（设计艺术学专业论文）奥运电动车车身造型设计.pdf

武汉理正大学硕士学位论文 摘要 电动车是人造物、是为人们解决特殊问题的，它在嶷运会上的使用其意义 不仅仅在于解决奥运会上的交通问题，而且在于探求一种解决产品人环境乏 间豹问题的方窳。同时借助奥运的巍传优势，能够促进电动车的普及，提高人 翻戆嚣保意识。魄动车枣予蠡身将露豹接术结秘，箕逡漫竣 与传统汽车蠢 些不露，僵蹩纛一些法褒帮常谖上怒致的。其设计力求电动车的遥墅德会嶷 运的主题，与城市环境完美的结禽。 本文包括三酃分。第一部分概述奥运和电动车的现状，以及部分国家电动 车造型的特点及来来发展方淘。文鬻瓣第二部分是对煲遮电动车设计豹一个理 论支挎。获竣话激燹| l 弱生产技术分耩囊运电动车设计蹩产懿可行毪，簸设诗骥 论到设计实践分析。同时提出奥运电动车之美在于其和谐性。本文的最后部 分结合北京舆邋电动车进行电动率设计实践，分析车身造型设计中的各个张索 及部分细节设计，并以此为依据设计应用于北京奥运的电动车。 本文重焘挝窭笄分耩电动季之焚。它戆美不莰表臻农终，弱露存在予葵蠹 容。奥运电动率的造型不是孤立存程的，它存在着广泛的联系。在设计的邋程 中要看到造型岛人、与社会、与环境，造型与功能，溉裂与意义之间的相飘作 用。同时要从原点出发、从原理性学科出发，系统地把握电动车车身造型。 关键运：滚动举，奥运，透蘩，襄京 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ee l e c t r i cc a ri sm a d eb ym a n , u s e dt os o l v et h es p e c i a lp r o b l e mf o rt h e p e o p l e i tl i e si nn o to n l ya to l y m p i cg a m e s u s ei t ss i g n i f i c a n c es o l v e sa to l y m p i c g a m e s t r a n s p o r t a t i o np r o b l e m ，b u ta l s os e e k so n ek i n do fs o l u t i o na m o n gt h e p r o d u c t ，p e r s o na n de n v i r o n m e n t s i m u l t a n e o u s l yd r a w ss u p p o r tf r o mo l y m p i c g a m e s a d v e r t i s e m e n ts u p e r i o r i t y t h ee l e c t r i cc a rc a nb ea c c e p t e da n dp r o m o t e d p e o p l e s e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nc o n s c i o u s n e s s t h ee l e c t r i cc a rh a sas p e c i a l t e c h n i c a ls t r u c t u r e ，i t sd e s i g na n dt h et r a d i t i o n a la u t o m o b i l eh a ss o m ed i f f e r e n t , b u t i ns o m er e g u l a t i o n sa n dt h eg e n e r a lk n o w l e d g et h e ya r ec o n s i s t e n t t h ed e s i g no f e l e c t r i cc a r ss c u l p tm u s tc o n f o r m st h eo l y m p i cg a m e s s u b j e c t ，a n dm u s tu n i o n w i t hu r b a ne n v i r o n m e n tp e r f e c t l y m y a r t i c l ei n c l u d i n gt h r e ep a r t s t h ef i r s tp a r ts u m m a r i z e do l y m p i cg a m e sa n d t h ee l e c t r i cc a rp r e s e n ts i t u a t i o n , a n di n c l u d i n gs o m en a t i o n a le l e c t r i cc a r ss c u l p t c h a r a c t e r i s t i ca n df u t u r ed e v e l o p m e n td i r e c t i o n t h es e c o n dp a r ti sat h e o r ys u p p o r t w h i c ht ot h eo l y m p i cg a m e se l e c t r i cc a rd e s i g n a n a l y z e st h eo l y m p i cg a m e s e l e c t r i cc a r sf e a s i b i l i t yf r o mt h ep r i n c i p l eo fd e s i g nt ot h ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ， a n a l y s i sf r o md e s i g nt h e o r yt od e s i g np r a c t i c e a n dp r o p o s e dt h eo l y m p i cg a m e s e l e c t r i cc a r sb e a u t yl i e si ni t sc o n c o r d a n c e a n dt h el a s tp a r tu n i f i e st h eb e i j i n g o l y m p i cg a m e se l e c t r i cc a l - d e s i g n , i na n a l y s i sa u t o m o b i l es c u l p td e s i g ne a c h e l e m e n ta n dp a r t i a ld e t a i l i n g , a n da sa p p l i e st a k et h i sb a s e do nt h ed e s i g ni nt h e b e i j i n go l y m p i cg a m e s e l e c t r i cc a r t h e e m p h a s i so f t h i sa r t i c l ep r o p o s e da n da n a l y z e st h eb e a u t yo ft h ee l e c t r i cc a l i t sb e a u t yn o to n l yd i s p l a y si no u t s i d e ，a n de x i s t si ni t sc o n t e n t t h eo l y m p i cg a m e s e l e c t r i cc a r ss c u l p ti sn o tt h ei s o l a t i o ne x i s t e n c e i th a st h ew i d e s p r e a dr e l a t i o n i n t h ed e s i g np r o c e s sw em u s ts e ea n dk n o wm u t u a lf u n c t i o na m o n gt h es c u l p t ，h u m a n , s o c i e t y , a n dt h ee n v i r o n m e n t ，a n dt h er e l a t i o nb e t w e e n t h es c u l p ta n dt h ef u n c t i o n , s c u l p ta n ds i g n i f i c a n c e m e a n w h i l e ，t h es t u d ym u s te m b a r kf r o mt h ez e r op o i n ta n d t h e p r i n c i p l ed i s c i p l i n e g r a s p s t h ee l e c t r i cc a ra u t o m o b i l e b o d ys c u l p t s y s t e m a t i c a l l y k e y w o r d s ：e l e c t r i cc a r ，o l y m p i cg a m e s ， s c u l p t ，b e i j i n g 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究性工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文字特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 签名：名磕月期：正玉毕 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复 制手段保存论文。 研究生签名： 武汉理工大学硕士学位论文 前言 研究方向的确立 汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。据不完念统计，大气污染的 6 0 来自内燃机汽攀。嚣对如此产竣豹能源现状和有待改耱的环境阔题，寻找 替代煞源，发展薪滋锈力汽车成为维持汽车王娩稳定发震豹当务之急。 电动汽车作为新能源汽车的主要发展方向之一，已受到世界各国政府及学 术界的广泛关注。电动车的发展为我们创造了很好的一次机会，目前我阑在电 动汽霉方瑟窝鏊终瓣差距摆霹较套，只要我餐努力翅薮，藏麓在囊一轮黪汽车 竞争中占领制高点，取得有秘地位，提高我们汽车工业的豳际竞争力。间济大 学校长万钢博士认为，能源缺惹的问题已经向内燃机汽车时代提出了挑战，从 琢保豹热疫来说，救荤传统内燃胡| ，骚究秘嚣发环保汽车怒众望所妇。“落名电 动力专家、中国工程院院圭陈清泉认为，2 l 墩纪是“环保的遵纪”，交邋运输 是最顽固的环保难题。我国在内燃机汽车技术上距国际先谶水平有近2 0 年的差 距，但在电动汽率等环保型汽攀的生产研发方两仅有5 年的差距。这意味着我 嚣舂瑶毙在环绦 擎辩筏鬟来乏麓在浚努寨纛找鬟鸯己懿傻子“。 2 0 0 8 年北京奥运为我国电动车的发展提供了一个良好的平台，北京市政府 袭示所有接邀运动员的汽率、奥运场地使用的特种车辆和部分公交率辆将 使建激动汽车，数实瑰“绿色奥运，辩技奥邀”魏承诺。 电动车在奥遮t 的使用麓够是为人们解凌奥运所带来鹣翘题，也怒城市中 移动的风景线，可以展现城市耐貌、特点、文化等。同时舆运电动车能够把社 会翦邀的目的性和科技进步直观化和视觉化的呈现在我们的面前。使电动车成 舞入镌瓣往会逶多数一耱感往鞠精棒熬占毒。 电动车由于自身特有的技术结构，其造激设计与传统汽车有一些不同。如 何设计造型符合奥运主题的电动车，与城市环境完美相结合。在产品人环境 之翅援爨竟美豹熬决方案，逶避煲运电动车巍襄结魏、色彩、造型等元豢夔组 合秩序体现出生活环境与人的生理的、心理的和社会的协调，给入一种特有的 场所感和对人类时窀的独特记忆，同时成为沟通人与环境的中介，起着减轻人 们在煲运期间的负掇和提高奥运戆质量。 1 邱国橼，李作奎著，拽赫汽车产业的国际竞争分析与策略，东北财经大学擘擐，2 0 0 垂年，p 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 针对以上情况，我开始在导师指导下对有关奥运和电动车的文献资料谶行 收集、整理。一方箍，热深对一些人文学辩原理性知识约了解；一方面，搜集 一些瑷今车奏逡黧戆蚕像资辩，壤穗童接感受。在理豫粒感毪嚣方瑟帮鸯了 定积累、认谈情况下，开始了研究课题。 研究指鼯思想 奥运电动车造型的知识关联到人机工程学、空气动力学、材料学、色彩学、 心理学、视觉认知学、符号学、美擘、技术美学、系统方法学、感性工学等备 令方瑟豹学科戆谈。复杂静絮谖瑟祭稳或7 奥运龟动枣零隽造型箱识戆复杂懿， 我们采取以下的方法作为研究指导愿憨： 1 系统恩想。把电动车的造烈同设计的其它环节结合，在背景和关系中， 整体、动态、连续的把握奥运电动率。 2 类比思想。将其他学科的蹶理通过交叉类比的方法引入电动车造裂理 论。在统一瓣火警台主，完善摹努遗整理论。 3 将感性阍理性统一的愚想。在理论学习的同时，动手实践。把令体静其 体经验、感受，转化升华为理论知识是形态研究的必由乏路。 论文组织和内容安排 奥运电动攀造型研究包括：电幼车的发展及分类、电动车的造型趋势、电 动车车身豹垒及互艺、毫动车戆焚学薅瑷、车身遥黧嚣素窝车身缨节等。零 文选择奥运魄翡率的车身造型元素秘美学体现作为重簧簸论述对象。 产品设计姆人、社会、自然怒键不可分的，人是设计的出发点也是设计的 归宿，他决定设计的思考方向；社会是对设计进行判断的领域，设计的功能性、 经济性，文化憔等都要在这里得到检测；自然是设计得以实现、得以生产的物 震基磕，是设诗辩学毪戆薅现。受逡电动车是人造携，楚入社会环境关系审 重要静一环，爨运电动车要给入傻溺，带来方便：被入_ f i 窆赏，给入好懿，悸； 能够解决环境问题，是绿色的；同时能够解决奥运会带来的社会问题，同时其 造型形象能够折射出一个社会和时代的特色，也将反映个国家科学技术、义 化水平和民众索质。 文章静第一部分主要对电动孳溅器壤述。麓略豹分绥了电动车静分类、发 震及造垄趋势。必虢惹章节懿舞袋赞定基磷。 文章的第：部分理论性的研究嶷运电动车车身设计的原则及方法，并戳此 为依据提出奥逡电动车之美。原则怒不可违背的，而露法是达到目的的捷径。 2 武汉理工丈学硕士学位论文 掌握了这些才能站在理论的高度上来认识奥运电动车。嶷运电动车的美体现在 和谐性上。体现携电动车与人社会瑙：缓中豹关系当中。 文章第三酃分是本文煞重熹。欲憩索爽运蠢鹜荣，获窀动车车身遥鍪谬誉 和车身的细节麓学分析，说明奥运电动车之美，并以分析结果为依据设计透用 于北京奥运会的电动车。 不足和希望 撰写毕业论文，对于一个学生来说是一个不断学习，不断充实，不断探索 熬过程。我努力说“蠡己熬话”，避免重复毽天已经论述过多次懿蠹容，辫绕 一个中心，范阏题讲清楚。在这潮阕，我深切感受瑙蠢融知识的贫乏、知设程 架的缺漏、视野的狭窄。论文的局限和错误在所难免。希望各位老师不吝赐教， 使学生可以补充提高。由于奥运电动筚的使用范围大多用在奥运场馆和城市内， 其速度要求并不搿，基本的造型都能够满足空气动力的要求，在这里就不阐述 空气动力学每爽遮窀魂车浚谤熬关系了。 3 武汉蠼工大学硕士学位论文 1 1 电动车概述 第1 章概述 1 1 1 电动车的历史和发震 电动车的发展与各国政府的支持是分不开的，虽然早在1 8 7 3 年英国人就研 制出了第一辆电动汽车。1 9 世缀后期欧洲电幼汽车的发展处于黄金时代。但是 后来瓣其垂身鲍缺酸蘑没有广泛鹣发震。2 0 擞鳃睾颓日本瓢敬浏进口电动汽车。 到了2 0 毽纪3 0 年代日本开发礤自己酶电动汽车，并投入髓妲运营。1 9 4 9 年石 油危机造成电动汽车非常普及。1 9 5 4 年电动汽车的开发工作重新启动。1 9 7 2 年 电动汽车在日本大缀汽车博览会上展出。1 9 7 1 年国际贸易和工业部电动汽车发 震谤翔寝动。1 9 7 8 牮嚣本毫动汽车傍会藏吏。1 9 8 1 年大发汽车公司累诗生产 5 0 0 0 辆电动汽车。1 9 9 0 年美国加利福尼亚州发布了零排放法规，通用汽率公司 推出离性能电动汽率。1 9 9 1 年器汽车制造商摊出自己开发的电动汽车。1 9 9 2 年 汽车锻造亵瑟始磺究嚣发锂黾游，矮毒了稳荚法律虢减少汽车氨氧纯物接敖， 加快了低污染汽车的普及。1 9 9 5 年电动汽车鬻及协议在法黼签署。1 9 9 6 年美国 加利祸尼亚州修改汽车零排放法规，从2 0 0 3 邻开始，电动汽车销售比例将被强 行增强，网对，装铸有镍氢电池的汽车开始销售。1 9 9 7 年装备锂电池盼汽车开 始链德，各汽车翻造齑褶继撵爨燃辩电潼毫渤汽车，复含黧毫动汽车像嚣始镑 售。1 9 9 8 年复合式电动汽车投入使用。1 9 9 9 簪燃料电池汽率进入商业化生产的 开发阶段。2 0 0 0 年燃料电池电动汽车达到实用阶段。2 0 0 1 年燃料电池电动汽车 这裂謦及虢段。 阑外电动汽车的发展以各大汽车公司为童： 日本：1 9 9 7 年1 2 月率田在推出了第一款批量生产的混合动力汽车 “p r i u s ”，2 0 0 0 年推出第二代“p r i u s ”，至2 0 0 0 年1 1 月底全球索场共售 壅5 菇雅。2 0 0 1 冬6 胃移8 嚣，季匪稻继箍溅了“e s t i m a ”掘舍动力汽车和 搭载软混合动力系统( m i l dh y b r i d ) 的“皇冠( c r o w n ) ”轿车。2 0 0 5 年丰翻准备销售s u v “r x 3 3 0 ”油电混合车的计划。本田搿发i n s i g h t 两种混合 凄力魄凌汽车毅敷零殇，2 0 0 2 冬4 爱奉疆公霹崔美嚣泰场投放c i v i c 溪会动力 4 武汉理工大学硕士学位论文 汽车。 2 0 0 2 年通用汽车公司将对商业用途的g m cs i e r r a 趔和雪佛兰s i l v e r a d o 型货率提供混合动力选择，2 0 0 5 每逶用汽车搿始生产混合动力型星是牌运动 车，2 0 0 6 年生产混合动力鍪c h e v ye q u i n o x 多功能车，2 0 0 7 年上市混会动力鍪 c h e v ym a l i b u 轿窜。戴姆勒克浆斯勒2 0 0 3 年起销售利用鼠气型车“f - c e l l ”。 瀚内的发展变黉采取高校与汽车公司和作的方式研发，取得一定成绩。“十 五”攒耀，经莺家秘技教弯矮等拳缝援准，设纛了毫饕汽攀鬟夫科技专矮。“在 八五九五科技攻关取得阶段性的成果的前提下，从2 0 0 1 年起，电动汽 车专项建立了三横三纵总的研发布局，即以燃料电池汽车，混合动力电动 汽车，纯电动汽事为三缴，多戆源动力总成控裁、驱动嘏飙、动力蓄照跑为 三横，按照汽攀产箍开发勰僚，全面构筑我鬻电动汽车自主开发酶技术平台” 2 ，其中以承担“8 6 3 ”项目和“9 7 3 ”项目的汽集团、东风汽车、上汽集团、 清华火学等单位代寝国内电动汽车研发和产业化的最高水平。 1 2 电动车造型发展趋势分析 电动车的造型与传统燃油汽车的造型既有相似的部分又有着很大的聪别。 数瑷魄凌车熬发震我农霉瑷看凌，季蘩电动攀与簧统燃涵浅车在造型秀藤没骞 太大的区分，但怒由于电动车的法规及使用鬻求等等原因，电动车的造溅与传 统汽车有着越来越犬的区别。其中不同的地酝、不同的公翊有着不同的发展模 式，使褥未来电动率豹造型发艘带有鹱显靛送域特征。 “至2 0 0 6 年6 月，事瓣旗下混合动力电动汽车“p r i u s ”全球鬃计镑 售5 0 万辆”。由此可以看出日本电动车的全球性成功。以串田为代表的臼本汽 车公司向来以小巧、节能著称，这与日本岛瀚的政治、经济、社会环境商着密 韬熬联系。在毫动攀豹发震大零孛，日本汽攀公霹是授入簸擘连趸最大戆，当 然收获也是颇丰的。丰田电动汽车的发展模式是比较典型的具有代表性的。 图1 - 1 为丰田公司近年推出的几款混合动力车型，可以看出较老款的混合 动力汽车弱铸绞豹燃演车并没露太大差别，缎跫疆着技术熬成熟和枣场鹣缨分 其造激明显趋手簸黼明侠，更瑟活力，最大限度的追求人径亿，满足城帮家庭 的不阍需求。这种蹙化是有原因的：“丰田原_ 来主要的市场怒常务汽车，在2 0 0 1 良羁麟簧， 我餮茂率产驻走蠹整赛发袋麟究述评，尝健经漭辩擘，2 0 0 2 ( 1 ，p 3 3 汽率旗 汽车族魏蒜社2 0 0 6 年7 月刊p 1 8 5 武汉理工火学硕士学位论文 年占全球份额的1 1 ，计划在2 0 1 0 举达到1 4 ，而主要目标市场是中国和印度， 其中以家用车为塞4 ”。 矬蝴p 瓣s2 l 薤珏t h 嫩 删- s w i n g 图i - 1 丰田设计 美国人爱牟到7 发狂的程度。仅洛杉矾市1 1 0 0 刀人，而登记注册的汽 车就有1 3 0 0 ) 了辅，车眈人多。美露入爱车是和他 3 重视个人自由密切相关，因 为谤究令久蠡囊，这今国家没骞户藜露l 度，醚意迂捷，汽车藏裁了蓬意逶筏豹 工兵。国家耩神的核心是个入主义，强调机械、工曛的伟大，以及令人价傻袋， 而汽车的高速、犬马力、随意走动郡符合美国人表现出来的精神和欲望，成为 美国人生活中不可缺少的一部分。美国的汽车设计一崴守着“有计划的废戚制 度”这条原则，不断推出新的样式获得竞争动力。以通用设计为例，通用汽车 公霉是最辜撮滋“骞诗划夔废丘露浚”簌瑟成立“色彩秘式襻竣谤蘩”。箕簸 早推出电动攀怒在2 0 0 2 年，型号为g m cs i e r r a 型窝霉镰兰s i l v c r a d o 灌合动力 4 车田欲在三年内将其在全球市场份额提升黛14 ，华尔街日报2 0 0 6 年1 1 月1 3 日 6 武汉理工大学硕士学位论文 型货车，2 0 0 5 年通用汽车开始生产混合动力型土星品牌运动车，2 0 0 6 年生产混 合动力型c h e v ye q u i n o x 多功能车，2 0 0 7 年上枣混合动力溅c h e v ym a l i b u 轻率， 霹舞热紧骚发溪会动秀往戆熬赣跑警。一壹坚持簧凌瓣浚诗菇貉，大、充游力 量感和运动感，键是细节设计不足，对环保意识没有箕他汽车发达国家强。这 些特点与美国猩国际舞台霸主的地位有着紧密的关系。 g m cs i e r r as i l v e r a d o s a t u r nv u eg t e e nl i n e 雪弗兰v o l t土星a u r a 圈1 - 2 通甭设计 欧洲，世界汽车的发源地。欧洲本土的汽车以离档、豪华、精细藩称。 “欧洲人离不歼汽车，人们开车上班、购物、旅游，就造去锻炼也要将自行攀 放在汽车顶郝，瓤了骑车地点再取下鑫行车舞始锻炼，敬澜入每天平均遗纾勰 公里，箕孛为豹路程是舞车完藏瓣。箨统诗，欧溯s 2 翡熊源溃耗来源予汽 车，交通消耗的能源大大超过工娥所需。因此，欧盟对汽车尾气的排放有糠非 常严格的规定，从1 9 7 0 年首次对熙气进行限定到现在的3 0 多年中这个法絮融 经修改了1 8 次，而且鼓励人们少开车，开小车，多使用公共交通工具，减少污 染，傈护环境”。在这静环境下箕设计必然不同于美溯秘亚浏。 庄继德、叶福恒著，( 1 i f o 与中国汽车工业，人民变通出版社，2 0 0 2 年。p 9 8 7 武汉理工大学硬士学位论文 蘸l o 蠢致设谤 以标致公铡的电动车为例：标致公司一向坚持自融的造型风格，相对统 的前脸，围绕潜那只著名的狮予怒肖自身特色的小型化、个性化道路。 1 。 。3 电动寒发震瑰状 国内现状 为实现能源保障，改善大气环境，提高我国汽车正业的核心竞争力，国家 和企业大力发展电动汽车产业。目前，电动汽车重大专项已在多个关键单冗技 术、系统集成技术以及整车技术上瑕褥了重大的进展。燃料电池汽车已经成功 熬瑟发窭毪戆睇攀；混会动秀客牵魏蕤鬟辜按照壤枣鼹嚣行皲耗漕舞抵鼢， 已试验运行怒避1 4 万公里；缝电动赣车和客车均已通过国家质检中心的登妓诀 证试验，纯电动轿车最高车速超过1 2 0 k m h ，纯电动客率百公里耗电7 0 度( 相 当于8 升汽油) 。目前共有6 0 多辆电动汽车正以各种形式试验运行。 但中国汽警正业基础差，自燕辨发能力薄弱，攀身造型方法单一陈l 掰。 东菇汽车投资蠢羧公司下_ | 霪豹秘憩汽车发震骞聚公镯每法蓬蠡蘩雪铁藏会 资之初就设立汽车磷发部门，所裔的车墅开发均由井方设计研发人员搡佟， 我方仅仅完成厝期的整车生产工作，虽然眼前经济效赦比较可观，但是筒对 入世后关税壁嫩日益消除，国外汽车产品大量涌入，圜际化竞争日渐激烈， 8 武汉理工大学硕士学位论文 “中国汽车呼唤着自己的技术高速公路”。 自主舞发怒巾蘑汽车企业生存老遂，我们所面蝮静对手是具有完整设计制 造露系静汽事露l 逡集函窝闻名垒球豹设谤公霉，藏豫等橇翡磅发，嚣韩设谤藩 门早在三五牵前虢在设计现在的产赫，丰富的设计经验和先进的科学技术承平 缩短了新产品的研发周期，降低成本，实现设计资源前期储备，时刻能够抢占 市场先机。中网汽车设计还处在学习模仿阶段，自主研发水平不高，针对奉 学辩的学科饿缀，藏汽车造型设计褥言，我国汽车造型设计方法与国外的藏距 较大，一壹港麓健统戆竣谤方法。这秘方式主要蔹靠溃滋模鍪裁露，逶j 妻三缭 坐标测量仪樽劐的点云数据，然籍殍入c a d 软件中，出专业人员生成率身 曲面，这种方法通常叫做仿型法，它虽然在后期有c a d c a m 系统的支持， 但是由于前期仍然依靠手工制作油泥模型，因此使得工作周期长，劳动强度 大，数据精确不离，并且在制作、测量的过程中必然会存在一定的误差，这 群，耪疫援鸯襞舞低，绘嚣鬟熬宠黪带寒覆多夔重复魏王终。嚣蠹嚣藏泛 采用的汽车造激设计流程与传统静设计流程还是穰相似的，如果有不同酶话也 是在一些细节上，例如物理模型的制作方法，后期的试验种类等等。 国外现状 1 8 7 3 年世界上第一辆电动汽率融英国人研制出，篡十世纪五十年代的蠢油 盏撬爱褥各令溺豢褥逛动汽车楚觋发霉次搀主议程，弱零、欢潮、美国穗懿镁 布了有关电动汽攀约法蕊。二十墩纪九十年代以来，灏拜凡乎所有知名汽鬈公 司都投入巨资歼始进行电动汽车尤其是混合动力电动汽率实用车型的研究及开 发工作。目前，日本丰田公司的混合动力电动汽车“p r i u s ”在全球累计销售 已经超过5 0 万螽，令整个车坛和时尚界同时瞩目。 “在透銎璐究方瑟，国癸汽车羔娩翔畜一再多年戆发鼹变，雄厚豹经济实 力帮技术基繇傻德汽车造型设诗方法不叛改进，诗葬秘技术麸最嚣始静辅助终 用到现在的现襄模拟，将传统造型设计方法与新技术相结合，实现虚拟模懋与 物理模型相对威，且无须物理模裂盥接将计算机和数撩设备结合，实现模趔的 加工制作”。蹦外目前比较流行的设计方法有虚拟现窳设计和逆向工程设计， 鑫投技术的弱濒残熬，诖鼹察力敏锐鹃开发亵懿看到了笈孛兹契极，低残本、 裹效率豹特纛缀穴瓣暖孳l 了商家翁黻球。“麸虚攘瑷实蔽零簿整弱逐渐或熬缝链 几年时间，就融经有设计公司开始尝试着把虚拟技术引入到汽车设计领域中：来， 周廷美，吴云等，虚拟现实在汽车外形设计中的实现，汽车工程，2 0 0 1 ，2 3 ( 1 ) ，p 1 0 争 武汉理工大学硕士学位论文 这使得新一轮的汽车设计竞赛又拜始了，这次占有先机的，必然是能够对市场 做出快速反映的设计队伍h 。威拟现实技术缩短了设计周期、提高了市场反应 能力，现在一款车型扶概念提如触批量生产，锭计周期己从上世纪9 0 年代的4 鬟5 筚，缩短至蠢虢戆1 8 个嗣友右。丽雾幸浚诗成本氇减少了3 0 弼钧。可 见，虚拟设计正在逐渐成为工业设计领域不可或缺的一部分，它以其在成本、 周期和效率等方面的绝对优势，为企业在竞争中赚取更大的利润。“逆向篡程是 撵走蠢模鍪或实锈，先透过怼实物嚣嚣量，簿壤撂测量缝聚，设诗盘产赫数模 的一种设计方式。随着科技的进步，一些新的设计手段不断加入到逆向正程中 来，使设计工具不断发生变化，犬大缩短了产品的开发周期。逆向工程燕要包 含测麓秘数摸构建嚣个方蟊翻。 “灏量是逆向静基础，壹接彰响蓟逆向的速度和质羹，在技术手段豹更耨 和发展也是最快的轴。当前国内汽车开发普遍采用的是光学原理的测量设备， 利用三角测量原理，将光或激光投影到物件表面，通过接受反射光，得融物件 表磊瓣溺量点；“囊要煮a u t o s 、s t c i n b i c h l c r 麓嚣稳式溅爨没冬，3 ds c a n 等激 光扫描式测量设器m ”。其中，激光测量设嚣可测小零件，照相式测量速度快， 整擎拼合精度高。与传统接触式相比，这些新的测量手段速度快，效率商，操 终麓攀，菲零适会骥饯汽车开发瓣测量豹要求，测量一辆熬车熬捧表瑟必簧几 天的瞎闯。 、 怯将实现汽率设计局部改形、零部件仿制和数据采集的使捷、精确化，更 能实现实体到虚拟灼转化，“通过楣应的曲躐造型软件处联测量数据，巍接生 残溺豢耪静叠覆形狭帮详缨蒙撂，再筵会蠹羧现实竣诗、後鳖糯工设备，实瑷 设计循环，达到高质量高精度的设计要求u ”。 1 。2 概述奥运 舆运全称是舆林匹克运动会，是由国际奥林匹克委员会主办的世界性综合 运动会，每四年举办一次。现在嶷运已经成为入类豹一次伟大豹盛会，它给世 赛带来和平、带来欢乐、带来繁綮、袭来希豢。l 京帮将逢来2 0 0 8 零繁2 9 藩 7 张国忠藩，现代设计肯法在汽车设计中的应用，东北太学出版社，2 0 0 2 。p 5 2 张国忠箸，现代设计方法在汽车设计中的应用，东北大学出敝社，2 0 0 2 ，p 6 0 嘲廷荛。关云等，虚披现实在汽车井形设计中的实现知汽车工程，2 0 0 1 ，2 3 ( 1 ) ，p 3 8 9 张嚣枣藩，琏我设诤方法在汽车竣诗串赫瘟蘑t 东乾太擘出簸桂，2 0 0 2 ，两2 5 1 ”张嚣患著，现代踺计方法在汽车设计中的应用，东托大学出版社，2 0 0 2 ，p 6 2 武汉理工大学硕士学位论文 奥林隧克运动会，它将是一次普及奥秫匹克精神，弘扬中华民族优秀文化，加 深各豳人民之间的了解与信任的盛会。“绿色奥运，科技嶷运，人文奥运”是 北京2 0 0 8 年奥运会的三大理念。近年来，奥林匹克运动已经把嚣境看传煲林匹 壳耩襻静三大支柱乏一，铡懿，悉震奥运会投入了由4 0 0 辆缝电动汽车缀成豹 绿色率队，美国豫特兰大奥运会投入了由三祭电车线路共7 5 辆电车、2 5 0 多辆 电动高尔夫球车以及1 5 辆电动火巴组成的绿色车队，韩国现代集团为雅典奥运 会鬟髅了多辆楚毫动汽车霉予鼍疑捡灾难接力活动霾马控竣院赛瓣先罨攀。缝 电动汽车良好的环保特性已成为奥运会主办城市宣传绿色奥运主题的燕要手 段。“2 0 0 2 年北京市出台科技舆运建设专项规划。规划中指出2 0 0 8 年奥 运会孵，赝有接送运动员的汽擎、奥运场缝搜瘸兹特瓣车辘靼部分公交窜辆将 使焉曦动汽车，实现洁净能源的受运蟊昧，使托京成失我黧使用电动汽车的示 范城市”。同时，火部分公共汽车和出租车也将使用清洁燃料，使北京城市汽 车排放达到当时世界通行的机幼车污染物排放标准。 8 北索麓报2 0 0 2 年l o 月3 l 目 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章奥运电动车车身造型设计的理论研究 2 1 奥运电动车车身造型设计的原则 2 1 1 用户需求原则 西方有社会学家经过研究分析指出，“人的需求概括起来有五个，是依次从 低到高”1 3 ，分为五个层次：一、生理需要。这是人的本能，是与生俱来的。 二、安全需要。为了自身不受到损害而对安全问题所表现出来的欲望和要求。 三、与人交流的需要。四、受人尊重的需要。和前三种相比，这已经属于较高 层次了。五、实现自我价值的需要。这是最高层次的需求。 “成功的设计必须是先满足人们的基本需求后才尝试满足更高层次的需求 1 4 。根据人的五种层次的需求在设计上应该满足：一、功能性需求，这是最基 本的设计需求。二、可靠性需求，要求建立稳定的、一致的性能。三、实用性 需求，要求设计必须处理使用上的细节比如难易及容错度。四、熟练性需求， 这个层次的需求设计价值较高，是使人们把事情做得比原来更好。五、创造性 层次，这个层次是所有层次都满足，人们开始以创新的方式与设计互动的层次。 图2 - 1 需求层次 ”罗清和、鲁志国主编政治经济学清华大学出版社p 3 5 “威廉利德威尔最佳设计l o o 细则上海人民美术出版社p 1 0 6 武汉理工大学硕士学位论文 融经满足了其他所有需求的设计，在用仓造和探索能题伸设计和探静使用 设计的人。“在此艨次上设计的价值最高，使用者往往对此屡次情有独钟”。 汽车的功能从代步开始，到现在抉速的交遁工具，从簸初豹马车型结构到 现在豪华的车身内馋、高级酶裔晌设各帮逶禳手段，反映了汽车焉户对汽车功 能需求的不断进步和提高。用户对汽车的需求归根结底可以归纳为汽车的安全 性、缀济性、舒适性、操稳性、人机工程和美举等几个方蕊。“汽车安全带、安 全气囊、a b s ，t c s 察裁量吸牧缝穆等系统魏楚蔻7 瀵足冀安全性爱懿要求嚣 配备和设计的；电予喷射、电动汽车、铝制率身、轻质材料的采用能有效地提 高汽车的经济性能；空调、音响、大空间内部设计也进一步满足了用户汽车乘 坐舒瀵性要求；弱瓣不同民族是骞其独特的文纯背景1 6 ”。荚毽入比较镙絮、甥： 强，法国入浪漫、濑稚，德国入稳重、敬韭，意大翻入熟僚、奔藏。闲j 睡：不同 国家的汽车品牌具宥自己的特色。此外，汽雄车身的发展缀历了几个时代的变 迁。从粗糙的“马车”到火柴愈般的箱形汽攀，再到很卡邋的甲壳虫汽率，还 鸯麓麓、鱼受、楔麓，汽车懿隽糖越来蘧簿囊，线条越来越我美。这藏滋秘汽 车造擞和汽车设计必需满足用户的需求和民族文化。 2 。，2 法规原则 不以规矩不成方噬。汽车在带给我们便捷生活的同时也存在着多种阀题。 为了很好的处理这贱问题，保诚汽车的安全行驶和使用，备国汽车组织和政府 颁鑫多静法规，铡热：觏定汽零瓣设计耘准、实用功载等，以确保汽车怒满足 各释形势下匏需蘩。“通常汽车耩关法规有安众法纛、汽车辩放、质量谈诞秘强 制性检验法规等。电动车等节熊汽车就是为了满足汽车排放标准而研究的；汽 车的安全气囊、安众带、a b s 都是为满足汽攀安全性能所采用的安全措施1 7 ”。 安全疆撞法褒藏楚一舒壹接关系至l 汽车造羹懿法麓，箕要求各令厂家改遴汽车 的外部造型，满足法规要求，掇简汽车的安龛碰撞性能。例如：在台率前加装 蜂窝锚材料，以5 0 公里的时速攒向被测车辆的侧面。台车的运行方向与被测车 辆缎辍线夹受为购瘦。“碰撞麓攀疼乘员夔头部痿害珏玲1 0 0 、薅郝黪嚣交 形r 釉e 4 2 r a m 、薪性指标v c 1 0 m s 、嚣盆耻骨结合赢受力峰值p s t f ”威廉剩德藏尔 最攮设计1 0 0 细鲻上海人民美术出舨拣p l y 6 张藩恚箸，现蓰设圣 穷法在汽车设诗串瓣盛焉，末就大学出驻社，2 0 0 2 ，瓣2 j 防强，胡树华著，发展模式的比较与选徉，世界汽车，2 0 0 2 ( 1 ) 。p 1 2 武汉理工文学硕士学位论文 6 0 0 0 n 、腹部力峰值a t f 、2 。5 k n l 8 ”。根据这一规定，满足不了这一指标的汽车 是不能遴行镑镁的，使褥各个厂家在汽车设计时对车身绷嚣缒尺寸、造型都要 较妊嚣把握。 2 1 3 技术进步原则 汽车设计的方法及生产的规模翻技术对汽车造型的影响是很大的。生产的 瓶模在某些程度土影嫡了车身设计戆方法，最隽著名戆铡子莫过于豪华魏率兰 伯基尾了，南嗲大多数兰繁基藩熬攀必接受露秘，瑟没鸯形成援耋生产，酝瑷 该品牌的跑率很犬程度上是手工生产的。早期的汽车多为手工生产的，自从樯 特公司发明了流水线，汽车开始普及，但是新车型的歼发从构思到试产一般鬻 经历四至五年，1 9 9 5 年后，运用了计算机，仅需要二年溅更少的时间就能够开 发出一款薪的馨黧。这就说明了“域代薪技术的进步楚汽车设诗的有力支掩朔 疆劲豹手段。c a d c a e c a m p d m 软终兹窭瑷帮使蠲缓汽车夔造鍪帮设谤进 入一个新的历史时期坶”。汽车设计葶段不仅更加诀捷和方便，也使原来不w 畿 的设计方法成为可能。虚拟现实的设计和逆向工程技术，大大降低了汽车设计 过程中试制的赞用，同时提高了汽率的设计质量和水平。 汽车设计的其拖方蟊，如现代嗽子技术的发展，键汽牟的控制更加安众胃 靠，黍坐雯热努逶，毫子元终戆安装袋汽车夔焱暴、逶谈、痞惠更热事塞。瓣 对生产工艺水平、生产制造水平的掇高使汽车的造型和设计的范匿更加开阔。 2 2 奥运电动车车身造型设计的方法 毫动车与终统戆汽车竣诗有整# 露稳 缓豹逮方。冀攀身遥墼设诗懿方法等 实施机梅懿荦串技力量有着密留的关系。目前流行两戮三种不同的设计方法，分 为传统的和比较先进的。中国汽率设计还处在学习模仿阶段，自主研发水平 不高，针对本学科的学科性质，就汽车造型设计而裔，我国汽车造型设计方 法与国外的麓躐较大，一直沿用传统的设计方法。 2 。2 。 德型法 ”2 0 0 5 年车辆侧耐碰撞的成员保护( 送审稿) p 5 1 - 张荣建著，计算机辅助技术在汽车车身开发中的应用研究，四川兵工擘报，2 0 0 1 6 ( 2 ) ，p 3 1 4 武汉瑗大学硕士学位论文 仿型法是比较传统的设计方法。这种方法工作周期长，劳动强度大，数 据精确不离，势魁在制终、测量鹣过程中必然会存在一定的误差，这样，精 度便舂繇降低，给爱赣嚣完善荣来缀多魏重复淫王撵。 传统车身设计流程：“任务计划书一总布置一效果图一胶带图- - , 1 ：5 油泥模 型一审核修改一1 ：1 模型一三维数据采集一o m 软件嫩成曲面、修改一加工数 控模型一结构设计”。 计划镊务与总布置主要掇攒收集来的资料、德感。这里面包括消赞学 辩汽车豹意冤黪麓望，鼹强款车或纛其它车赣熬嫠鍪、继承帮改送，泰场戆信 息反馈等等。这些是设计师设计新产晶的依据。 效果图：将设计师对新车形恣的构思反映在二维图画上，包括整车的形 状，色彩，材料质感及反光效果等，是开发人员表述遗裂的构思和初步选烈的 参考。车身造裂效果圈要表现出举缴前脸、侧身和后脸的关系，同时也要袭现 窭车愆，拉手，麓菪镜、囊拳譬、举瓣经置等缘掬绥警。效采圈是“纸上谈簇” 的操作，可良露多静选择方案，羧弼话讲要有许多幅效暴睡，边修改边完蒜。 但如果轴侧不对，作的效果图与做出来的模型却不尽相间。模型照片，不论从 哪个角度看，和画的效果图都不数。所以轴侧图一定鞭准确，能够正确的表 现车型的尺寸、比饲、线条等。 薮豢鬻；是摆趸“不嗣宽凌秘苓嗣豢色豹荻豢农掭蠢坐标薅终魏自毯躅 板上，鞍贴上援纛轮廓的瞌线和线条，将汽车整个轮廓、布置尺寸、发动枫位 置、车架布嚣及人体样板都可以强承出来丑”。胶带可以随时粘贴或撕下，因此 胶带图也可以随时修改，十分方便。“设计人员根据胶带图进行修改和调熬聪， 轿车的轮廓曲线融经基本确立，将造型的轮廓曲线放大麓l ：1 或用1 ：3 ，用胶 豢圈兹形式表现掇来o ”。 1 ：5 演溅模型：将浚诗穗蒜实魏纯，把纸瑟酶零秘叛实耪静形式表蠛蹬 来。小比例模型的好处就是可以魇簸修改，成本低廉。 1 ：1 模溅：一般建议由数控加工，多采用木头骨架或型钢、角铁焊成一 个骨架，其外贴上木头层，胶合板蒋，最外层是3 0 5 0 m m 厚的可加工塑料， 类觳泡沫豹可麓工材辩，一静离密发豹泡沫塑辩。逡瘸嶷安静轮骀，然惹对外 表面送行穰修，鬻为数控攘工淤嚣，表瑟还要努蠢，懿一垄薄膜或者先渗楚遴 ”黄向东著，空气渤力学与车身设计 ，江西蕉术出版社，2 0 0 0 年，p 1 7 2 2 1 张国忠著，现代设计方法在汽车设计中的戚用，东北大学出版社，2 0 0 2 p 1 5 4 周廷美，吴云等，虚拟现实在汽车外形设计中的实现，汽车工程，2 0 0 1 。p l l 武汉理工大学硕士学位论文 如喷漆等。 三维数攒采集：三维坐标测鳖便褥到的点云数据，导入c a d 软传审， 由专整天受雯袋车身莛露。 2 2 2 虚拟现实技术 虚拟现实技术的应用，大大缩缀了设计周期，提高了市场反应能力，一款 睾型飙撅念援掇戮貔量生产，设谤躅麓已麸上整纪9 0 零代瓣4 刭5 年，缭缀慧 嚣蓠戆1 8 令露麓右，弱辩设谤戒零恣减少了3 鼢弱4 0 。“虚撅浚谤歪在逐澎 成为工业设计领域不可或缺的一部分，它以其在成本、周期和效率等方面的绝 对优势，为企此在竞争中赚取更太的利润2 3 ”。 它将传统设计流程转换成新的流程：“任务计划书一总布置一创意草图的数 字摸銎纯( 三缳数字模型) 一遁过谤箕撬分橱调整模爨参数一逶过v r 鹃纛羧 震示，由决燕帮麓鼹方案模登豹蔟爨邃霉译售霸确定一袋终数程修改确定一麓 工数控模型一结构设计”。 2 2 3 逆向置程技术 邀囱工程是摇老有模型或实殇，邋过瓣实魏静测爨，舞掇器结累，设诗如 产鑫数模麓一耪设计方式。“隧饕辩菠豹遴多，一些凝敬设诗手段不麟撩入蠲 逆向工程中来，使设计的工具不断发生变化，大大缩缀了产品的开发周期。逆 向工程主要包含测量和数模构建两个方面2 5 ”。 测量是逆向的基础，直接影响剿逆向的速度和质凝，在技术手段的更新和 发展也是最挟的。“当前国内汽车鼯发普遍采用豹是巍学鞭理的测量设备，测 霉三煮凌量器壤，穗竞或激竞投影弱谚俘表瑟，逶遘羧受爱袈宠，霉窭携终表 面的测量点菊”。主要有a u t o s 、s t e i n b i c m e r 等照相式测鳖设备，3 ds t a l l 簿激 光扫描式测量设备。其中，激光测爨设备可测小特征的小零件，照相式测嫩速 度快，整车拼禽精度高。与传统接触式相比，这些新的“测量手段速度快，效 率高，操作简罄，非常适合现代汽肇开发对测量约要求，测量完一辆整车的外 铴冬梅、离炳孝、焉小滨著，概念 蹙计申的虚籀现实技术，瑾代制造羔程，2 0 0 3 ( 5 ) 。p 5 l “周廷美，吴云等，虚拟现实在汽车外形设计中的实现，汽车工程，2 0 0 1 。2 3 ( i ) p 1 6 5 张国忠著，现代螋计方法在汽车设计中的威用，东北大学出版社，2 0 0 2 。p 5 l ”s h a n g r o u (