面，更加重视设计过程中顺序的模式化；其三，在设计手段上，能够充分利用计算机技术进行自动运算、绘图以及数据的应用管理，进行分工协调工作；其四，在设计方式上，更加注重预测以及信号的分析和创造性之间的相互配合；其五，在设计部署方面，现代设计方法贯穿于整个设计开发的全过程；其六，在设计方法上，能够综合运用多元化的方法在各种条件下实现方案和优化目标。 3现代设计方法在汽车设计中的应用 3.1计算机辅助设计方法 现在的汽车新车车型真正投入试制之前，都会进行许多的图面检查、性能预估和结构分析，这些都是为了更好地提高车型设计的可信度。以上这些工作并不是说说而已，需要对大量的图形设计进行细节对比，还要结合汽车本身的性能、操作简易便捷性，车辆本身的承重以及减少行驶阻力进行分析，使得图形外观符合要求；装配环境研究在新形势下，汽车的装配件越来越多，产品结构越来越复杂，加上目前很多信息还不够完备，需要对不确定的信息进行模糊化处理。微粒群算法就是一种很常用的方法。微粒群算法的由来是通过鸟之间的集体协作从而达到群体之间最优的目的；新形势下的汽车追求美观的同时，更加注重产品性能的好坏，因此在设计产品时应该使其具有高可靠性、低成本的特点。如果采用新一代的计算机辅助设计，能在重点考虑汽车产品设计的创新性、随机性的同时，更加体现高可靠性，能够有效的提升产品的质量。 3.2结构模块化设计 结构模块化设计方法主要是以功能化的产品结构为基础，分解现有的产品，在分解中考虑到各个要素的可行性，从而在早期就能预测到设计中可能会出现的矛盾，提高设计的可行性和可靠性，降低产品的成本。结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。 汽车产品具有品种多、批量少的特点，其生产多采用改装设计的方式。和其它机械产品一样，改装所需的零部件应尽量满足“通用化、标准化、系列化”的要求。即使是自制的异型件，也会根据企业的生产特点自成系列。这就为采用模块化设计奠定了实际基础，如：车架设计就可以划分为标准件库（螺栓、螺母）、总成件库（支撑装置、车轴等）和构件库（直梁式纵梁），设计时根据需要调用的图库来进行总体布置。现代CAD软件也为上述模块化系统提供了实现手段，与外部数据库的接口可以实现对数据的开放型管理，内嵌开发语言可以完成图元的参数化设计，而图形化的界面可以方便用户操作。这样，工程技术人员关注的重点就可以回归到设计本身，而不是适应复杂的计算机操作。 3.3虚拟技术在汽车设计中的应用 虚拟仿真技术是当前科技发展的热门话题，在诸多方面有着广泛的应用，虚拟仿真技术是多种前沿技术交叉形成的新技术，主要包括仿真技术、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的集合交叉。虚拟仿真技术的具体应用主要包括环境模拟、状态感知、人机交互和传感设备等方面。环境模拟是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。状态感知是指理想的虚拟仿真技术应该具有具体应用所需要的感知能力，一般包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、力觉感知、运动感知等。人机交互是指用户根据计算机的模拟环境做出相应的动作，同时计算机对用户的输入做出实时响应，形成交互互动的过程。 当前，随着市场经济的更进一步发展，制造业方面也在进行不断更新和改善，传统的产品设计方法由于创新性不足、开发周期比较长、效率比较低同时成本比较高，这些方面所存在的问题已经无法适应日益激烈的市场竞争，而虚拟技术是将产品的设计开发过程转移到计算机中，利用计算机技术进行产品的设计、开发、分析等，同时可以提高设计质量、降低成本，确保产品开发的快速成型，使得企业可以更快地适应市场的变化。 众所周知，虚拟设计是一种新的设计方法，是基于计算机辅助技術和虚拟现实技术开发的。它是强调在实际生产之前，完成产品设计
第三章汽车车身设计开发技术与方法 3.1车身设计方法学 3.1.1车身设计开发要紧工作内容及流程(程序) 1）车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype) 2）造型设计 3）三维曲面和造型面设计 4）1：5或1：4 模型及1：1外模型制作或数控加工(或三维数字模型) 5）1：1内模型(或三维数字模型) 6）1：1发动机舱模型(或三维数字模型) 7）1：1地板模型(或三维数字模型) 8）测量与曲面光顺 9）白车身结构详细设计(BIW) (9.1)1：1外模型光顺后数据分块 (9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定 (9.3) 密封结构确定与密封件选择
(9.4) 确定分块线 (9.5) 与车身有关的设计硬点的确定 (9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计) (9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计) (9.8) 发动机前围板设计 (9.9) A柱下段设计 (9.10) 发动机舱与前轮包设计 (9.11) 前后灯具设计(反射面与灯具厂共同设计) (9.12) 格栅设计 (9.13) 前围板设计 (9.14) 前保险杠设计 (9.15) 地板总成设计(前中后) (9.16) 后门总成设计 (9.17) 前门总成设计 (9.18) 尾门总成设计 (9.19) 前发动机罩设计 (9.20)前风当总成设计
10）内饰、外饰设计 11）先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制，第二轮试验样车（定型车）试制 12）碰撞与结构分析及结构优化设计 13）成型过程仿真 14) 模具与工艺工装设计 如图3.1.1为车身详细设计时期面向对象的产品模型(OPM)并 行设计流程图 T21: CAD T22: DFA可装配设计 T23: CAE T24: 评审 T25: DFM 可制造设计 T26: CS 碰撞仿真 IM21: 输入产品模型，请求详细设计 OM21: 向下游预公布零部件信息 OM22: 输出 DFA结果 OM23: 输出CAE结果 OM24: 输出同意或修改概要设计建议 OM25: 输出DFM结果输出 OM26: CS结果 图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4114095559.html, 浅析现代汽车车身设计方法 作者：刘义 来源：《科技资讯》2011年第07期 摘要:针对现代汽车车身的作用及结构特点,分析了车身设计的要求与特点,并论述了基于CAX的现代汽车车身设计方法此方法在汽车设计理念、数学建模中具有快速、高效的特点。 关键词:车身设计汽车外形设计方法 中图分类号:U270 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(a)-0105-01 车身是汽车的四大总成之一,随着汽车服务领域的不断扩大和需求日益多样化、个性化车 身设计己后来居上逐渐占据主导地位。据统计,客车轿车和多数专用汽车的车身质量约占整车 质量的40%～60%;货车车身质量约占整车质量的16%～30%;而各车型车身的制造成本占整车的白分比甚至还略高于上述给出的上限值。从节能、节材等儿个方面来看,车身设计的潜力则 更大。 国内外汽车生产的实践充分说明:整车生产能力的发展取决于车身的生产能力;汽车的更新换代在很大程度上也取决于车身;在基本车型达到饱和情况下,只有依赖于车身改型或改装才能打开销的路。传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的、一般分为起步设计与技术工艺设计的两个阶段。整个过程的特点是通过实体、图纸、模型、样板等来表达信息, 需要制作个尺寸油泥模型、样车以及三次风洞试验等阶段;同时需要进行车身原始数据的保留、车身主图板和车身主模型制作。因此,进行优化车身设计改良,不仅可以节约制造物理样机所需要的时间与经费,而且能够获得较最佳的设计力案;同时能够准确快捷的确定、修改设计缺陷,逐步优化设计力案。从源头提高了产品的设计质量,大大缩短了产品的开发周期及费用。 1 车身的作用及结构特点 车身的主要作用是载运乘客或货物,相当于临时住所或流动仓库,是一个受到质量和空间限制的活动建筑物,其详细作用因车而异。就轿车车身而言其作用概括起来有以下5点:(1)实现整车功能;(2)为乘客提供舒适的乘坐环境;(3)为乘客提供安全保护;(4)减少空气阻力;(5)增强轿车的美观性。 车身的特点主要体现在车身的涉及面广、车身材料种类多、车身造型发展迅速等几个方面。车身的结构特点主要在于组成车身外形的各个零部件(即所谓的车身覆盖件)的材料薄、尺寸大、形状复杂且多为自由曲面。 2 对车身设计的要求与特点分析
武汉轻工大学 《现代设计方法》课程结业论文题目：现代设计方法在汽车设计中的应用 姓名 学号 班级 专业 院（系） 2017 年5月21 日
现代设计方法在汽车设计中的应用 宋家鹏 (武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430070) 摘要：本文在分析汽丰设计方法发展的基础上，重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。 关键词：现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD) 0 引言 现代科学技术的发展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计，一般汽车的质量和性能有60%-70%取决于汽车设计。因此，在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术，以适应现代汽车发展的要求。为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，引发了“汽车现代设计方法”的研究。 1现代设计和传统设计的比较 传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。而现代设计方法则是强调创造性，在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机设计为工具的系统设计。这种设计不但可以大大提高设计的质量、精度和效率，而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来，从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前，设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见，新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。 2现代设计法的主要内容 现代设计法是在总结传统设计的经验与教训、吸收国外各设计流派的先进内容的基础上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,具体形成以下十一论: 功能论:现代设计法的宗旨。是保证设计要求功能实现的方法论。 突变论:现代设计法的基石。是设计创新的基础,如创造性设计。 系统论:现代设计工作的前提。进行系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。 信息论:现代设计的依据。进行信号处理,如信息分析法、技术预测法等。 对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等。 优化论:现代设计的目标。如优化设计等。 智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。 离散论:现代设计的细解。连续体离散求数值解,如有限元和边界元方法。 控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。 模糊论:现代设计的发展。模糊性定量描述,如模糊综合评判和决策等。 艺术论:现代设计的美感。如造型设计等。
2.3、汽车造型技术与方法 2.3.1 汽车造型必需遵循的法则 (1) 汽车用户需求 用户就是上帝一直是各行各业服务的宗旨。同时不同民族具有其独特的文化背景。英国人比较保守、怀旧，法国人浪漫、幽雅，德国人稳重、敬业，意大利人热情、奔放。中国人喜欢传统与创新的结合.因此不同国家的汽车品牌具有自己的特色。此外，汽车车身的发展经历了几个时代的变迁。从粗糙的“马车”到火柴盒般的箱形汽车，再到很卡通的甲壳虫汽车，还有船型、鱼型、楔型，汽车的身材越来越好看，线条越来越代美。这就说明汽车造型和汽车设计必需满足用户的需求和民族文化。 (2) 法规需求 为保证汽车的安全形式和实用，各国汽车组织和政府颁布相关法规规定汽车的设计强制性标准、实用功能，确保汽车能满足各种形势下的需要。通常相关法规有汽车安全法规、汽车排放、汽车报废、质量认证和强制性检验法规等。与造型有关的是视野,前后保险杠,灯具,牌照尺寸和碰撞安全性等 (3) 技术进步 过去(1990年前)，新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年，1995年后,尤其现在运用了计算机，仅需要二年或更少的时间。这就说明了现代新技术的进步是汽车设计的有力支持和强劲的手段。CAD/CAE/CAM/PDM 软件的出现和使用使汽车的造型和设计进入一个新的历史时期。汽车设计手段不仅更加快捷和方便，也使原来不可能的设计方法成为可能。虚拟现实的设计技术模拟汽车的视觉效果以及汽车的操纵环境，大大降低了汽车设计过程中试制的费用，同时提高了汽车的设计质量和水平。CAD曲面光顺软件使汽车曲面质量有了质的提高,达到了A级曲面水平. 由于技术进步,造型设计可以通过数字化曲面构造,然后数控加工模型,在数控模型上少量修改便定型是未来汽车开发的主要形式,因为可以大大缩短开发时间,和提高开发质量. 2.3.2 汽车造型设计方法与步骤 (1) 造型设计内容与流程 造型设计的主要工作内容如表2.3.1所示
现代汽车设计方法概论 计算机学院 张洋 10061089 2012年4月23日
一、汽车概述 1、汽车工业的发展 汽车诞生于德国、成长于法国、成熟于美国、发展于欧洲、挑战于日本。 1886年德国人奔茨和戴姆勒发明了汽车后，在欧洲出现了一些生产汽车的公司。最早成立的汽车公司有德国的奔驰公司、戴母勒公司、法国的标致公司、雷诺公司、英国的奥斯汀公司、意大利的菲亚特公司等，欧洲是汽车工业的摇篮。德国人发明了汽车，而促进汽车发展的是法国人。 1891年法国人阿尔芒?标致对汽车结构进行了重新设计：发动机前置，后轮驱动，脱离了马车式的设计思路，奠定了传动系的基本构造，汽车制造也从德国移向了法国。但手工生产，追求豪华，成本高，限制了汽车工业的发展。 ●第一次变革（成熟于美国） 1903年，亨利?福特汽车公司成立。1908年推出了大众化的T型车，使家庭轿车的梦想成为现实，在长达20年的T型车生产期间，T型车被称为“运载整个世界”的工具。 1913年福特汽车公司在汽车城底特律市建成了世界上第一条汽车装配流水线，使T 型车成为大批量生产的开端，1915年，福特汽车公司的产量占美国各公司总产量的70％，而德、英、法等欧洲各国的汽车总产量也不过是美国汽车产量的5％。 1908年美国通用汽车公司成立。由于亨利?福特不注重T型车的改进，使其显得单调、简陋。1927年带有豪华饰件的通用公司的雪佛兰型汽车赢得了人们的普遍欢迎，击败了独霸世界汽车市场20年的福特T型汽车，使其最终退出了汽车舞台。 ●第二次变革（发展于欧洲） 欧洲人不甘心美国汽车一统天下，但又无法在规模和价格上与美国竞争，因此，采用了： 1、品种多样化 利用自己的技术优势，针对美国车型单一、体积庞大、油耗高等弱点开发了多姿多彩的新产品，如发动机前置前驱动，发动机后置后驱动，承载式车身，微型节油车等，尽量适应不同的道路条件、个人爱好等要求，与美国汽车公司抗衡。
现代设计方法在汽车设计中的运用 1关于现代设计方法含义的简要阐述 据实践调查发现，与以往传统设计方法相较来说，现代设计方法具备鲜明层次特点。例如：以往传统汽车设计只能通过数学理论和动力系数获得最终设计方案，而现代设计方法可借助最先进电子设备, 准确找出设计期间存在的问题，进而利用计算机软件将其有效解决。随着社会经济的不断发展，越来越多先进电子设备开始应用到汽车设计中，通过对变速器和发动机的精准管控，不仅能极大简化汽车设计难度，还能尽可能在最短时间内提出一个相对完善设计方案［2］。经过反复实践CAD软件应用己逐渐趋于成熟化，拥有较多数据库，如汽车设计零件，甚至是较健全系统，在汽车设计过程中可根据自身实际需求选择恰当零件，借此极大缩短汽车设计时间。由此可知，将现代设计方法应用到汽车设计中不仅能缩短设计期限，提高汽车设计工作效率，确保设计具备适应性和经济性优势，还能确保设计完成的汽车更加满足汽车市场需求，推动我国汽车行业朝更好方向前进。 2现代设计方法在汽车设计中的具体应用 1）人机工程应用。通常可将该方面内容分为两点进行阐述。第一，汽车座持设计。在进行汽车造型设计时出现频率最高的便是座椅近似弧而设计形式，往往该种设计可对人体起到良好支撐作用，尤其是身体两侧和大腿部分。人体头部则可保证颈椎呈现自然放置状态, 避免因长时间停留对颈椎带来不利威胁。汽车结构设计期间应确保满足以下原则：①汽车座椅尺寸大小应根据人体尺寸严格把握，主要将舒适性放在首位；
②汽车座椅应具备调节功能，便于满足不同类型人乘坐需求；③根据座椅分布不均匀原则，可在座椅设计时重点考虑到人体背部和腰部支撑科学性。同时汽车座椅设计时还要保证位置和形状充分满足两个支撑点要求，其中一个支撐点设置在距离人体第4~5胸椎高度上，通常为肩靠，而第二个支撐点则需设置在腰部位置，通常为腰靠。其中肩靠设计可很好缓解乘坐人的颈椎压力，腰靠则能保证人体在正确坐姿情况下腰部曲线不发生任何变形情况，并且汽车座椅的采购选择还应尽可能具备无DU、耐用及阻燃等优势，因座椅材料是汽车的主要减震元件，所以为确保乘坐人员感受到舒适性应选择适宜靠背或是坐垫，进而为汽车操作舒适性提供良好保证，可为驾驶人员提供广阔视野范围。另外还应为汽车脚踏板等操作元件提供充足操作范围，进而便于更好满足其提出的便利性要求［2］。第二, 汽车设计过程中，方向盘大多都为圆盘形状，很符合人们的常规性使用习惯，直径大小在19mm?27mm之间，并且圆形盘还具备结构简单，工艺性能较佳及适应性较强等特点。同时方向盘上还包括众多使用功能，如车载电话、音响控制等，不仅能使驾驶人员在手不离开方向盘基础上顺利完成驾驶任务，还能避免因驾驶分心出现安全事故隐患。可能对汽车设计方向盘设置产生影响的三大要素如下：①汽车坐垫表面和方向盘之间的最短距离；②汽车方向盘最边缘位置到人体中心的最短距离；③方向盘最下边缘到人体大腿中心和汽车座椅靠背的最短距离等。2）虚拟技术应用。虚拟技术主要是指在进行汽车产品设计时, 确保整个 设计流程都能以计算机虚拟形式展现出来，进而能在计算机设备上实现 产品设计工作。例如：借助计算机技术可将汽车外观、形状及颜色等设 计完成，随后再利用计算机模拟手段选择合理汽车零件和设施设备，最
NANCHANG UNIVERSITY 2015-2016第一学期 课程名称：现代设计方法 教师：毛志伟副教授 学院：机电工程学院 班级：材料加工工程2015级姓名：徐涛 学号：405906315025
现代设计方法与工程设计 摘要：工程设计是人类有目的的智力劳动之一,为具体的生产实践服务。理论与实现方法的先进程度直接决定了设计方法的应用与发展。在对工程设计发展历程进行必要阐述的基础上，系统论述了快速响应设计与并行设计的特点及关健技术;特别是该类方法所体现的先进性,代表了现代设计方法的发展趁势。 关键词：现代设计方法；发展趋势，特点 Modern design method and engineering design Abstract:Engineering design is one of the purpose of human intelligence, for the specific production practice service. The theory and realization method of the advanced level directly determines the design method's application and development. In the course of development of engineering design describes the necessary foundation, this paper discusses the design and concurrent design characteristics and key techniques of quick response, especially embodied in this method is advanced, which represents the trend of modern design method. Keyword:Modern design method;development trend;characteristic
23 汽车造型设计技术与方法 2.3.1 汽车造型必需遵循的法则 (1) 汽车用户需求 用户就是上帝一直是各行各业服务的宗旨。同时不同民族具有其独特的文化背景。英国人比较保守、怀旧，法国人浪漫、幽雅，德国人稳重、敬业，意大利人热情、奔放。中国人喜欢传统与创新的结合.因此不同国家的汽车品牌具有自己的特色。此外，汽车车身的发展经历了几个时代的变迁。从粗糙的“马车”到火柴盒般的箱形汽车，再到很卡通的甲壳虫汽车，还有船型、鱼型、楔型，汽车的身材越来越好看，线条越来越代美。这就说明汽车造型和汽车设计必需满足用户的需求和民族文化。 (2) 法规需求 为保证汽车的安全形式和实用，各国汽车组织和政府颁布相关法规规定汽车的设计强制性标准、实用功能，确保汽车能满足各种形势下的需要。通常相关法规有汽车安全法规、汽车排放、汽车报废、质量认证和强制性检验法规等。与造型有关的是视野,前后保险杠,灯具,牌照尺寸和碰撞安全性等 (3) 技术进步 过去(1990年前)，新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年，1995年后,尤其现在运用了计算机，仅需要二年或更少的时间。这就说明了现代新技术的进步是汽车设计的有力支持和强劲的手段。CAD/CAE/CAM/PDM 软件的出现和使用使汽车的造型和设计进入一个新的历史时期。汽车设计手段不仅更加快捷和方便，也使原来不可能的设计方法成为可能。虚拟现实的设计技术模拟汽车的视觉效果以及汽车的操纵环境，大大降低了汽车设计过程中试制的费用，同时提高了汽车的设计质量和水平。CAD曲面光顺软件使汽车曲面质量有了质的提高,达到了A级曲面水平. 由于技术进步,造型设计可以通过数字化曲面构造,然后数控加工模型,在数控模型上少量修改便定型是未来汽车开发的主要形式,因为可以大大缩短开发时间,和提高开发质量. 2.3.2 汽车造型设计方法与步骤 (1) 造型设计内容与流程 造型设计的主要工作内容如表2.3.1所示
现代汽车整车制造四大工艺过程 一、工艺基础—概念 1、工艺 即加工产品的方法(手段、过程)。是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工,改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。 2、工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺规定（文件）。 3、工艺文件 指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。是企业组织生产、计划生产和进行核算的重要技术参数。 4、工艺参数 为达到加工产品预期的技术指标，工艺过程中选用和控制的有关量，如电流、电极压力压等。 5、工艺装备 产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。 6、工艺卡片(或作业指导书) 按产品的零、的某一工艺阶段编制的一种工艺文件。他以工序为单元,详细说明产品(或零、部件)在某一工艺阶段的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备。包括冲压工艺卡片、焊接工艺卡片、油漆工艺卡片、装配工序卡片。 7、物料清单（BOM）
用数据格式来描述产品结构的文件。 8、外协件明细表 填写产品中所有外协件的图号、名称和加工内容等的一种工艺文件。 9、外购工具明细表 填写产品在生产过程中所需购买的全部刀具、量具等的名称、规格与精度等的一种工艺文件。 10、材料消耗工艺定额明细表 填写产品每个零件在制造过程所需消耗的各种材料的名称、牌号、规格、重量等的一种工艺文件。 11、材料消耗工艺定额汇总表 将“材料消耗工艺定额明细表”中的各种材料按单台产品汇总填列的一种工艺文件。 12零部件转移卡 填写各装配工序零、部件图号（代号）名称规格等的一种工艺。 二、工艺基础—管理 1、工艺管理内容包括： 产品工艺工作程序、产品结构工艺性审查的方式和程序、工艺方案设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件标准化审查、工艺文件的修改、工艺验证、生产现场工艺管理、工艺纪律管理、工艺标准化、工艺装备编号方法、工艺装备设计与验证管理程序、工装的使用与维护、工艺规程格式、管理用工艺文件格式、专用工艺装备设计图样及设计文件格式。 2、工艺设计过程
现代机械设计方法的分类 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。现代设计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化。 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的 ,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托 ,以多种科学方法及技术为 手段 ,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。现代设 计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计一、并行设计并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造过程和相关的支持过程） 进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类：（I）基于人 员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体（企业）协同起来。丰田的产品开发过程有四个主要内容：一个产生主要 设计的概念论文的规划阶段 , 同步设计的系统设计阶段 , 一个具有设计标准的详细设计阶段一个精益生产的样机模具阶段。广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售协调从概念到市场完整的项目 ,概念创造以及概念支持者,规格、成本目标、设计以及主要 部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ,直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ,建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。前端设计设计环节与供应商实现设计的集成多部门协调研发以客户为中心降低批量规模 （2）基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于 计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造（DFM）和面向装配（DFA）的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有关的信息技术。当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例： 并行工程应用于整车项目开发案例研究在组织机构上，建立一支跨部门矩阵式的开发团队，团队全体成员共同对团队的目的和目标负责，每一个成员都能理解其职责。它确定团队活动的焦点，包括服务和产品。全体成员相互依赖，在协同环境中工作，实施信息预发布、设计评审及反馈，定期组织团队会议，进行信息交流、讨论，进行团队决策，确保团队计划向前推进。结构上可将开发团队划分成若干小组（IPT）。并行工程所需的体系结构通常 由工程设计、质量管理、过程管理、软件环境和生产制造等 5 个系统组成（见图 1）。一 般地，汽车整车产品开发共有 4 个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。并行工程在实施过程中对设计进度和质量控制都可分多级并行循环体，对开发进行协同、配合、反馈和修改的循环工作。设计部门与技术支持、工艺、质量、制造、销售、计算机仿真和供应商等部门形成一个大的循环体，各部门内部又有各专业小组之间的小循环体，根据需求不同可建立不同的循环体（见图 2）。 1. 在整车项目开发周期管理中的作用 图 3 所示为整车开发过程的大计划，纵向列出全部工作内容，横向列出整体开发的时间，在
汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较 姓名：XXX 学院:机械与汽车工程学院专业：车辆工程学号: XXX 摘要：汽车零部件的设计方法，可以从不同的角度做出分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为传统设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。文中对传统设计方法与现代设计方法的特点、二者的关系进行了详细的说明。 1 前言 在近百年中，汽车零部件设计技术经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的现代设计阶段。20世纪60年代中期，在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD，Computer Aided Design)等新方法，使设计逐步实现半自动化和自动化。 经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。 随着测试技术的发展与完善，在机械设计过程中引进新的测试技术，和各种专用的试验设备，进行科学实验，从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法，对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究，这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用，使机械设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。 汽车零部件的设计方法，可以从不同的角度做出分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为常规的设计方法即传统的设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。本文将两者进行比较。 2 汽车零部件设计的发展历程 （1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中
汽车设计 目录 前言 1、轿车车身 2、轿车造型与空气动力学 3、导流板与扰流板 5、汽车档风玻璃 6、汽车档风玻璃2 8、现代汽车的造型设计 9、轿车车身上的三大立柱车身外型设计的两对矛盾汽车风阻的五个组成部分汽车外形的演变 车身要紧构件 轿车的面漆 汽车的噪声 轿车的降噪措施 汽车的色彩 汽车内饰件的材料
内饰件与模块化 汽车木质内饰件 电动玻璃升降器 电动座椅 现代轿车座椅的要求 车顶盖 轿车的门 车用塑料燃油箱 轿车的仪表板总成 轿车的前照灯 以后的轿车大灯 汽车内的雨刮器 现代轿车音响 氙灯——一种新型的前大灯人机工程学与汽车设计 现代轿车设计概况 “优化设计”与轿车产品 材料疲劳——汽车安全的大敌塑料在汽车内的应用
镁合金在汽车内的应用车用材料的新进展 汽车铝质材料 纳米技术和汽车 车用钢板 新型车身材料 绿色浪潮与汽车 汽车信息化 网络汽车 蓝牙技术与汽车 汽车移动影院与信息化Wi-Fi与汽车 车载燃料电池 混合动力汽车 汽车保险杠 安全气囊 轿车内的安全带
前言 ....汽车作为一种商品，首先向人们展示的确实是它的外型，外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。在全球各大汽车企业中，汽车造型工作差不多上由公司的最高层直接领导。因此除了汽车公司自己的设计队伍，还有一些独立的、专业的汽车设计公司，如闻名意大利设计大师乔治亚罗的设计公司[ www.italdesign.it]、意大利博通设计室[ www.bertone.it] 等等。 ....好，先让我们看一下什么是汽车造型设计？ ....汽车造型设计是依照汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。 ....汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计尽管是车身设计的最初步骤，是整车设计最初时期的一项综合构思，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。 ....汽车造型设计需要你掌握哪些知识？ ....汽车造型要紧涉及科学和艺术两大方面。设计师需要明白得车身结
现代设计方法
现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 1.并行设计 2.虚拟设计 3.绿色设计 4.可靠性设计 5.智能优化设计 6.计算机辅助设计 7.动态设计 8.模块化设计 9.计算机仿真设计10.人机学设计11.摩擦学设计12.疲劳设计13.反求设计 14.无障碍设计15.共用性设计 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品
质量。 并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类:基于人员协同和集成的并行化。基于信息、知识协同和集成的并行化。 并行工程应用于整车项目开发案例研究 一般地，汽车整车产品开发共有4个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。 以模、夹具的开发为例，运用并行工程，其与车身工程设计几乎同时进行，从整个计划第4个月开始介入，在整个开发周期的第22个月完成。而运用串行工程，其在车身工程设计完成后进行，从整个计划第15个月才介入，在整个开发周期的第34个月才完成。运用并行工程开发时间上节约近36%，整个产品开发周期可以缩短40%～50%。 设计部门不断预发布、评审、输出，相关部门评审、验证意见和建议不断反馈，然后设计不断更改，通过预发布和设计评审、修改若干个循环，这样可以把不必要的失误和不足消灭在设计阶段，同时优化设计。在各系统设计输出评审的时
摘要：本文主要介绍了在CATIA 软件环境中，汽车底盘系统开发的设计流程以及电子样机DMU（Digital Mockup）与关联设计集成的应用方法。 关键词：设计流程集成设计DMU 引言 为了缩短产品的设计及生产周期，提高产品的市场竞争力，取得好的经济效益，国内许多的汽车公司在产品的设计上都使用了多种的三维软件系统。但多种系统并存会带来设计管理与数据交流方面的诸多问题，那么，哪一个系统是最适合汽车设计？如何评估和确定？如何更深入的进行设计水平提升的探索？东风汽车股份公司通过项目实施的方式在这方面做了很多的探索。 东风汽车股份有限公司商品研发院最早于1998 年在车身设计开发上引用CAITA，2005 年开始应用在PICK-UP 及SUV 整车的设计开发上。特别是在整车底盘的设计开发中，将很多成熟的设计经验与CATIA 软件使用结合到一起，总结出在CATIA 软件中，汽车底盘系统开发的设计流程以及电子样机DMU（Digital Mockup）与关联设计集成的应用方法。这些方法的使用，提高了设计水平与质量，明显的缩短了变形产品的设计开发周期。充分的显示出CATIA 在高级应用方面的优势之处。 1 汽车底盘开发设计流程 使用CATIA 软件进行汽车底盘设计开发的核心是基于骨架模型与DMU 集成的 TOP-DOWN 设计方法。自上而下（Top Down Design process）设计是与常规Bottom Up 设计相对应的一种设计方式，此设计方法的中心思路是先整体规划，后细节设计。即在产品整体设计的初期，就定位于整个装配系统的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。 这种方法是从装配构成的最顶层开始，在一个骨架模型零件中来考虑和表达整个装配的各个部件的相互位置关系、作用和实现的功能等，集中捕捉产品的设计意图，自上而下的传递设计信息，从而更加有目的地进行后续的设计。骨架模型就是产品设计信息的载体，这个骨架模型的建立需要考虑到不同零件之间的参数关系与驱动关系，这些信息会用来作为后期详细模型设计的基础。由于在骨架模型设计阶段就考虑到了整体装配的相互关联信息，所以，很多设计上的缺陷与问题可以在整个设计的早期阶段得到及时发现和更正。设计后期发现的问题也可以通过修改骨架模型来实现后续相应零部件的自动更改工作。 这种设计思想现在有些汽车设计公司已得到广泛的使用，但是我们只提到了基于骨架模型的关联设计，而我们忽视了骨架模型的另外一个很重要的作用，即作为运动仿真，定义运动机构的一个基础模型。它的作用贯穿于整个汽车底盘的始终。