汽车车身造型与设计》课程设计-轿车车身造型与设计.doc

机械工程系课程设计说明书课 程 名 称：汽车车身造型与设计题 目 名 称：轿车车身造型与设计年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 指导老师签名： 20 年 月 日 目 录课程设计任务书1摘要3关键词31 轿车的外观设计 41.1 查找资料41.2 导入光栅41.3 前围曲面创建71.4 后围曲面创建91.5 车门曲面创建101.6 车顶曲面创建111.7 曲面分析以及修整131.8 前后翼子板创建171.9 车身修饰件创建192 转向盘的外观设计223 座椅的外观设计234 效果图25设计心得30致谢31参考文献32 汽车车身造型与设计课程设计任务书学年学期：2010-2011第1学期专业班级：2007级车辆工程（1）班指导教师：袁志群、洪汉池、许建民设计时间：17-18周(2010.12.20-2010.12.31)学时周数：2周一、设计目的通过本次课程设计使学生了解汽车车身造型设计的程序，理解汽车车身造型设计的基本原理和方法，掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学以及人机工程学的一般知识。同时培养学生的动手能力和分析能力，为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。二、设计任务及要求根据表中车身尺寸参数完成轿车车身造型设计任务，达到以下要求：参考车型：奥迪R8长宽高(mm)443119041249轴距(mm)2650轮距(mm)1632/1593前悬/后悬(mm)自定接近角/离去角()自定车门数(个)2座位数(个)2轮胎规格235/35R191.熟练掌握CAD软件；2.根据跑车车身布置特点，完成车身三维造型；3.完成室内地板设计与布置、驾驶员和乘员座椅的设计与人机工程布置；4.完成整车渲染效果图和车身总布置图。三、设计时间进度安排12月20日：任务下达以及查找资料；12月21日-12月29：车身三维造型设计、室内地板设计与布置、驾驶员和乘客座椅设计与布置；12月30日-12月31：完成设计报告。四、成绩考核1.平时考核40%(知识结构、软件应用和考勤等)；2.设计报告书60%(书写格式、完成质量等)。五、报告书写格式封面、设计说明书(应包括目录、中文摘要、关键词、正文、参考文献、致谢、附录)。封面以及设计说明书格式的排版严格参照机械工程系发布的课程设计说明书格式规范要求。六、参考资料1汽车车身设计，羊拯民，机械工业出版社，2008。2汽车车身结构与设计，黄天泽，机械工业出版社，1997。3汽车空气动力学，谷正气，人民交通出版社，2005。4车辆人机工程学，毛恩荣，北京理工出版社，2007。5汽车造型，杜子学，人民交通出版社，2005。6UG NX 4.0曲面设计教程，展迪优，机械工业出版社，2008。七、轿车车身造型与分析任务分工轿车车身三维建模：许淦轿车车身人机工程：汪雅顺轿车外围装饰件、轿车渲染：吕鹏轿车车身造型与设计【摘 要】：车身是汽车的三大总成之一，其生存周期约为底盘的三分之一。车身的更新速度较快，因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。目前，计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段，尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。 文中以奥迪汽车公司的R8轿车车身为对象，运用UGNX7.0三维造型软件进行轿车车身造型，着重研究曲线构造、曲面构造、曲面过渡连接以及轿车车身曲面的分块和整车的虚拟装配造型。【关键词】：轿车车身，曲面分块，造型设计，UGNX7.01轿车的外观设计1.1 查找资料搜索所需要逆向建模的奥迪R8的正视图、俯视图、侧视图、后视图以及若干车身局部视图，尽量选择背景简单些的，渲染图或效果图最佳，如图（1）所示。图（1）R8效果图1.2 导入光栅将所需要的正视图、俯视图、侧视图、后视图转为tiff格式图片，利用光栅图像进行导入。导入的过程如图（2）图（3）所示。图（2）光栅指令图（3）插入光栅图像将导入的光栅图像调整比例，调整后，轴距达到原车长度，如图（4）所示。轴距已经打到2636mm，在允许的公差范围内。通过变化相对坐标系，来导入其余光栅图像，具体的命令如图（5）所示。得到最终的光栅导入图，如图（6）所示。图（4）测量光栅轴距图（5）移动光栅图像图（6）光栅效果图通过变化相对坐标系，分别在导入的光栅视图中创建外轮廓线。采用样条曲线，对车身曲面进行分块。构造轿车车身关键轮廓线，需要构造的外轮廓曲线如下表（1）所示。序号名称曲线1前围曲面主视向轮廓线曲线2前围曲面俯视向轮廓线曲线3侧围曲面主视向轮廓线曲线4侧围曲面俯视向轮廓线曲线5后围曲面与侧围曲面相交处轮廓线曲线6后围曲面侧视轮廓线曲线7后围曲面与车顶曲面相交处轮廓线曲线8车顶曲面主视向轮廓线曲线9车顶曲面轮廓线曲线10车顶曲面与前围曲面相交处轮廓线表（1）外轮廓关键曲线表1.3 前围曲面创建构造前围以及发动机盖板曲面，通过组合投影得到关键轮廓曲线1、曲线2如图（7）绿色线所示。图（7）前围曲线根据所得到的三条线，利用扫掠的得到所需的前围以及发动机盖板曲面1。如图（8）所示。图（8）前围曲面图（9）后围曲线1.4 后围曲面创建根据所得到的三条线，利用扫掠的得到所需的后围以及行李箱盖板曲面2，如图（10）所示。后围以及行李箱盖板的创建，通过组合投影得到关键轮廓曲线3、曲线5如图（9）绿色线所示。图（10）后围曲面对已创建的曲面进行修整，对曲面进行光顺，构造新的样条曲线。如下图所示，第一次修整图如图（11），第二次修整图如图（12）。图（11）第一次修整图图（12）第二次修整图1.5 车门曲面创建利用桥接曲线得到如图红色线所示的曲线，如图（13）所示。根据得到的四条线，创建车门曲面3，并设置与前围以及发动机盖板曲面1、后围以及行李箱盖板曲面2这两个曲面G1相连。如图（14）所示。图（13）侧围曲线图（14）侧围曲面1.6 车顶曲面创建利用组合投影得到曲线10车顶曲面与前围曲面相交处轮廓线。如图（15）所示。通过样条曲线，分别选择所得到的组合投影线来获得车窗外轮廓线，如图（16）黄色线所示。图（15）车顶曲线图（16）车顶曲线修正通过车窗曲线，利用网格曲面得到前风窗、后风窗、车顶曲面。如下图（17）所示。创建侧窗曲面5，利用网格曲面来构建，网格曲面所需的曲线如图（18）红色线所示。构建侧窗曲面5，如图（19）所示。图（17）车顶曲面图（18）侧窗曲线图（19）侧窗曲面最终的三维草图如图（20）所示。图（20）曲面草图1.7 曲面分析以及修整对所得到的车身曲面进行面分析，总体如图（21）所示。图（21）整体面分析对所创建的各个面进行分析，可以观察到可以观察到：对于前围以及发动机盖板曲面1，轿车前脸的疏密度比较均匀，而前翼子板处的疏密度变化很大，需要修整。如图（22）所示。图（22）前围面分析对于后围以及行李箱盖板曲面2，轿车尾部的疏密度较为均匀，后翼子板的疏密度变化较大，此处需要添加曲线来约束曲面。如图（23）所示。图（23）后围面分析对于车门曲面3，如图所示，观察到曲面3与曲面1.、曲面2的过渡，在接近前翼子板处有较大的变化，这里需要修整。如图（24）所示。图（24）侧围面分析综上得到曲面的修整方法，最终的效果是要将如图所示的粉色和黑色的交界线尽量成水平。如图（25）所示。图（25）整体面分析对曲面进行修整，用样条曲线反复重新创建轿车车身关键轮廓线，如图（26）所示。图（26）修整曲线尽可能多的使用桥接曲线，并设置相切长度为1。之后利用网格曲面命令，并设置所创建的面与相邻的面G1连续。最终的效果图如图所示，对比与修整之前的曲面，可以明显的看到车门曲面3的疏密度均匀了很多，曲面1、曲面2与车门曲面3的过渡很光顺，曲面1、曲面2、曲面3的光栅很整齐。如图（27）图（28）所示，交界线接近一条直线。图（27）修整后光栅图图（28）修整后光栅图1.8 前后翼子板创建先利用修剪曲面将翼子板修剪出来，如图（29）所示。得到如图（30）所示的线条。利用桥接曲线得到如图（31）所示线条。图（29）修剪曲面图（30）曲线抽取图（31）桥接曲面利用四条线创建曲面网格，如图（32）所示。并设置与曲面1的G1连接。图（32）曲面创建1.9 车身修饰件创建先在光栅图片中勾勒前风窗的曲线。如图（33）所示。将曲线投影至曲面4，如图（34）所示。用修剪片体将前风窗与曲面4分离。如图（35）所示。图（33）前围曲线创建图（34）曲线投影图（35）曲面分割同样的，将后风窗与曲面4分离，效果图如图（36）所示图（36）后风窗创建创建前脸进气栅格、大灯，在左视图中，勾勒前脸进气栅格、大灯曲线。如图（37）所示。将曲线投影至曲面1，对曲面1进行分割。分割后，进行进气栅格和大灯的造型，效果图如图（38）所示。图（37）进气栅曲线图（38）进气栅修整创建后视镜，通过改变相对坐标系，在左视图中构造如图所示的曲线，如图（39）所示。之后，在构造后视镜支撑柱，构造曲线如图（40）紫色线所示图（39）后视镜曲线图（40）后视镜曲线组用曲线组得到后视镜曲面如图（41）所示。用曲线组得到后视镜支撑柱，如图（42）所示。利用N边曲面，构造镜面，如图（43）所示。图（41）后视镜曲面图（42）后视镜柱曲面图（43）后视镜镜面曲面2. 转向盘的外观设计由总布置参数，方向盘外径320mm构造曲线，如图（44）所示。图（44）方向盘曲线如图所示对曲线进行整体拉伸，得到实体，之后对实体进行边倒角，得到方向盘实体。对实体抽取片体，得到如图（45）所示的方向盘。图（45）方向盘曲面3. 座椅的外观设计由总布置参数得到座椅的基本参数，构造如图（46）所示的曲线，利用扫掠命令构造曲面。然后修补曲面，对头枕部分与座椅底部进行曲面网格，构造出曲面。效果图如图（46）所示。图（46）座椅曲线添加驾驶员人体模型，采用50百分位的男性人体，并利用人体姿势库设置其为最佳驾驶姿势。如图（47）所示图（47）驾驶员人体姿势添加乘客人体模型，采用50百分位女性人体模型，并利用人体姿势库设置其为放松姿态。如图（48）图（49）所示。图（48）乘客人体姿势图（49）人体模型4. 效果图利用真实着实得到效果图，如图（50）图（51）图（52）图（53）所示图（50）轴视效果图图（51）轴视效果图图（52）轴视效果图图（53）轴视效果图课 程 设 计 心 得短短的两个星期课程设计即将结束,此次的课程设计,是我大学期间最后一次课程设计，学到很多新的知识。通过此次课程设计，自学能力得到了很大提高。此次的课程设计，大多运用到曲面设计，通过曲线曲面的建立，巩固加强了原先学到的UG知识。其次，理论水平及动手能力都有多提高，通过不断的反错，不断的修改，使理论联系实际，实际又回归理论的两次飞跃，同时通过不断的操作，动手能力也提高不少。使我们不仅巩固了理论知识，同时也掌握了设计的要领和步骤等，提高了自己的专业技能和创新能力。最后，在设计过程中，与老师同学间互相交流探讨，沟通协调能力得到了提高，同时也增进了师生及同学间的感情。课程设计过程虽然挺辛苦的，但是收获却是很大，受益良多，能够感觉到真正的学到东西。这将是大学期间难得的历练与经历。致 谢本次课程设计，以奥迪R8为参考车型的轿车车身造型设计从最初的毫无入手方向到最终的成型出稿，得到了老师和同学们很多的帮助。首先感谢指导老师在课程设计过程中的指导。从最初课程选题，组员分组任务下发到课程设计过程对同学们诸多问题的建议。特别在建模的过程中，对建模的思路、方法的指导，起到了指引。另外对于一些复杂的曲面的构建以及面与面之间的过渡的建议，起到了很好的开导。此外，还要感谢本次课程设计和我同组的汪雅顺，吕鹏同学，感谢他们对车身造型与设计上的建议，特别在于总布置参数的计算上。还有很多的同学，督促了我不断的学习进步。