《汽车车身结构与设计》教材同步PPT课件

《汽车车身结构与设计》教材同步PPT课件,汽车车身结构与设计,汽车,车身,结构,设计,教材,同步,PPT,课件 汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计 应用型本科汽车类专业规划教材应用型本科汽车类专业规划教材 “十二五十二五”江苏省高等学校重点教材江苏省高等学校重点教材 配套课件配套课件汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论1.了解车身发展概况；了解车身发展概况；2.掌握现代汽车车身设计特点和方法；掌握现代汽车车身设计特点和方法；3.熟悉现代汽车车身开发流程和设计技术。熟悉现代汽车车身开发流程和设计技术。知识要点知识要点能力要求能力要求相关知识相关知识现代汽车车现代汽车车身设计特点身设计特点掌握车身设计特点和技术要求掌握车身设计特点和技术要求安全、节能、舒适、环安全、节能、舒适、环保等保等现代汽车车现代汽车车身设计内容身设计内容和方法和方法了解车身设计内容与方法了解车身设计内容与方法有限元分析、优化设计有限元分析、优化设计车身现代设车身现代设计方法计方法熟悉现代车身开发流程和设计熟悉现代车身开发流程和设计技术技术概念设计、技术设计概念设计、技术设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第1 1章章 车车 身身 概概 论论 汽车已经成为现代社会不可或缺的交通、运输工具，汽车产业也成为国汽车已经成为现代社会不可或缺的交通、运输工具，汽车产业也成为国民经济的重要支柱产业之一。民经济的重要支柱产业之一。现代汽车是按现代汽车是按“底盘底盘发动机发动机车身车身”逐步发逐步发展完善起来的。展完善起来的。汽车的更新换代、改型改装、产品促销等都取决于车身。汽车的更新换代、改型改装、产品促销等都取决于车身。到了到了20世纪前半期，汽车设计师开始着手从汽车外部造型上进行改进，并世纪前半期，汽车设计师开始着手从汽车外部造型上进行改进，并相继引入了空气动力学、人机工程学以及工业造型设计等概念，力求让汽车相继引入了空气动力学、人机工程学以及工业造型设计等概念，力求让汽车能够从外形上满足各种年龄、各种阶层，甚至各种文化背景的人的不同需求，能够从外形上满足各种年龄、各种阶层，甚至各种文化背景的人的不同需求，使汽车从一个冷冰冰的机械变成具有非凡魅力的艺术品。使汽车从一个冷冰冰的机械变成具有非凡魅力的艺术品。汽车车身是实现汽车功能的重要系统，车身的设计与制造水平将影响整车汽车车身是实现汽车功能的重要系统，车身的设计与制造水平将影响整车的动力性、操纵性、平顺性、安全性、舒适性和经济性，特别是轿车车身，的动力性、操纵性、平顺性、安全性、舒适性和经济性，特别是轿车车身，它在很大程度上影响汽车的质量和市场销售它在很大程度上影响汽车的质量和市场销售。1.1 车身发展概况车身发展概况汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车安全性、舒适性、可靠近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车安全性、舒适性、可靠性、耐久性和造型美观性的要求越来越高。性、耐久性和造型美观性的要求越来越高。汽车车身不同于一般的机械产品，有其自身的特点和设计要求。汽车车身不同于一般的机械产品，有其自身的特点和设计要求。轿车车身在发展过程中，最富有特色、最具有直观性的首先是车身外形轿车车身在发展过程中，最富有特色、最具有直观性的首先是车身外形的演变，它主要经历了具有里程碑意义的的演变，它主要经历了具有里程碑意义的7个阶段，分别是马车形车、箱形个阶段，分别是马车形车、箱形车、甲壳虫形车、船形车、鱼形车、楔形车和子弹头形车。车、甲壳虫形车、船形车、鱼形车、楔形车和子弹头形车。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论1.1 车身发展概况车身发展概况汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1886年，德国工程师卡尔年，德国工程师卡尔奔驰（汽车之父）在曼海姆制造成一辆装有奔驰（汽车之父）在曼海姆制造成一辆装有0.85马力汽油机的三轮汽车马力汽油机的三轮汽车“奔驰奔驰1号号”。1.1.1马车形车身马车形车身第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 德国另一位工程师戈特利布德国另一位工程师戈特利布戴姆勒也同时造出了一辆用戴姆勒也同时造出了一辆用1.1马力马力汽油发动机作动力的四轮汽车汽油发动机作动力的四轮汽车-“戴姆勒戴姆勒1号号”。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.2 箱形车身箱形车身 福特汽车公司在福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特年生产出一种新型的福特T型车，车室象一只大箱型车，车室象一只大箱子，并装有门窗，称为子，并装有门窗，称为“箱型车箱型车”。特点：车身高大，室内空间大，但巨大空间带来了特点：车身高大，室内空间大，但巨大空间带来了巨大的空气阻力巨大的空气阻力。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 箱形车的出现，实现了汽车零件全部标准化、采用流水箱形车的出现，实现了汽车零件全部标准化、采用流水线装配方式两大突破，奠定了汽车工业发展到今天的基础线装配方式两大突破，奠定了汽车工业发展到今天的基础。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.3 甲壳虫形车身甲壳虫形车身 1934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车，首先采用了流线型的车身外形；年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车，首先采用了流线型的车身外形；1936年福特公司在年福特公司在“气流气流”的基础上，研制成功林肯的基础上，研制成功林肯和风牌流线型小客车，此车车身呈和风牌流线型小客车，此车车身呈纺锤型，头变宽，将轮胎包入，前大灯陷入车头，挂在车尾的独立式行李箱也与车尾融为纺锤型，头变宽，将轮胎包入，前大灯陷入车头，挂在车尾的独立式行李箱也与车尾融为一体，奠定了现代三厢轿车的雏型，完全摆脱了马车的影子。一体，奠定了现代三厢轿车的雏型，完全摆脱了马车的影子。流线型车身的大量生产是从德国流线型车身的大量生产是从德国“大众甲壳虫大众甲壳虫”开始的。甲壳虫的体形符合空气动力开始的。甲壳虫的体形符合空气动力学性能，学性能，空气阻力小空气阻力小。后背酷似甲壳虫的外壳的后背酷似甲壳虫的外壳的德国大众甲壳虫德国大众甲壳虫第第1 1章章 车车 身身 概概 论论林肯林肯和风牌流线型小客车和风牌流线型小客车 汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社发展中的虫型车发展中的虫型车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论甲壳虫形车的缺点：甲壳虫形车的缺点：乘员空间狭小乘员空间狭小；因车身后部斜度较大，使后；因车身后部斜度较大，使后排乘员舒适性不好，后方视野变差排乘员舒适性不好，后方视野变差；高速行驶时，；高速行驶时，车身会产生升车身会产生升力力，尤其是遇到横风时，车身可能会摆动，尤其是遇到横风时，车身可能会摆动。汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.4 船形车身船形车身 美国福特公司美国福特公司1949年推出新型的福特年推出新型的福特V8型汽车。型汽车。这种车型改变了以往汽车造这种车型改变了以往汽车造型的模式，将整个车室置于前后两轮之间，前面为发动机舱，后面为行李箱，使型的模式，将整个车室置于前后两轮之间，前面为发动机舱，后面为行李箱，使前翼子板和发动机罩、后翼子板和行李舱罩融于一体，前照灯和散热器罩也形成前翼子板和发动机罩、后翼子板和行李舱罩融于一体，前照灯和散热器罩也形成整体，车身两侧型成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很像一只小船，整体，车身两侧型成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很像一只小船，所以称为所以称为“船形车船形车”。船形车特点：不仅船形车特点：不仅减小了侧面的空气阻力减小了侧面的空气阻力，扩大的车内空间，改善了后方视野，扩大的车内空间，改善了后方视野，而且而且解决了甲壳虫形汽车横风不稳定的问题解决了甲壳虫形汽车横风不稳定的问题，还首次把，还首次把人机工程学人机工程学应用在汽车的应用在汽车的设计上设计上，设计便于操纵、乘坐舒适。至今该车型仍是世界上汽车的基本造型之一。，设计便于操纵、乘坐舒适。至今该车型仍是世界上汽车的基本造型之一。但船形车的尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在但船形车的尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。高速时会产生较强的空气涡流。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论美国福特船型小客车（美国福特船型小客车（1949年）年）汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社奔驰奔驰S430大众大众Passat发展中的船型车发展中的船型车奔驰奔驰S430奔驰奔驰S430第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.5 鱼型汽车鱼型汽车 为了克服船型车高速时易产生较强的空气涡流这一缺陷，把船型车的为了克服船型车高速时易产生较强的空气涡流这一缺陷，把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式，背部象鱼的脊背，称为后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式，背部象鱼的脊背，称为“鱼型汽车鱼型汽车”。鱼型车特点：车后窗玻璃倾斜太甚，强度下降；又因其发动机前置，风鱼型车特点：车后窗玻璃倾斜太甚，强度下降；又因其发动机前置，风压中心与车身重心接近，压中心与车身重心接近，对横风产生不稳定性对横风产生不稳定性；且由于造型关系，；且由于造型关系，高速时高速时会产生一种升力会产生一种升力。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论法国雪铁龙生产的鱼型小轿车法国雪铁龙生产的鱼型小轿车 汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 在鱼型车的尾部安上一只翘翘的在鱼型车的尾部安上一只翘翘的“鸭尾鸭尾”以克服一部分升力以克服一部分升力“鱼型鸭鱼型鸭尾尾”式车。式车。“鱼型鸭尾鱼型鸭尾”式车（保时捷式车（保时捷911 GT2）第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社本田本田Insight别克别克LaCrosse发展中的鱼型车发展中的鱼型车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.6 楔型车身楔型车身 为从根本上解决鱼型车的升力问题，为从根本上解决鱼型车的升力问题，1963年美国斯蒂贝克汽车公司年美国斯蒂贝克汽车公司首次设计出了楔形汽车，车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样首次设计出了楔形汽车，车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型能平直，这种造型能有效克服升力，行驶稳定性显著提高有效克服升力，行驶稳定性显著提高。对于高速行驶。对于高速行驶的汽车，楔形是最理想的造型。的汽车，楔形是最理想的造型。美国美国 通用通用 雪佛莱雪佛莱 AERO2002型型 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论发展中的楔形车发展中的楔形车 汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.1.7 子弹头型汽车子弹头型汽车 “子弹头型子弹头型”汽车汽车（MPV）集商用、家用和旅游休闲等功能为集商用、家用和旅游休闲等功能为一体的多用途车一体的多用途车。80年代以后，克莱斯勒汽车公司率先推出了年代以后，克莱斯勒汽车公司率先推出了“商商队队”和和“航海家航海家”子弹头型轿车。随后，通用、福特、丰田、雷诺和子弹头型轿车。随后，通用、福特、丰田、雷诺和戴姆勒戴姆勒奔驰等汽车公司也先后推出了子弹头型轿车。奔驰等汽车公司也先后推出了子弹头型轿车。丰田丰田MPV 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社世界各国汽车造型世界各国汽车造型第第1 1章章 车车 身身 概概 论论法拉利法拉利阿尔发阿尔发意大利的优势意大利的优势汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社不再保守的英国不再保守的英国美洲豹的英姿美洲豹的英姿第第1 1章章 车车 身身 概概 论论雍容华贵的劳斯莱斯雍容华贵的劳斯莱斯汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社法国三雄法国三雄善于开发市场定位和造型元素的善于开发市场定位和造型元素的雷诺雷诺第第1 1章章 车车 身身 概概 论论开明和前卫开明和前卫 的的雪铁龙雪铁龙造型造型与宾尼法利纳与宾尼法利纳(Pininfarina)（一家以设计法拉利而闻（一家以设计法拉利而闻名于世的设计公司名于世的设计公司）有着多年合作关系的）有着多年合作关系的标致标致汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社德国群英德国群英车主身份象征的奔驰车主身份象征的奔驰S600第第1 1章章 车车 身身 概概 论论挡不住诱惑的奥迪挡不住诱惑的奥迪A8令人神往的宝马令人神往的宝马750iL汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社美国精神美国精神体形宽大的福特林体形宽大的福特林 肯肯 Lincoln第第1 1章章 车车 身身 概概 论论小功率大排量的通用凯迪拉克小功率大排量的通用凯迪拉克 Cadillac汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社“日日”落西山落西山丰田凌志丰田凌志 Lexus第第1 1章章 车车 身身 概概 论论本田思域本田思域Civic三菱三菱Lancer汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社“韩韩”流袭来流袭来起起 亚（亚（Kia）的）的Slice第第1 1章章 车车 身身 概概 论论现代现代汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 车身结构：车身结构：包括车身壳体、车前钣金件、车门、车窗、车身外部装饰件内部装饰包括车身壳体、车前钣金件、车门、车窗、车身外部装饰件内部装饰件、座椅以及通风、空调装置等。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它装备。件、座椅以及通风、空调装置等。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它装备。1.2.1 1.2.1 现代汽车车身设计主要特点现代汽车车身设计主要特点 1.1.车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品的范畴车身设计涉及面广，远远超出一般机械产品的范畴 安全、节能、环保、舒适是现代汽车设计的主题。安全、节能、环保、舒适是现代汽车设计的主题。汽汽车车车车身身设设计计首首先先应应具具有有足足够够强强度度和和刚刚度度，以以保保证证其其安安全全可可靠靠性性；其其次次考考虑虑空空气气动动力力学学的的影影响响，尽尽量量减减小小空空气气阻阻力力，同同时时实实现现车车身身轻轻量量化化，以以提提高高动动力力性性和和燃燃油油经经济济性性；还还应应满满足足人人机机工工程程学学的的要要求求，使使驾驾乘乘人人员员乘乘坐坐舒舒适适，操操作作方方便便轻轻巧巧；此外，还涉及造型艺术、内部装饰、取暖、通风，防振、隔声、密封、照明等。此外，还涉及造型艺术、内部装饰、取暖、通风，防振、隔声、密封、照明等。汽汽车车车车身身的的独独特特性性，决决定定其其设设计计涉涉及及生生产产工工艺艺、结结构构力力学学、人人机机工工程程学学、空空气气动动力力学学、造造型型艺艺术术、技技术术美美学学、计计算算数数学学、计计算算机机技技术术、用用户户心心理理学学、交交通通运运输输工程等多学科、多领域知识，并将其紧密而有机地融合于车身设计中。工程等多学科、多领域知识，并将其紧密而有机地融合于车身设计中。1.2 1.2 现代汽车车身设计特点现代汽车车身设计特点第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社2.车身设计方法有别于其他总成车身设计方法有别于其他总成 汽车车身是工业技术和艺术造型相结合的产物。汽车车身是工业技术和艺术造型相结合的产物。车身的零件繁多、结构复杂，且受载复杂。车身的零件繁多、结构复杂，且受载复杂。车身不仅是一个产品，还是一件精致艺术品，它以其优雅的雕塑形体、车身不仅是一个产品，还是一件精致艺术品，它以其优雅的雕塑形体、内外装饰及悦目的色彩使人获得美感享受。车身外形还可反映时代的风貌、内外装饰及悦目的色彩使人获得美感享受。车身外形还可反映时代的风貌、民族传统和独特的企业形象，其设计不同于其他总成。民族传统和独特的企业形象，其设计不同于其他总成。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 1.2.2 车身设计的技术要求车身设计的技术要求 主要包括性能、结构、制造、维修等方面。主要包括性能、结构、制造、维修等方面。1.安全可靠性安全可靠性 其安全性应考虑两个方面：正常行驶时的防护措施；发生意外事故时的补其安全性应考虑两个方面：正常行驶时的防护措施；发生意外事故时的补救措施。救措施。其可靠性指既要保证在常规负荷下车身结构及其附件的耐用性和有效性，又其可靠性指既要保证在常规负荷下车身结构及其附件的耐用性和有效性，又要考虑到在允许超负荷下的安全性。要考虑到在允许超负荷下的安全性。2.动力性和经济性动力性和经济性 车身外形必须具有较低的空气阻力以提高汽车的动力性和燃料经济性；车身车身外形必须具有较低的空气阻力以提高汽车的动力性和燃料经济性；车身结构材料在满足强度、刚度要求的条件下，质量轻、成本低。结构材料在满足强度、刚度要求的条件下，质量轻、成本低。3.方便舒适性方便舒适性 车身室内布置应提供良好的操纵性和乘坐方便性、舒适性和行驶稳定性，且车身室内布置应提供良好的操纵性和乘坐方便性、舒适性和行驶稳定性，且通风良好，保护乘员免受行驶时的振动、噪声、废气的侵袭，以及外界恶劣气通风良好，保护乘员免受行驶时的振动、噪声、废气的侵袭，以及外界恶劣气候的影响。候的影响。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社4.视野性视野性 车身外形布置必须保证驾驶员和乘员具有良好的视野性。车身外形布置必须保证驾驶员和乘员具有良好的视野性。5.时代性时代性 车身造型应美观、新颖、时代感强。车身造型应美观、新颖、时代感强。6.维护、保养与拆装方便性维护、保养与拆装方便性 维护、保养是保证汽车正常运行和使用的必要手段，所以车身设计必须维护、保养是保证汽车正常运行和使用的必要手段，所以车身设计必须考虑一切需要经常维修和保养的零部件及总成的可及性与方便性。一切具考虑一切需要经常维修和保养的零部件及总成的可及性与方便性。一切具有独立性功能的附件总成的润滑、清理与拆装应以最少或不需拆卸车身本有独立性功能的附件总成的润滑、清理与拆装应以最少或不需拆卸车身本身的构件为好。身的构件为好。7.遵守遵守“三化三化”标准标准 车身设计必须遵守有关标准和法规的要求，实现车身设计必须遵守有关标准和法规的要求，实现“三化三化”即零件标准化、即零件标准化、部件通用化、产品系列化。部件通用化、产品系列化。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第1 1章章 车车 身身 概概 论论1.3 现代汽车车身开发流程与设计方法现代汽车车身开发流程与设计方法1.3.1 现代汽车开发流程现代汽车开发流程产品管理产品管理概念开发概念开发批量准备批量准备批量管理批量管理批量开发批量开发PPSPELFMEEOPPPS产品规划启动；产品规划启动；PE项目决策；项目决策；LF启动认可；启动认可；ME市场投放；市场投放；EOP终止生产终止生产整车开发流程整车开发流程好的流程：把好的流程：把“合适合适”的产品，在的产品，在“合适合适”的时间，以的时间，以“合适合适”的价格投的价格投放市场。放市场。汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.3.2 现代汽车车身开发流程现代汽车车身开发流程第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.产品策划产品策划 产品策划不仅反映用户需求、市场前景，而且直接影响产品开发形式、产品策划不仅反映用户需求、市场前景，而且直接影响产品开发形式、产品资源利用以及产品性能指标等关键问题产品资源利用以及产品性能指标等关键问题。产品策划设计包括产品策划设计包括开发调研开发调研（科技调研、市场调研、竞争环境调研、企（科技调研、市场调研、竞争环境调研、企业内部调研等）、业内部调研等）、立项决策立项决策（成本分析、投资预算、风险分析等）、（成本分析、投资预算、风险分析等）、技术方技术方案、材料应用、工艺分析以及产品的二次开发案、材料应用、工艺分析以及产品的二次开发等内容，这需要有产品策划团等内容，这需要有产品策划团队协作完成队协作完成。产品策划中的一项重要基础工作是产品策划中的一项重要基础工作是产品对标。产品对标。根据用户要求和市场调研根据用户要求和市场调研情况，在新产品开发初步定位的基础上，确定目标车型和竞争对手车型，对情况，在新产品开发初步定位的基础上，确定目标车型和竞争对手车型，对产品进行产品行销、技术含量、开发目标及产品模块等方面的对比评估和定产品进行产品行销、技术含量、开发目标及产品模块等方面的对比评估和定位。在对标分析的基础上形成完整的开发建议书和产品描述报告。位。在对标分析的基础上形成完整的开发建议书和产品描述报告。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社2.概念设计概念设计 现代轿车的车身概念设计包括车身总布置、车身造型和结构可行性现代轿车的车身概念设计包括车身总布置、车身造型和结构可行性研究三大方面内容，具体包括车身硬点尺寸参数确定、主要结构端面研究三大方面内容，具体包括车身硬点尺寸参数确定、主要结构端面和分块确定、人机工程学布置、造型效果图制作、计算机辅助造型和分块确定、人机工程学布置、造型效果图制作、计算机辅助造型（即（即CAS建模建模）、测量和线图、前期、测量和线图、前期CAE分析以及结构和工艺可行性分析以及结构和工艺可行性分析等。车身概念设计可概括为以车身产品策划为依据，将造型概念分析等。车身概念设计可概括为以车身产品策划为依据，将造型概念和工程结构有机结合，将创意转化为方案的实现过程。和工程结构有机结合，将创意转化为方案的实现过程。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 概概 念念 车车 概念车（概念车（Concept Car）可以理解为未来汽车，是汽车中内容最丰富、）可以理解为未来汽车，是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。汽车设最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。汽车设计师利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思。概念车往往只是处计师利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思。概念车往往只是处在创意、试验阶段，也许永不投产。与大批量生产的商品车不同，每一辆在创意、试验阶段，也许永不投产。与大批量生产的商品车不同，每一辆概念车都可以摆脱生产制造工艺的束缚，尽情地夸张地展示自己的独特魅概念车都可以摆脱生产制造工艺的束缚，尽情地夸张地展示自己的独特魅力。力。世界各大汽车公司都不惜巨资研制概念车，并在国际汽车展上亮相，一世界各大汽车公司都不惜巨资研制概念车，并在国际汽车展上亮相，一方面了解消费者对概念车的反映，从而继续改进；另一方面也是为了向公方面了解消费者对概念车的反映，从而继续改进；另一方面也是为了向公众显示本公司的技术进步，从而提高自身形象。概念汽车的展示，是世界众显示本公司的技术进步，从而提高自身形象。概念汽车的展示，是世界各大汽车公司借以展示其科技实力和设计理念最重要的方式。因而概念车各大汽车公司借以展示其科技实力和设计理念最重要的方式。因而概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。随着时代的进步，概念车已经从高也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。随着时代的进步，概念车已经从高科技、强动力走向低耗能、高环保。科技、强动力走向低耗能、高环保。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社世界第一辆概念车是别克世界第一辆概念车是别克YJob，它于，它于1938年由美国汽车造型之父年由美国汽车造型之父哈哈利杰利杰厄尔（厄尔（Harley Earl）发明的）发明的。世界世界各国概念车各国概念车世界第一辆概念车世界第一辆概念车别克别克YJob 别克别克LeSabre 融入飞机火箭的设计元素融入飞机火箭的设计元素第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社奥迪奥迪Rosemeyer 全铝车身结构全铝车身结构 标致标致4002 从前部开始从前部开始沿车顶贯穿至车尾的铬合金沿车顶贯穿至车尾的铬合金散热格栅散热格栅 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社本田本田PUYO概念车概念车车身采用柔软材质车身采用柔软材质 日产日产Pivo概念车概念车 360旋转驾驶舱旋转驾驶舱 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社马萨拉帝概念车马萨拉帝概念车长丰概念车长丰概念车马自达概念车马自达概念车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社现代概念车现代概念车本田概念车本田概念车标致概念车标致概念车丰田概念车丰田概念车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社福特福特Evos概念车概念车PSA电动电动VELV概念车概念车奥迪奥迪Urban Spyder概念车概念车奥迪概念车奥迪概念车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社红旗概念车红旗概念车奇瑞概念车奇瑞概念车吉利概念车吉利概念车第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社3.技术设计技术设计 技术设计是在汽车造型评审通过并冻结后进行的结构方面详细的设计工技术设计是在汽车造型评审通过并冻结后进行的结构方面详细的设计工作。作。技术设计包括三维结构设计和二维工作图设计两大方面。技术设计包括三维结构设计和二维工作图设计两大方面。车身三维结构设计需要确定系统、部件（总成）和零件的结构车身三维结构设计需要确定系统、部件（总成）和零件的结构，而零件，而零件设计是产品设计的基础设计是产品设计的基础。设计时，设计师必须无条件地执行国家的有关法规和标准。设计时，设计师必须无条件地执行国家的有关法规和标准。4.产品试制产品试制 汽车产品试制一般发生在整车企业需要推出全新车型或对原有车型机械改汽车产品试制一般发生在整车企业需要推出全新车型或对原有车型机械改进或升级时。汽车产品试制的对象主要指样车、车身、车身局部、内外饰件进或升级时。汽车产品试制的对象主要指样车、车身、车身局部、内外饰件和零部件。根据产品的材料和工艺不同，车身试制分为内外饰件和白车身试和零部件。根据产品的材料和工艺不同，车身试制分为内外饰件和白车身试制两大类。制两大类。汽车产品设计完毕后是试制，在这个过程中需要实现设计所要求达到的各汽车产品设计完毕后是试制，在这个过程中需要实现设计所要求达到的各项性能指标、样车试制要求的车型外观、动力传动配置、结构合理性和整体项性能指标、样车试制要求的车型外观、动力传动配置、结构合理性和整体平衡性等，在必要时还会对产品设计进行改良修正。平衡性等，在必要时还会对产品设计进行改良修正。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社5.样车试验样车试验 根据试验对象不同，车身试验分为整车试验、白车身试验、系统试验和根据试验对象不同，车身试验分为整车试验、白车身试验、系统试验和零部件试验；零部件试验；根据试验对象的制造状态不同，车身试验分为根据试验对象的制造状态不同，车身试验分为A样车试验、样车试验、B样车试验样车试验和和C样车试验；样车试验；根据试验目的不同，车身试验可分为性能试验和可靠性试验。根据试验目的不同，车身试验可分为性能试验和可靠性试验。试验类型不同，试验项目数量、试验依据、试验规范和评价标准也不完试验类型不同，试验项目数量、试验依据、试验规范和评价标准也不完全相同。全相同。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社6.生产准备生产准备 生产准备主要完成制造确认和批量生产确认工作。生产准备主要完成制造确认和批量生产确认工作。生产准备阶段主要涉及以下几方面内容：生产准备阶段主要涉及以下几方面内容：1）持续性对市场进行评估，更新并确认市场推广计划。）持续性对市场进行评估，更新并确认市场推广计划。2）完成工程设计或工艺变更，确认所有生产设备和工艺都经过调试并）完成工程设计或工艺变更，确认所有生产设备和工艺都经过调试并具备足够的能力。具备足够的能力。3）完成样车的试制和试验工作，并对样车进行评估，更新车辆的性能、）完成样车的试制和试验工作，并对样车进行评估，更新车辆的性能、可靠性和耐久性。可靠性和耐久性。4）持续性控制项目成本，并监督项目收益的变化。）持续性控制项目成本，并监督项目收益的变化。5）确认所有物流和生产控制系统都能正常且充分的运作，并制定售后）确认所有物流和生产控制系统都能正常且充分的运作，并制定售后服务计划。服务计划。6）对生产的整车质量进行评审，确认整车的销售价格，并确认市场发）对生产的整车质量进行评审，确认整车的销售价格，并确认市场发布工作准备就绪。布工作准备就绪。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社案例分析：两种车身开发流程分析比较案例分析：两种车身开发流程分析比较 目前国内车身设计开发流程目前国内车身设计开发流程 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社国外汽车研发部门已开始采用国外汽车研发部门已开始采用业务流程再造业务流程再造(BPR)后的车身开发流程后的车身开发流程 第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.3.3 现代汽车车身设计内容与方法现代汽车车身设计内容与方法1.现代汽车车身设计内容现代汽车车身设计内容1）车身安全结构设计）车身安全结构设计2）汽车造型设计，具有符合空气动力学规律的良好的气动外形。）汽车造型设计，具有符合空气动力学规律的良好的气动外形。3）车身总布置设计，以人机工程学为基础的车身结构与功能设计。）车身总布置设计，以人机工程学为基础的车身结构与功能设计。4）轻量化设计）轻量化设计5）绿色化设计，设计阶段考虑对环境的影响因素和预防污染的措施。）绿色化设计，设计阶段考虑对环境的影响因素和预防污染的措施。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社2.现代汽车车身设计方法现代汽车车身设计方法（1）设计可行性有限元分析）设计可行性有限元分析 用有限元方法进行车身计算。首先要把汽车车身转换成能为计算机输入所用有限元方法进行车身计算。首先要把汽车车身转换成能为计算机输入所接受的计算模型。即把车身实物（或图纸）抽象为一组由力学元件构成的模型，接受的计算模型。即把车身实物（或图纸）抽象为一组由力学元件构成的模型，同时要给出载荷及支持状态的数学描述同时要给出载荷及支持状态的数学描述即模型化。即模型化。（2）设计可靠性分析）设计可靠性分析 由于汽车车身结构的复杂，其不同部位施加的载荷、不同部位的疲劳强度由于汽车车身结构的复杂，其不同部位施加的载荷、不同部位的疲劳强度等具有不同的概率分布形式，因此，为了保证车身结构设计的可靠性，需要进等具有不同的概率分布形式，因此，为了保证车身结构设计的可靠性，需要进行可靠性设计。行可靠性设计。（3）优化设计）优化设计 为了设计得更好、更优，还需要对车身进行优化设计。为了设计得更好、更优，还需要对车身进行优化设计。此外，现代汽车车身设计和分析方法，并行虚拟样机方法，可加快开发周期，此外，现代汽车车身设计和分析方法，并行虚拟样机方法，可加快开发周期，节约高额开发费用，降低研发成本。节约高额开发费用，降低研发成本。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.4 现代汽车车身设计技术及发展趋势现代汽车车身设计技术及发展趋势 1.4.1 现代汽车车身设计技术现代汽车车身设计技术 1.数字化车身设计技术数字化车身设计技术数字化车数字化车身设计的身设计的核心是数核心是数字化建模字化建模第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社2.计算机辅助造型技术计算机辅助造型技术 计算机辅助造型计算机辅助造型（CAS）将造型胶带图由三维扫描仪直接输入工作站，）将造型胶带图由三维扫描仪直接输入工作站，经过矢量处理后得到原始数据点，利用经过矢量处理后得到原始数据点，利用CAS/CAD/CAM系统在计算机中建立系统在计算机中建立一个数字模型取代传统设计方法中的三维实物模型，通过图形输入和输出设一个数字模型取代传统设计方法中的三维实物模型，通过图形输入和输出设备对生成的数字模型进行各种功能操作，观察效果，满意之后通过数控程序备对生成的数字模型进行各种功能操作，观察效果，满意之后通过数控程序加工出立体模型，完成几何造型设计。随后再对形成的车身外表面数字模型加工出立体模型，完成几何造型设计。随后再对形成的车身外表面数字模型进行结构设计、结构分析和生产准备。形成结构设计、有限元分析和模具加进行结构设计、结构分析和生产准备。形成结构设计、有限元分析和模具加工共享统一的车身设计数据库，确保数据和图形传递的准确无误。此外，设工共享统一的车身设计数据库，确保数据和图形传递的准确无误。此外，设计、工艺和检验人员使用统一数据库，既方便又准确。计、工艺和检验人员使用统一数据库，既方便又准确。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社3.计算机辅助分析技术计算机辅助分析技术 计算机辅助分析技术（计算机辅助分析技术（Computer Aided EngineeringCAE）在汽车开发）在汽车开发过程中已得到广泛应用。比如，利用过程中已得到广泛应用。比如，利用CAE技术对白车身结构进行分析，主要涉技术对白车身结构进行分析，主要涉及白车身和部件的静态、动态、安全和疲劳分析。其实，汽车的每一个部件都及白车身和部件的静态、动态、安全和疲劳分析。其实，汽车的每一个部件都可以做可以做CAE分析，主要包括整车、总成和零部件。分析，主要包括整车、总成和零部件。通过对汽车关键部分的通过对汽车关键部分的CAE仿真分析，可以在概念设计阶段把握好产品各仿真分析，可以在概念设计阶段把握好产品各方面的性能，排除问题。方面的性能，排除问题。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社4虚拟现实技术虚拟现实技术 虚拟现实技术是一种先进的计算机用户接口，以计算机技术为主，综合虚拟现实技术是一种先进的计算机用户接口，以计算机技术为主，综合利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术和伺服技术等，形成一个逼真的三维视觉、听觉及感觉的感观世界。它强调和伺服技术等，形成一个逼真的三维视觉、听觉及感觉的感观世界。它强调将用户和计算机视为一体，通过多媒体的方法将信息进行可视化，展现在用将用户和计算机视为一体，通过多媒体的方法将信息进行可视化，展现在用户面前。用户通过专用的设备进入虚拟的环境中，以各种习惯的方式与计算户面前。用户通过专用的设备进入虚拟的环境中，以各种习惯的方式与计算机进行人机交互。机进行人机交互。该技术具有沉浸感、交互性、构想性和实时性四大特点该技术具有沉浸感、交互性、构想性和实时性四大特点 5空气动力学模拟空气动力学模拟 采用空气动力学模拟采用空气动力学模拟CFD（Computational Fluid Dynamics）计算，不）计算，不需要实车或模型，缩短了研发周期，节省了大量试验经费，可在开发前期进需要实车或模型，缩短了研发周期，节省了大量试验经费，可在开发前期进行预测，随时对设计方案进行修改，并可得到三维流场的详细信息，以供设行预测，随时对设计方案进行修改，并可得到三维流场的详细信息，以供设计部门参考。计部门参考。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社1.4.2 现代汽车车身技术发展趋势现代汽车车身技术发展趋势 1车身造型多样化和个性化车身造型多样化和个性化 预计在预计在21世纪的中后期，将会出现几何风格的造型，并可根据个人用途、爱世纪的中后期，将会出现几何风格的造型，并可根据个人用途、爱好、习惯等进行自由拆装，长短宽窄可随意变换。好、习惯等进行自由拆装，长短宽窄可随意变换。2空气动力学性能最优化空气动力学性能最优化 汽车车身造型的发展史，从某种意义上来说，就是一部不断追求具有最佳空汽车车身造型的发展史，从某种意义上来说，就是一部不断追求具有最佳空气动力学造型的历史。减小空气阻力的车身造型，是未来汽车造型永远追求的目气动力学造型的历史。减小空气阻力的车身造型，是未来汽车造型永远追求的目标之一。标之一。3综合性设计综合性设计 对汽车来说，安全、舒适、经济、美观、轻量化、低污染、低能耗、可靠性对汽车来说，安全、舒适、经济、美观、轻量化、低污染、低能耗、可靠性和高效率等要求，缺一不可。未来的车身设计将在车身外形设计、人机工程以及和高效率等要求，缺一不可。未来的车身设计将在车身外形设计、人机工程以及车内环境等方面更注重人性化设计，体现人机协调性。车内环境等方面更注重人性化设计，体现人机协调性。未来的汽车车身设计，将在设计师掌握广泛的基础知识和高新科技的基础上，未来的汽车车身设计，将在设计师掌握广泛的基础知识和高新科技的基础上，最大限度地施展设计师的才能，发挥设计师的创造性，汽车车身设计将逐步走向最大限度地施展设计师的才能，发挥设计师的创造性，汽车车身设计将逐步走向完美。完美。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社 复习与练习题复习与练习题一、简答题一、简答题1.汽车车身造型经历了哪几个发展阶段？汽车车身造型经历了哪几个发展阶段？2.简述现代轿车车身设计的特点。简述现代轿车车身设计的特点。3.现代轿车车身设计有哪些技术要求。现代轿车车身设计有哪些技术要求。4.什么是车身概念设计？轿车车身概念设计包括哪些内容？什么是车身概念设计？轿车车身概念设计包括哪些内容？5.简述现代轿车车身的开发流程。简述现代轿车车身的开发流程。6.简述现代轿车车身的造型方法。简述现代轿车车身的造型方法。二、思考题二、思考题为什么说轿车概念设计是决定整车设计方向和优劣的关键阶段？为什么说轿车概念设计是决定整车设计方向和优劣的关键阶段？三、讨论题三、讨论题1.试举例说明车身设计的最新技术。试举例说明车身设计的最新技术。2.试分析讨论现代轿车车身技术发展趋势。试分析讨论现代轿车车身技术发展趋势。3.试设想试设想20年后的汽车是什么样子。年后的汽车是什么样子。第第1 1章章 车车 身身 概概 论论