汽车现代设计理论及研究
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现代汽车的设计方法现代汽车的设计方法是一个复杂而综合性的过程,它涉及到多个方面,包括外观设计、车身结构设计、动力系统设计、内饰设计、人机工程学设计等等。
现代汽车的设计方法主要可分为以下几个步骤:1. 市场调研:在设计一款新车型之前,汽车设计师需要进行市场调研,了解消费者的需求和喜好。
这样可以使设计师更好地把握市场需求和潮流趋势,确保设计的产品能够满足消费者的需求。
2. 概念设计:在进行市场调研后,设计师会进行概念设计,包括外观造型、车身结构、车辆比例等。
概念设计是一个创意过程,设计师需要将市场需求和自己的创意相结合,形成独特而富有吸引力的设计方案。
3. 造型设计:在概念设计确定后,设计师会进行具体的造型设计。
这一过程涉及到外观线条的塑造、曲线的修饰、细节的雕琢等。
设计师需要运用各种设计软件和工具,如CAD、CAM等,来实现设计图纸的绘制和模型的制作。
4. 工程设计:在完成造型设计后,设计师需要进行工程设计,包括车身结构设计、动力系统设计、底盘设计等。
这一步骤需要考虑到安全性、可靠性、乘坐舒适性等方面的要求。
设计师需要与工程师紧密合作,确保设计方案的可行性。
5. 内饰设计:在设计过程中,内饰设计也是非常重要的一环。
内饰设计需要考虑到人机工程学、乘坐舒适性、功能性等方面的要求。
设计师需要和工程师、人机工程学专家等密切合作,确保内饰设计与整车设计相协调。
6. 原型制作:在设计方案确定后,设计师会制作原型车或3D打印模型。
通过原型的制作,设计师可以更好地了解设计方案的实际效果,并进行调整和改进。
原型制作是设计过程中的一个关键环节。
7. 试制和测试:在原型制作完成后,设计师会进行试制和测试。
这一步骤涉及到车辆性能测试、安全性测试等,以确保设计方案的可靠性和安全性。
8. 生产准备:在设计方案得到验证和完善后,设计师需要进行生产准备。
这一步骤涉及到工艺设计、生产工艺准备、供应链管理等。
设计师需要和工程师、生产经理等密切合作,确保设计方案能够顺利投入生产。
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。
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计现代汽车造型分析与设计周超 潘铎上汽大众汽车有限公司 上海市 201805摘 要: 随着人们的日益增长的物质需求与汽车业的蓬勃发展,汽车造型设计越来越受到人们的关注。
汽车造型的设计可以体现其内在的情怀与深远意义,为汽车品牌争取到更多客户,优秀的汽车造型也可以引起顾客的情感共鸣。
本文基于现有的一些现代汽车造型进行多方面的分析,对其进行归纳总结,从而为汽车制造提供设计的灵感。
关键词:汽车造型 造型设计 设计艺术近些年随着国内居民的消费能力的提升,顾客越来越重视汽车造型相关设计。
虽然我国相比于国外在现代汽车造型设计方面开始的更晚,但目前汽车造型设计正在快速发展,汽车销售市场涌现出越来越多造型各异的车型。
汽车具有优雅流畅的线条更容易获得顾客的青睐,汽车造型也作为汽车的一种价值属性被赋予文化和品味标签。
所以探究现代汽车何种造型具有艺术美感,能够打动顾客的造型设计有哪些,这具有重大研究意义。
1 汽车造型的演变汽车造型设计过程中,需要考虑的是机械与人机工程学、空气动力学等要素。
机械工程学主要是考虑汽车造型中涉及的机械传动、气液压、机械制造等,体现在汽车材料、生产工艺方面。
人机工程学则主要考量客户心理、生理及人体测绘等,体现人对汽车的身体与心理需求方面,进而对其进行评估活动。
空气动力学则主要考量汽车运行中的平稳性、操作感、气动噪声等。
这些要素综合起来形成了汽车造型设计相关基础理论,作为汽车设计更符合时代需要的初步指导。
汽车造型经过了马车形、箱形、流线型、船形、鱼形、楔形等历史演化过程。
在当今新时期,对于汽车造型已不满足于只考虑其中一种要素,而是三种要素同步开展研究,综合纳入设计考量[1]。
这样才能既满足于汽车功能的更好实现,同时被大众审美所接受,造出更接近于理想的现代汽车造型。
2 现代汽车造型设计要点2.1 统一、变化在汽车造型设计中,变化与统一指其在基于多种要素基础上,采取既能表现规律性又内含一定变化的组合结构,使得多种要素之间对立与统一达到一个平衡,使其设计中体现可变而不乱,统而不僵的艺术水平。
汽车设计中的人性化理念研究在汽车行业,设计是至关重要的一环。
好的设计可以为汽车增加一份美感、让驾驶更为舒适、提高安全性,而人性化理念的使用则能够达到更高的品质和用户体验。
一、人性化理念的应用人性化理念最初被应用于家具设计中,然而,在发展到现代汽车设计领域后,这一理念得到了广泛应用。
随着人们对汽车的需求不断升级,汽车品牌不断探索人性化设计的各个领域。
例如,在发动机的排出口处,汽车设计师加装了环保塑料罩,不仅保护了环境,也保障了车内乘客的身体健康; 车门锁也有了一系列的设计;行驶中,各种驾驶辅助装置也使驾乘体验更为人性化。
二、人性化设计带来的好处人性化设计的好处主要有以下几个方面:1.提升用户体验通过人性化设计,汽车生产商能够提高用户的体验和满意度,使用户对汽车品牌信任度大大提升,从而更加愿意为品牌消费。
2.提高安全性人性化设计不仅仅只是为了方便人们的使用,也为了提高汽车的安全性。
例如,在行驶中,很多时候原本需要人类去判断的行驶路线和抉择,会因为车辆智能驾驶系统而选择更为安全、稳定的方式。
3.降低维护成本通过人性化设计,汽车生产商可以更好地在汽车的日常使用过程中预见并避免高额的维修成本。
例如,对汽车后备箱的空间、操作方式、配备硬件等进行人性化考虑,就可以避免车主在行李存放、取出中出现各种困难。
三、人性化设计的挑战要实现人性化设计,首先要充分了解拟设计目标用户的需求和使用场景,需要进行大量的调研分析。
但目前,汽车的用户群体众多,各有所好,很难把所有用户的需求都考虑到,也存在交通设施、城市规划、交通管理法规等因素的限制。
此外,有时候人性化的设计可能也会对车辆的性能和车身结构产生限制。
四、未来的展望随着科技的发展,越来越多的科技将会被应用在汽车设计上,例如人脸识别、智慧化的车辆操作系统等等,从而更好地实现对人性化设计的实施。
此外,近年来,更多汽车品牌已经加入到人性化设计的行列,对于消费者来说,他们在选择汽车的时候不仅仅只是看汽车的品牌和功能,也更加考虑车辆的人性化设计体验。
汽车的设计理念汽车的设计理念是指在车辆设计过程中所体现的思想、理念和原则,主要目的是为了满足消费者的需求和提升驾驶体验。
在现代汽车设计中,有以下几个主要的设计理念:1. 安全性:安全性是汽车设计中最重要的设计理念之一。
设计师在车身结构、碰撞保护、制动系统、气囊等方面进行精心设计,以最大程度保护乘车人员的生命安全。
此外,防翻滚、防溜底、防盗等安全设计也成为现代汽车设计的重要组成部分。
2. 环保性:随着全球对环境问题的重视,汽车的环保性设计也变得日益重要。
现代汽车设计已经开始采用可再生能源、电动化技术、节能减排等环保概念,以减少对环境的影响。
同时,减少车身重量、降低风阻等设计也有助于提高汽车的燃油经济性。
3. 合理性:合理性是指车辆的布局、功能和空间利用的合理性。
汽车设计师需要在满足乘车人员的基本需求的同时,兼顾车辆的舒适性、可用性和操作便利性。
合理的车内布局、人机工程学设计以及舒适座椅、空调、音响等配置的选择,都是为了提供更好的用户体验。
4. 创新性:创新性是现代汽车设计的重要设计理念之一。
汽车设计师需要不断创新和突破传统设计的界限,提供与众不同的汽车外观和内饰。
通过采用新的材料、照明技术、智能互联等创新技术,设计师们试图给用户带来全新的驾驶和使用感受。
5. 个性化:由于汽车已经成为一个人们生活中不可或缺的一部分,个性化设计成为了现代汽车设计的重要指导原则之一。
汽车设计师们通过不同的外观造型、颜色和配置,满足用户追求独特和个性的需求。
例如,一些汽车品牌提供个性化的外观装饰套件,允许车主进行个性化定制。
综上所述,汽车的设计理念主要体现在安全性、环保性、合理性、创新性和个性化等方面。
这些设计理念的追求,旨在提供更安全、更环保、更舒适、更富有创新和个性化的汽车产品,以满足消费者的需求和提升用户体验。
汽车毕业设计论文(一)引言概述:本文旨在探讨汽车毕业设计的相关内容,通过对汽车设计的研究和分析,为毕业设计项目提供指导和建议。
本文将从汽车设计的背景和意义、设计要素、设计方法、实践经验和创新趋势等五个大点进行阐述。
正文内容:1. 汽车设计的背景和意义- 汽车设计在现代社会中的重要性- 汽车设计对于提升驾驶体验的影响- 汽车设计对于节能环保的意义2. 汽车设计的要素- 外观设计:包括车身形态、车窗设计、车灯设计等- 内部空间设计:车厢布局、人机工程学考虑等- 功能设计:操控系统、安全系统设计等- 材料选择:轻量化材料的应用、材料的可持续性等- 车辆性能设计:动力系统、悬挂系统等3. 汽车设计的方法- 设计流程:包括需求概念化、初步设计、详细设计等- 三维造型技术的应用:CAD软件的使用、虚拟样车的设计和评估等- 人机工程学方法的应用:人体工学分析、人机界面设计等- 实用性与美观性的平衡:如何在保证功能的前提下提高汽车的外观吸引力等4. 汽车设计的实践经验- 汽车设计案例分析:对一些成功的汽车设计进行评估和总结- 用户体验研究:通过调查和用户反馈来改进汽车设计- 汽车原型制作:通过制作和测试汽车原型来优化和改善设计- 汽车安全评估:对汽车设计的安全性进行评估和验证5. 汽车设计的创新趋势- 新能源汽车设计:电动汽车、混合动力汽车的设计和研发 - 智能汽车设计:无人驾驶技术、车载信息娱乐系统等- 可持续发展设计:环境友好材料的应用、绿色制造等总结:通过对汽车毕业设计的阐述,我们可以看到汽车设计在现代社会中的重要性和影响力。
了解汽车设计的背景和意义,掌握汽车设计的要素、方法和实践经验,以及关注汽车设计的创新趋势,将有助于毕业设计项目的成功实施。
不断学习和关注汽车设计的最新动态,将有助于毕业生在汽车设计领域取得更好的成就。
现代汽车设计方法期末论文1题目的引入近年来在许多国家的汽车内采纳了一种由单片或2—3片变厚度断面的弹簧片构成的少片变截面钢板弹簧,其弹簧片的断面尺寸沿长度方向是变化的,片宽保持不变。
这种少片变截面钢板弹簧克服了多片钢板弹簧质量大,性能差〔由于片间摩擦的存在,阻碍了汽车的行驶平顺性〕的缺点。
据统计,在两种弹簧寿命相等的情形下,少片变截面钢板弹簧可减少质量40% ~ 50%。
因此,这种弹簧对实现车辆的轻量化,节约能源和合金弹簧钢材大为有利。
目前我国生产的中、轻型载货汽车的钢板弹簧悬架差不多上都采纳了少片变截面钢板弹簧。
正是由于汽车轻量化需求,在国内外汽车设计中,逐步采纳少片变截面板簧取代多片等截面板簧。
少片变截面板簧制造方便,结构简单,节约材料,能够进一步提高板簧的单位储能量。
簧片应力分布平均,可充分利用材料,大大减少片间摩擦,减轻簧片磨损,提高板簧寿命,降低板簧动刚度,从而改善车辆的行驶平顺性同时对提高汽车动力性、经济性与稳固性也极有利。
为满足汽车轻量化需求,在国内外汽车设计中,逐步采纳少片变截面板簧取代多片等截面板簧。
现在汽车内采纳的变厚截面弹簧要紧有两种型式。
即叶片宽度不变与宽度向两端变宽的弹簧。
那个地点选取叶片宽度不变的板簧利用MATLAB软件对截面尺寸进行优化设计。
2进行需求分析并建立数学模型2.1.设计变量关于梯形变厚断面弹簧〔图1〕,其设计参数包括长度、、,厚度尺度h、h,叶片宽度b及叶片数n。
图1梯形变厚断面弹簧截面简图h——端部等厚部分厚度h——中部等厚部分厚度——端部等厚长度 ——中部等厚长度之半——弹簧总长之半 P ——端部载荷一样取决于弹簧在汽车内的装夹情形,因此是预先确定的,即为常数;宽度b取决于整车布置和弹簧扁钢的尺寸规格,在弹簧设计之前能够选定一个适当值;叶片数n 一样小于或等于4,在优化设计过程中,能够将其作为常数。
因此,优化少片簧结构参数时,其设计变量共有4个,即1122314x h x h x x l x l ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦并作为连续变量来考虑。
模态分析应用的分类:
(1)模态分析在结构性能评价中的应用
(2)模态分析在结构动态设计中的应用
(3)模态分析在结构损伤诊断和状态监测中的应用
(4)模态分析在声音控制中的应用
2) 频响函数
若系统作用简谐激励,,F为激励(幅)值,ω为激励频率,则x经
过短时间的过渡过程之后,将变为稳定的简谐振动响应: ,x为稳态位移响应幅值。
代人微分方程式,可得
在简谐激励下,定义系统位移频响函数为稳态位移响应。
与激励幅值之比,用H(ω)表
示,即
同理,可导出速度频响函数H v(ω)、加速度频响函数H A(ω),即
位移频响函数、速度频响函数和加速度频响函数统称为频响函数,通常提到的频响函数
即指位移频响函数。
频响函数与m、k、c有关,它反映系统的固有特性,是以激励频率ω
为参变量的非参数模型。
若系统受任意激励作用,频响雨数定义为系统的稳态响应与激励的傅氏变换之比,即
频响函数的倒数称为阻抗,位移阻抗Z(ω)、速度阻抗Zv(ω)和加速度阻抗ZA(ω)分
别表示产生单位位移响应、速度响应和加速度响应所需提供的激振力,三种阻抗定义如下:
三种频响函数和阻抗的定义如下表所示
3) 脉冲响应函数
振动系统在单位脉冲力作用下的自由响应称为单位脉冲响应函数,简称脉冲响应函数。
所谓单位脉冲力,是指冲量为1、作用时间无限短的瞬时力。
用δ函数可描述单位脉冲力,即
对于单自由度系统,质点在受单位脉冲力后获得的动量,设初始状态t=0受单位脉冲力,则自由振动的初始条件为
得到系统自由振动响应,即脉冲响应函数
脉冲响应函数与频响函数是一傅氏变换对,即。
脉冲响应函数与频响函数一样能反映振动系统动态特性。
频响函数在频域内描述系统固有特性,而脉冲响应函数在时域内描述系统固有特性。
因此,频响函数与脉冲响应函数均构成系统的非参数模型,是系统识别的基础。
汽车的操纵稳定性是指汽车的可控性能,表现在转弯行驶时跟踪车道的稳定性,改变行驶车道时的灵敏性,直线行驶时的方向保持性,制动时的方向稳定性,以及泊车时的灵敏性和轻便性。
操纵稳定性与整车的质量分布,前后悬架结构、弹性及阻尼参数,轮胎结构及转向系统形式及布置,以及制动系统的设计参数有密切关系。
应用多体系统动力学分析软件(MBS)建立整车模型,计算不同使用工况下的系统响应特性评价指标,并应用多目标参数优化方法,确定各自系统优化设计参数,是动力学计算仿真的主要内容。
国际通用的软件为ADAMS及CarSim。
设计一汽车部件的轴,该轴同时受到弯扭联合作用,其弯矩为M=1.6×105±40×103N·m,转矩为T=1.25×105±3500N·m,轴由钼钢制成,其抗拉强度的均值和标准差为(935,18.75)N/mm2,轴的直径公差为0.005d。
求可靠度为
0.99时的轴的直径。
汽车的总体朽置、整车和总成的设计参数以及它们之间的匹配,对汽车性能有决定性的影响。
为了提高设计质量、缩短研制周期,在总体布置开始之前就应对整车和各总成的参数进行优化选择、合理匹配,对整车和各总成的性能进行初步预测。
当整车方案和各总成的设计参数确定以后,还要根据各总成、部件设计所提供的具体数据对整车性能尽决地作出全面、推确的预测,以便尽早发现问题并进行调整和修改。
汽车性能的11算机仿真,就是将其物理模型转变为数学模型并用电子计算机对汽车在各种典型工况卜的运动过程和动力过程进行模拟计算,求出其运动性能或响应特性。
由丁计算机模拟可以求解复杂的数学模型,因此所建立的数学模型可更接近实际,计算结果会更精确;计算机也能按预定程序模拟汽车的各种行驶工况,包括瞬变的非稳定工况以及难以试验的危险上况,因而能全面而精确地预测汽车在各种工况下的性能,计算机还能迅速地完成大旦参数及其不同组合方案的运算,查明这些参数和组合方案对汽车性能的影响,从面能迅速求得满意的设计方案和参数匹配。
汽午的动力性与燃料经济性和发动机、传动系的参数匹配密切相关。
为了对这两种性能进行协调和提高,既可通过优化设计使发动机和传动系的参数作到最佳匹配,亦可利用计算机模拟进行研究和预测,以便更合理地选择发动机及传动系的有关参数,找到其最好匹配。
在系列化设计时,为了以较少型号的发动机、变速器和驱动桥组合成系列化的多种车型,也需要进行上述性能的计算机模拟。
汽车行驶平顺性的计算机模拟技术已发展到较高水平。
它不仅可模拟车身的振功,而且可同时模拟对平顺件有直接影响的其他振动,例如车架的弹性振动和本身的弯曲振动,驾驶室和座椅(包括乘客)的振动,发动机和传动系的振动等,前、后悬架和减振器更要考虑在内。
汽车行驶工况的模拟则以道路试验中取得的路面诺为基础。
在计算机模拟中通过对一系列方案进行分析比较,可选出最佳的悬架型式、弹簧刚度、减振器阻尼系数、座椅的弹性特性、驾驶室支承和发动机支承的结构及位置与弹性特性等,还可以找出在给定轴距下车架应具有的弯曲刚度,这样就能更推确地设计和预测汽车的振动舒适性或行驶平顺性。
对操纵性和稳定性的预测较复杂。
因为它不仅需要预测稳态性能,而且需要预测许多瞬态性能和极限性能,需要考虑人的控制特性、环境(侧向风、路面、行驶条件等外部干扰)的影响等,需要从人一车一环境系统的角度来研究。
就汽车本身来说,其转向系、悬架系、轮胎特性、整车参数和制动参数等都是影响汽车操纵性和稳定性的重要结构因素,因此,需要采用较多自由度的模型,方能通过计算机模拟对操纵性和稳定性作出准确的预测。
但早期的操纵性和稳定性研究多采用线性三白内度模型,偏重于研究汽车的侧偏、测倾、侧摆和侧向加速度对转向输入的响应等侧向运动问题。
后来,为了较精确地研究汽车对转向操纵的响应,增加了转向系的两个自由度而有了五自由度模型;为了研究各种瞬态响应和极限响应,又出现了七个和十个自由度的模型,随着研究内容的继续扩展和深化以及计算机模拟技术的发展,模型的自由度继续增多。
近年来为了研究制动与转向复合操纵工况、防治制动系的效果以及方向控制的极限性能,有人提出了更多自由度的模型,有的多达::十多个自由度。
但从汽车总体设计时初步匹配设计参数的需要来看,采用七个左右的自由度模型也就可以了。
这种模型已经可模拟定圆转向运动、蛇行运动和宜线但有干扰时的行驶运动(测汽车的十扰稳定性、侧风稳定性及撒手稳定性)且可在相当宽的范围内(直到较高的侧向加速度和临界状态)对操纵性和稳定性作出较7R确的预测。
当然,在技术设计阶段可根据需
要预测的广度和深度而选用更多白由度的模型。
通过计算机模拟可以查明一些设计参数对转向特性的影响,可以更好地对设计参数进行匹配以便得到良好的操纵性和稳定性。
本章主要介绍汽车的动力性、经济性、制动性能的计算机仿真和柴油机性能的神经网络建模。