商务车车身造型设计.doc

XXX工程技术大学毕业设计（论文） 商务车车身造型设计摘 要随着汽车的迅速发展和经济的快速飞跃，越来越多的商务车成为了许多普通家庭的新宠儿。面对如此广阔的发展前景，提高商务车车身造型设计水平、快速开发出新车型并缩短新车的上市周期便是当务之急。利用CAD软件提供的强大的复合建模功能，探索一种车身造型设计的新方法。实现参数化设计，以缩短开发周期，降低生产成本。首先进行商务车车车身总布置，通过查阅资料，根据车身布置要求，参考现有车辆的参数，制定出车身基本外形参数：长宽高：512223381995，轴距（3290mm）和前轮距（2023mm），后轮距（2027mm）根据这些参数对车身进行总体的布置，包括车身的外形和内部布置。其次为了确定车身的局部设计进行人体工程学分析：根据设计要求选择合适的人体布置参数，建立人体杆系模型并在车身模型上定位。以第95百分位中国男子杆系模型为依据，利用实测数据计算并选定人体手的操纵范围，建立了一个眼椭圆模型并在设计的车身模型上定位。最后校核前方视野区域。利用UG软件中的WAVE模块实现参数化设计，建立参数化模型，其中白车身建模为本次设计中的难点和重点，白车身由30块曲面合成且曲面连接圆滑，基本满足表面光顺性分析要求。由白车身生成车身组件，大约有150多个组件，其中为了体现模型真实性，建立了左右车门、前后车灯、车轮，后视镜，内饰模型等的实体模型。最后建立一张0号加长的车身布置图，对车身模型进行渲染，生成彩色效果图。关键词：汽车造型，汽车设计，人体工程学，WAVE，The Body Styling Design of Business Car AbstractAs the development of car and economy rapidly, more and more business car become many households new point. With such a flourishing prospect, we are eager to improve the level of the business car body design and the ability of the independent development, Exploiting new type of car rapidly and shortening the period of the car. Using the strong modeling function of CAD software is going to search a new way of styling design. Carrying out the parametric modeling design is to shorten the exploiting period and decrease the cost.At first, to get the basic parameters of the car body, I look into large amount relatively data and consult some same types of the cars .the parameters are shown as following: length width height: 512223381995; the distance of shaft is 3290mm;the front wheelbase is 2023mm; the rear wheelbase is 2027mm. I design and dispose the body which including the outer and inner of the body base these parameters. Then to obtain the parameter of parts of car, I carry out Ergonomic Analysis. Choose the parameter of human body based on designing need and set up the model of human body. Finish the operation range of the driver and solve the relatively parameter and location of the Eyellipse based on using the data of practice. At last, check the front visual field of the dinner.In this thesis, carry out parametric design and build the parametric camber model and solid model in virtue of WAVE module of UG software. The white body modeling is most difficult in the process of this design and the important parts of the parametric model. The white body is composed of 30 sheet bodies. The link of sheet bodies is smooth. Satisfy the requirement of face analysis. In addition, I build the more 150 automotive body components based on the white body and there are some solid models (door, lamp, wheel etc) in all the components to represent the authenticity. Finally do the drafting of this body dispose in a larger A0 drawing sheet and rendering the model of this car body.Key words: Body Design，Automobile Styling，Ergonomic, WAVE商务车车身造型设计郑颖蓉0621032390 引 言随着人们生活水平的不断地提高，人们对汽车的需求量也不断在增长，现在不少人的眼光从轿车转向了商务车，而MPV型的商务车将成为商家的另一个焦点。商务车最初的含义是人们在商务进行中所用到的一种交通工具，因为商务车体积大、能承载多人，所以是一个非常实用，受欢迎的商务型交通工具。而现在的商务车含义已经不仅仅如此了，随着商务车慢慢地进入家庭时，商务车这个名词已经成为一个代名词了，它已经渐渐地成为家庭中的新宠了。 现在在商务车市场上上海通用别克“GL8”、 广州本田“奥德赛”、起亚“嘉华”是最热门的，其三者之间也在一决雌雄。我们可以从以下三个方面对这三种款式的车作比较：1）外型及内部尺寸对比上海通用别克GL8以其大气的外观、超长的车身和长达三米的轴距不愧被称为“路上公务舱”，同时起亚嘉华的宽度以及车高也让另两个对手俯首称臣。广州本田奥德赛的在MPV中略显“袖珍”的外型尺寸也许是为了在车海中来去自由。别克GL8更加注重前排乘客的感受，留下了非常充足的前排腿部空间，而相对重要的第二排，最大的腿部空间也不过一米的长度。若从内部的宽度和高度来讲，嘉华绝对会带给您非常宽敞的感觉。而之前轴距最短的奥德赛，则为后两排乘客的腿部留出了非常充足的距离。2）技术参数及动力性对比三款车采用了不同排量、不同形式的发动机，因此动力和经济性方面就各持所长。嘉华的发动机由于排量最大,所以动力最为强劲。奥德赛先进的五档手/自动一体式变速器，在兼顾驾驶乐趣的同时又能够提供更平顺的换档方式。GL8的优势在于独有的发动机动力总成电脑控制模块,能够随时让车辆处于最佳行驶状态。3）车型配置对比嘉华在ABS、双气囊之外的“雨量感知雨刷”功能绝对是锦上添花。别克GL8在主动安全方面因为缺少了EBD系统，因而显得美中不足。而奥德赛的预收紧式安全带，则又为乘员的安全增加了一份保障。选择MPV而不得不考虑的还有车内的实用性。在这一点上三款车也是各有千秋：别克GL8和嘉华的第二排座椅都能够向后旋转，从而让后面二、三排的乘客可以面对面的交流，这项功能绝对在实际使用中非常有用。三车中只有奥德赛的座椅具有加热功能，这项配置在严冬时一定非常不错。空调和音响对比，奥德赛独特的“三区域自动空调控制系统”非常的人性化。在音响方面，别克GL8虽然不像嘉华和奥德赛一样具有方向盘音响控制系统，但是8个喇叭的高级剧院音响绝对让您拥有不错的视听享受。 通过上面的对比，我们已经发现了这三款MPV型商务车的特点。别克-GL8以其大气的外观更加适合那些公务场合需求、起亚-嘉华在车内拥有着不错的横向纵向尺寸，也就也就赢得了那些苛求车内空间人士的喜爱。本田-奥德赛因其时尚、配置丰富、经济省油的特点，更加适合年轻和家庭化的需求。 这三款商务车可以是在各个方面都是平分秋色，但是别克GL8是在中国市场最先抢得先机的一款车，也是众多车主喜爱的一款商务车，别克GL8具有商务车的代表性，所以这次商务车车身设计我以GL8为例，在它的造型基础上，来改造自己心目中的GL8。1 汽车造型设计概论1.1 汽车造型设计汽车造型设计是汽车制造过程中的一个重要组成部分。汽车造型设计是指汽车总布置和车身总布置基本确定之后进一步使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程，它包括外形设计和内室造型设计。汽车造型设计不是那种附属的简单美化工作（例如在汽车制成之后才考虑加上装饰物和喷上油漆），而是独特的综合创作。因为汽车不仅是现代化的工业产品和交通工具，而且是一件精致的艺术品，是科学技术与艺术技巧高度融汇交织的结晶。汽车的造型既包括结构、性能、工艺等科学技术因素，也包括艺术因素和社会因素，需要加以综合分析，权衡各种因素的作用和影响。为了承担这项工作，汽车造型设计师应具备广泛的知识和较高的艺术素质。1.2汽车造型设计师应具有的素质要求：1）富裕创造性创造性的意思就是推陈出新。古人云：“纵横自有凌云笔，俯仰随人亦可怜”。创新，是对造型师最终要的素养要求，也就是：有敏锐的洞察力，富于想象，善于发现和突破，并且要解放思想，敢为天下先。新颖的造型刚出现时，也许会被世人觉得古怪，甚至难以接受。孰不知，这种古怪或与众不同可能恰恰是对传统的突破，闪烁着智慧的火花。因此，造型师应保持头脑清醒，只要是正确的，就要积极宣传解释，据理力争，排除不合理意见的干扰，不轻易放弃。2）卓越的实施表现力造型师应具备一种能将各种抽象思维理念，通过严密有序的工作步骤付诸实施的能力。一个好的设计思想还只是停留在假想范畴，尚需要造型师运用各种技能将其转化为现实。具体而言就是用效果图和模型表达造型构想的本领。如果造型师缺乏表现自己构思的技能，纵然有再好的构想也难以表达并无法被人正确理解，因而无从实现，不免有“眼高手低”之嫌。现代化的设计离不开计算机，因此造型师还必须具备较好的运用计算机造型软件的技能，使得在计算机上所描绘的效果图更逼真，所塑制的模型更光顺完整。3）较宽的知识面造型师的知识面要宽广。汽车是现代化产品，涉及的行业很多，不仅包括工程技术，而且还包括美学，乃至管理和市场营销等社会科学。要求造型师、设计师或工艺师在工作时要运用许多门类的知识。当造型师由于知识的局限在工作中对某些问题视而不见，他自然不会也不可能去分析和处理这些问题，这将导致严重的疏忽遗漏。因此，需要造型师不断地努力学习，充实自己，拓宽自身知识面，善于发现不足。需注意，书本知识固然重要，实践积累更为可贵。此外，造型师还必须熟悉世界各国汽车的发展历史和现状，将世界各国新车行的动态和市场信息作为自己造型构思有价值的参考资料。掌握多领域的知识还应注重吸收和消化。一个优秀的造型师，不应一位盲从或模仿，人云亦云，而是善于从浩瀚的知识海洋中提炼，去粗取精，去伪存真，以达到“古为今用，洋为中用，推陈出新”。4）良好的协作精神汽车是由一系列复杂部件组装而成的大型精密产品，即使是最富有经验和知识最渊博的人也不可能深入了每一个细节，更不可能由一人包揽全部设计说制作。因此，各个部门和各专业人员必须有不同的分工，相互配合，在不同的工作岗位上发挥各自的作用，形成一个组织严密的工作群体。一个成功的车型，而更应该强调他们配合协作的集体成果。既然汽车造型是汽车研发过程的一个组成部分，那么在这个过程中，造型师同样需要深入实际调查研究，征求其他专业人员的意见，发挥各部门的协作精神，取长补短，互相互让，才能使造型工作尽善尽美。一个有经验的造型师，既要避免固执己见、惟我独尊、不愿听取合理建议，导致造型脱离生产、脱离实际的偏向，又要避免毫无主见，听任不良干预，导致汽车的形象支离破碎的倾向。因此，无论在汽车选型研讨中或是在造型省批时，都需要以各方面的专家为主导，集思广益，反复推敲，从多个方案中总结归纳出佼佼者，共同为创造完美的车型而努力。1.3汽车造型设计的要求1）造型使汽车具有完美的艺术形象艺术通过典型形象反映社会生活。汽车的艺术形象应具有社会和时代的特色。我国的艺术形象应表达出中国的社会精神面貌，反映我国先进的科学技术于文化水平以及人民的气质，艺术形象应为广大人民所理解、所利用，为群众所喜爱。汽车的艺术形象，不仅表现在汽车本身的雕塑形体上，而且还表现在汽车上的装置诸如座椅、灯具、各种覆饰品、各种仪表、各种电器等许多部件和零件上，需要运用美学法则和构图原理对它们进行巧妙的艺术加工。在汽车造型设计过程中，还直接运用绘画、雕塑等艺术技巧。因此，各种艺术意识形态、各种艺术创作手法和技巧都会对汽车的艺术形象产生不同程度的影响。造型设计师应努力探讨各种工业产品的造型特点，研究各种艺术创作方法和技巧，作为借鉴，促进汽车造型设计。2）造型使汽车具有良好的空气动力性能当汽车以高速行驶的时候，气流就像一股强劲的飓风作用在车身上，对汽车的行驶状态有很大影响。因此，使汽车外形具有良好的空气动力性是十分重要的。首先，必须使汽车选择合理的外形以便尽量减小空气阻力，这不仅能改善汽车的动力性，而且还能提高汽车的燃料经济性。其次，还必须使汽车具有良好的空气动气动力稳定性是汽车发挥高速度而又保证行车安全的重要条件之一。在汽车造型设计过程中，必须对汽车的整体形状以及各个细部反复推敲，制定出若干方案进行空气动力性能试验对比，使造型臻于完善合理。3）造型使汽车车身具有良好的工艺性 汽车车身由许多大型覆盖件构成。在汽车造型设计时，应充分考虑这些零件的制造工艺，例如尽量减小拉延深度，减少冲压工序，简化冲模结构，并使零件具有良好的装焊工艺性等等。造型设计师在塑造外形模型时应与工艺师密切配合，做到互相深入了解和兼顾对方的要求，为设计完美的外形方案共同努力。4）造型应保证汽车良好的适用性 汽车造型设计必须保证汽车结构合理，保证乘坐安全舒适、操作方便、视野良好等性能，既要避免迁就产品功能，忽视艺术的偏向，也要避免脱离功能，严重损害功能的唯美偏向。造型设计师与结构设计师应密切配合，尽力使完美的艺术形象体现具体的车身结构上。5）造型应考虑各种材料的装饰性能汽车造型的效果不仅表现在汽车的基本雕塑形体上，而且还表现在所选材料的装饰效果上，把材料的质地、肌理巧妙地融合在精细的加工方式之中，体现了先进技术带来的美感。汽车车身上采用种类繁多的材料：钢铁、有色金属、工程塑料、玻璃、纺织品、橡胶、木材、纸、油漆等等。造型师必须了解各种材料的性能、工艺方式，正确利用，以便发挥材料的装饰效果。1.4汽车造型演变的趋势 人们对汽车技术探索的根本目的是为了满足自己日益增长的需要，汽车造型也不例外。然而人的需求是多方面的，开发新技术纯粹是为了提高汽车的性能，有“唯物”的趋向。而设计一个新的造型时则要考虑到更多的因素：除了技术限定外，市场信息、消费理念、品牌传统、流行趋势以及人们变幻莫测的审美观等，无一不在制约着每一项造型设计工作的始终。正因如此，我们可以评价一辆汽车在造型上的美与丑，这就好比我们几乎准确地预测未来几年内汽车在技术上将会如何，却无法预测届时的造型将是什么样子。但是汽车造型的演变与汽车技术的发展毕竟是息息相关的，一个时代的成功车型往往能够通过其造型反映出这个时代的汽车技术之大成。因此，我们来看看汽车造型发展历程的几大段落。1.4.1 早期的汽车造型无马的马车（19世纪末至20世纪初） 汽车如今是我们日常生活中的重要一员，然而最早的汽车却并非我们今日所见到的模样。早期的汽车仅仅能够解决依靠自身产生的动力行驶的问题，限于制造技术的不发达和种种观念的制约，早期的汽车是谈不上造型设计的，甚至就是在马车的基础上改装而成。从外观上看去，更像是一部没有马的马车。汽车制造者们几乎将所有的精力都用来开发汽车本身的行驶技术，而无暇顾及车身的美观、空气动力性能等。1769年，法国炮兵军官尼古拉屈尼奥发明了一辆装有蒸汽发动机的木制三轮炮车，被公认为是世界上最早的机动车。这辆车在前部装有一个圆形的大锅炉，最高车速只有3.6km/h。虽然极难操控，以至于试车当天便制造了人类历史上第一起汽车交通事故，但它毕竟开创了人类移动方式的新篇章如图1.1（左）所示。1883年，德国人戴姆勒（Gottlieb Daimler）研制出了一台小型高转速汽油发动机，1885年，他与好友麦巴赫（Maybach）将一台1.1Hp的汽油机装在了一辆木制脚踏车上，制成了世界上第一辆摩托车如图1.1（右）所示。 图 1.1 尼古拉屈尼奥的蒸汽三轮炮车（左）戴姆勒制造的第一辆汽油机摩托车（右） 1886年，德国人卡尔本茨（Carl Benz）将一台汽油机装在一辆三轮车上，制成了奔驰1号车，这辆车被普遍认为是人类历史上第一辆真正的汽车。同年，戴姆勒与迈巴赫在一辆四轮马车的基础上安装了汽油发动机，制成了戴姆勒1号车(图1.2)。图1.2 奔驰一号车（左）与戴姆勒一号车（右） 1908年，美国人亨利福特（Henry Ford）发明了流水生产线，汽车可以被大批量地制造和廉价地销售，汽车随即迅速走进人们的生活中，汽车工业开始真正诞生和发展。1.4.2 马车车身的逐步完善厢式车（20世纪初至20世纪20年代）随着汽车从实验室里走向用户，一些诸如风吹雨淋等最为突出的使用上的问题很快就被提了出来并逐步解决。在这期间，即使是最为廉价的汽车也先后配齐了挡风玻璃、车门、车顶、轮罩、车灯等“补丁”，汽车车身最终成为了一个封闭式的“箱子”，乘员可以真正坐在里面风雨无忧了。这一阶段的汽车虽然已经从基本形式的四门轿车衍生出了许多其他的变体，如两门车、敞篷车等，但整体形态相差并不大。1.4.3 发动机功率竞争的产物长鼻汽车（20世纪20至30年代） 随着汽车制造技术的逐渐成熟和竞争的日趋激烈，各个汽车制造商开始竞相开发大排量和大功率的发动机，从而提高车速，吸引买主。发动机的缸数一度由4缸发展到了8缸、12缸甚至16缸。只是由于当时的技术限制，大多数汽车的发动机都是前置纵式直列发动机，缸数的增加使得汽车的前部发动机舱越来越长，加之汽车的前轴往往也要放在发动机前面，就形成了名副其实的“长鼻子”汽车。当时一些装着“超级发动机”的赛车由于车头过长，驾驶位置甚至只能安置在车尾部。和前一个时代相比，汽车的造型虽然有所改观，但是这一时代的汽车造型在设计上还是非常被动的。车身的加工工艺方面大多仍是采用木制龙骨，将敲打过的金属皮蒙覆在表面的方法，因此造型上非常受限制。大部分汽车以贵族为主要买主，所以在车身装饰上的浮夸依旧存在。1.4.4 汽车车身造型向流线型的初步发展（20世纪30至50年代）早在20世纪初期，空气动力学已经在飞机和船舶的造型上有所应用。随着汽车行驶速度的提高，空气动力学开始对赛车造型产生影响。美国通用汽车别克（Buick）事业部在1910年制造的“世界速度之王”赛车，凭借着强劲的动力和流线的外型，在印第安那波利斯赛道上突破了168km/h的速度记录。西方资本主义国家的经济危机促使汽车制造商开始探讨汽车的燃油经济性和外形的合理性，同时科学技术的发展也使人们对空气动力学有了更多的认识，各大汽车厂商开始把空气空里学纳入议程。于是，汽车设计出现了一个流线型的黄金时期。流线式造型虽然在美国没有得到迅速的发展和普及，却得以在大洋彼岸得德国大行其道。1936年，德国人费迪南德波尔舍（Ferdinand Porsche）为当时得大众（Volkswagen）汽车公司设计出了著名得“甲壳虫”汽车，成为汽车史上一个德国的国民车，其车身造型特点在第二次世界大战后的几十年一直经久不衰。1.4.5 汽车造型设计得风格化、地域化时期（20世纪40年代中期至70年代）西方发达资本主义国家的汽车工业在第二次世界大战后进入了一个迅速发展的黄金时代。经济的复苏促使各大汽车厂商不断的推陈出新，汽车的造型也尽可能地花样翻新。在这一时期，汽车造型也开始有了明显的地域特征，美国的汽车逐渐趋向于宽大、舒适，在20世纪50至60年代甚至一度出现了夸张的仿飞机尾翼的设计，自20世纪60年代开始，美国的跑车又出现了一股“Muscle Car”的热潮；西德的汽车开始显现出理性和制造技术的先进;英国的汽车如里挖掘自己的“贵族”气质；日本的汽车小巧简洁；而法国、意大利的汽车则更趋向于浪费和充满艺术气息。这段期间正是所谓的汽车造型风格化的形成时期，许多大厂家的汽车造型开始注重一个凌驾于合理和美观之上的问题企业品牌的风格化。梅塞德斯（Mercedes）、宝马（BMW）等厂家纷纷在这个时期确立了自己的汽车产品在造型上明显不同于他人的品牌形象。1.4.6 日本汽车的崛起（20世纪70至80年代中期） 日本汽车工业在第二次世界大战后开始快速发展。早期的日本汽车不仅制造质量差，安全隐患多，在造型风格上也几乎是欧美汽车的缩小版。由于岛国本身的资源有限，日本汽车厂商始终致力于经济型汽车的发展。20世纪70年代能源危机的爆发，使得简洁省油的日本车几乎在一夜之间得到全世界的青睐，美国三大汽车巨头也开始匆忙着手开发注重经济性的紧凑型轿车。到了20世纪80年代，日本汽车占据了美国和西欧的很大一部分轿车市场。当时日本汽车的造型并没有什么特点，如最畅销的丰田花冠（Toyota Corolla）、本田雅阁（Honda Accord）等轿车大多以简单的几何形为主。但随着销售受益的增加，日本各大汽车公司开始重点开发独立自主的外观造型设计，到了20世纪90年代，日本的汽车厂商已经先后树立了自己的汽车造型风格。如当时颇受好评的马自达（Mazda）Xedos系列轿车等。1.4.7 现代汽车造型的趋势（20世纪90年代至今）汽车造型的发展会随着人们观念的改变和生产力发展水平的提高而变化。而汽车的发展和生产力水平的提高也会改变人们的观念。（1） 造型复古，技术更新近年来，汽车的发展具有一定的复古情怀，外形小巧玲珑的大众甲虫型汽车风行之后，小巧的轿车又开始时髦起来，而且款式比过去更加漂亮、美观。但这种复古是在高科技发展的今天，已被赋予了新的内容。另外，在一些跑车和特性车上，也能证明这一点。（2） 简洁明快，简单维美快速高节奏的生活方式，导致了汽车造型发展的新趋势。汽车与生活息息相关，越来越多地反映生活方式 ，因此首先应以简单实用为准则。平直的车身细条构成朴实无华的风格。这种“简单唯美”的设计理念最早来源于乔治亚罗父子在设计Touare沙漠概念车时提出的，汽车造型设计、外形和内饰一样应相互协调一致，以简约为宗旨。（3） 以人为本 天人合一“以人为本”就是在汽车设计中首先要保持驾驶员和乘客的舒适、方便、安全。为此国外一些大汽车公司都非常重视这方面的探索，并不断提出一些创新的设计思维。如逆向设计，触摸设计，起居室设计，人车环境系统设计等。（4）挑战常规，突出个性打破传统，挑战常规，突出个性，一直是人们追求的目的，特别是在当今世界尤为突出。不同年龄、不同性别、不同职业、不同性格的人，对汽车的消费观是不同的。特别是年轻一代，更是标新立异，他们在注意性能的同时，更注意外形的个性化。2 车身设计方法2.1车身设计对于大多数人来说，对车的欣赏基本都是整车，除了性能之外，汽车的外观和内饰是人们谈论最多的话题，因为这是对一辆车最直观的印象，所谓汽车设计，简单的理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰，使其在充分发挥性能的基础上艺术化。但是，其实汽车设计是一件复杂的事情，并不像其他设计师在香槟和音乐的陪伴下寻找灵感那么纯粹。汽车不是单纯的艺术品，当然它要有漂亮的外表和吸引人的个性特征，同时它还得能安全可靠的行驶，这就需要整个设计过程融入各种相关的知识：车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识，当然更少不了诸如绘画、雕塑、色彩感等基本艺术功底。由此不难理解为什么能称得上汽车设计师的人少之又少。从脑子里的一个灵感，到最后得以实现，最简单的估算也是十几个步骤，最后无非是要得到市场的认可，性能优良的内“芯”，再加上一袭新衣包装，才是新车待嫁时。2.2传统设计方法传统的车身（外形）设计过程见图2.1。图2.1手工车身设计流程2.2.1 前期工作汽车造型的前期工作可以分为两个部分：产品开发计划和汽车造型前期工作。产品开发计划中，首先要对车型定位，正确的车型定位是企业成功的前提。车型定位确定好之后，接着要对其做可行性分析，这些可行性分析包括使用调查、市场情况、企业的技术条件、工艺分析、成本核算等。可行性分析之所以重要，是要充分考虑各方面的影响因素，明确产品开发的目的和方向。最后是准备设计任务书，设计任务书包括下列内容：1）对产品技术指标的描述，其中写明对且车的车型、各个主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标以及各个总成的型式和性能等具体要求。2）设计开发进度时间表。而汽车造型前期工作包括了造型项目的任务、造型人员的组织与配备和资料准备。2.2.2 初步设计为了减轻绘制车身布置图和制作模型过程反复修改的工作量，在初步设计中采用缩小的比例。（一）绘制1：5车身布置图根据整车的初步控制尺寸（如汽车的总长、总宽、总高、轴距、轮距等）和总布置方案（如发动机和传动系的布置等）。（二）绘制彩色效果图在上述车身布置图的基础上先构思草图（Idea Sketch）（见图2.2），然后绘制多方案的彩色效果图（Rendering）（见图2.3），此种图有多种表现形式，表示整车的，该图最好按照透视规律绘制并配以色彩，要求逼真、形象，以收到使未来新车行跃然纸上的效果；表示局部效果的，这时只要求细致刻划和突出需要琢磨的部位。在车身内饰图上应具体地反映出车身内部装饰（如仪表板、座椅、侧壁的覆饰和有关附件等）的效果。在绘制效果图的过程中，出于审美的要求，往往需要对上述车身布置图的线型作相应的修改。至此即可广泛征求意见，从中初步选定一种满意的方案。 图2.2 构思草图 图2.3彩色效果图（三） 雕塑1：5模型 以1：5车身布置图的外形尺寸和彩色效果图的外观为依据，即可进行雕塑1：5油泥模型（见图2.4）。此模型应定位安放在刻有坐标网格线（每格距离为200mm的1/5）的平台上，模型上也划分有相应的网格线。模型的外表各部（如前脸、尾灯、门把手等）应力求细致，一边于观察其立体效果。 在雕塑此模型的过程中，出于审美实感的要求，还可能要对1：5车身布置图和彩色效果图作某些相应的非原则性的补充和小修改。由此可见，以上三步实际上是相辅相成、反复交叉进行的。图2.4 汽车油泥模型2.2.3 技术设计（一）绘制1：1线型图 此图是在初步设计的基础上进行绘制的，因为从线型图可以大致观察汽车的外形轮廓，所以这一步的目的在于发现和修正前一阶段初步设计中小模型上所暴露的问题。据此可以从各个角度面对竖置的线型图进行观测，这样可检验放大后的效果，以便作适当的修改，从而避免后续各步走弯路而导致不必要的返工。（二）雕塑1：1油泥模型此模型实际上是经修改过后的1：5油泥模型的放大模型，它反映了未来新车的立体造型效果，模型上和平台上也都刻划有相应的坐标网格（每格距离为200mm）。此模型要求表面光整、曲线连续、能较准确地反映出车身各部分曲面的外形。这样才能从模型上直接取得样板，以供绘制主图板作依据。（三）制作1：1内部模型此模型一般采用木制骨架，其内部覆饰和装备（如仪表板、座椅和方向盘等）则尽量采用或借用实物。其目的主要在于检验内部布置尺寸（考虑操纵方便性、乘坐舒适性以及上、下车方便性和视野性等）及内部装饰效果。根据1：1油泥模型和内部模型，可以确定车身表面和车身的结构、门窗位置以及钣金零件的分块等，这时就可着手转入绘制主图板（Master layout）的工作。（四）绘制车身主图板在车身主图板上应能反映出：a) 车身上的主要轮廓线（包括一系列的截面曲线）。b) 车身上各零件的装配关系。c) 车身上各零件的结构截面d) 可动件（如车门、发动机罩和行李舱盖等）运动轨迹的校核。由此可见，主图板是车身技术设计中最关键的一环。（五）绘车身零件图车身上各个零件的边界条件可从主图片上获得，通过对零件的具体结构设计所确定的截面形状，又可用来充实主图片的内容。（六）样车试制和试验就车身来说，试制和试验的目的主要在于通过实践来具体检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，以及预先了教制造上的关键等。(七) 制造车身主模型这种车身设计方法存在以下缺点：1）油泥模型上任何细微的改变都将直接导致主模型和大量图纸的修改，由此产生的修改设计极其繁琐和艰辛。特别是由于车身覆盖件的转配关系是一环紧扣一环的，而车身图纸又都按坐标来标注尺寸，所以即使是局部外形和尺寸的改动，也会产生连锁反应。“牵一发而动全身”，导致制图工作的大量返工。在普通机械的设计工作中，制图工作约占整个工作量的50%60%，而在传统的车身设计工作中，设计者们的绝大部分时间都在从事这种繁琐的、重复性的工作。2）在进行设计和生成准备的各个环节之间进行信息传递时不可避免地存在“移形”误差，导致精度低。3）设计周期长，成本高。传统车身设计需要工程技术人员、美工人员及工人的共同协作，每一个环节还会耗费大量的时间和金钱。4）产品的通用化及系列化程度低，这是显而易见的。2.3现代设计方法一般认为，基于各种计算机辅助技术（CAX）的车身设计方法为现代车身设计方法，它通常可分为概念设计（Concept design）和工程设计（Engineering design）2个阶段。这里主要讨论工程设计。采用CAX的现代车身设计见图2-5，它的一个主要工作是利用计算机辅助几何设计CAGD方法来进行车身几何造型设计，即在计算机上建立一个雕塑车身的模型，可以从它的表面任意处得到所有的曲线和曲面信息来进行设计和分析，这个模型将被作为一个主模型来取代传统车身设计中的立体模型，从图2-5中可以看到，现代汽车车身设计方法保留了传统设计中美工雕塑人员常规使用油泥模型，然后利用三坐标测量技术对车身油泥模型的表面数据点进行测量。根据这些数据，设计师在计算机中建立一个近似于真实模型的数学模型；然后根据要求对模型进行相关的修改，进行结构分析和设计，最后将计算机建立的车身模型直接用于车身覆盖件模具的设计和加工。这种设计方法使得结构涉及，有限元分析和模具加工共享统一的车身设计数据库和图库确保数据和图形的传逆准确无误，而且设计工艺和检验人员使用同一数据资源，即方便又准确，由于采用这种设计方法不仅效率高，缩短了设计和制造的周期，而且提高了设计精度，因而在车身设计中的应用越来越广泛和深入。现代汽车车身设计方法的特点主要体现在：1）以计算机中的三维实体模型代替传统设计中的主模型，从而把大量人力从绘图、取样板、制表面、做模型等繁琐的劳动中解放起来。2）提高了汽车产品规划时的可信图2.5 计算机辅助车身设计流程度，使设计、工艺、模具设计和制造人员更好地协同工作。3）充分发挥了计算机运算速度快和精度高的特点，极大地提高了汽车车身设计的效率，缩短了开发周期。目前用于车身设计的各种CAD/CAM系统都能够根据三维实体模型自动生成二维的车身图纸和用于数控加工的代码。同时当三维模型发生任意微小的改变时，系统都会自动地修改与之相关的图纸和数控代码。由此可见，在整个车身设计的过程中，所有的模块都是相互关联、相互影响的。车身设计人员可以充分发挥他们的设计思想，不断地完善和改进三维车身模型，至于其他繁琐的绘图和修改工作都将由计算机自动完成。4）现代车身设计方法可对车身造型进行优化设计，利用CAD/CAM软件提供的强大的实体造型功能，能够构造出更逼近于现实、更形象直观的车身三维模型。设计人员经过对各种造型的类比，从中挑选出一种集多项优点于一“身”的最为理想的设计方案。而其余的车身模型也被保存在一个车身数据库中，以便于将来对车身进行各种改型设计。同时该数据库还实现了车身零件的通用化和序列化。同时该数据库还采用这种方法后不仅减少了车身设计的成本，而且使得汽车产品在激烈竞争的汽车市场中具有更强的竞争能力。在计算机辅助车身设计中需要用一组数学方程来描述所要求的车身外形，同时做1条完全通过或逼近给定值点的光滑曲线，通常称为曲线拟合（Curve fitting）,实际上就是按曲线选择公式的问题。目前，广泛采用B样条法。由于B样条法具有诸多优良性质，使得它与Bezier等方法相比，具有更强有力的造型功能；因B样条曲线曲面的连续阶升高而局部性降低，所以在计算机辅助设计中多采用低次B样条曲线曲面。尤其是非均匀B样条曲线曲面，由于它可以通过参数轴上节点分布的调整控制曲线曲面的形状，特别是端点重节点和内部重节点技术，使得复杂曲线曲面的一次拟合和插值成为可能，因而非均匀B样条曲线曲面被得到最广泛的应用。在实际的车身计算机辅助造型过程中，除建立曲线曲面的数学模型外，还有相关曲线曲面的拼接过渡、曲线曲面的相交、特征线的生成、三角域的生成、曲线曲面的计生和延拓以及图形变换与隐藏显示等技术。目前广泛应用于车身计算机辅助造型的工程软件系统主要有：CATIA，Pro/E，UG等。3 商务车车身布置3.1 商务车车身总布置的内容商务车车身的总布置与底盘、发动机以及电器设备等有着密切的关系。车身总布置的第一阶段与车身的概念设计同时进行，进行概念设计时就应该考虑到整个车身的大致布置。车身的总体设计是在整车总布置的基础上进行的，根据整车总布置提供的汽车长、宽、高的控制尺寸，以及动力系统的轮廓和位置，进行车身基本尺寸的确定。因此，整车总布置设计是车身总体设计的基础。商务车车身的总布置是以驾驶员的座椅为中心进行的，首先根据车的形式及踵点位置确定驾驶员座椅的位置及尺寸，画出其各调节功能下的各个可能位置；确定出R点（座椅参考点），再画出眼椭圆，进而确定仪表板的位置，确定上、下、左、右各方视野；然后用人体模型确定转向盘安装角度，定出转向盘下边缘至座垫表面、靠背的距离，最后画出手操纵手柄、按钮的位置。 3.2 车身外形设计车身外形尺寸包括总长、总高、总宽、轴距、轮距、前悬及后悬长、前风窗倾斜度、后风窗倾斜度及最小离地间隙等。商务车外廓尺寸确定，主要是从整车性能和人机工程学以及相应的工艺出发。车身较长，纵向稳定性好、室内容易布置，但停车占地面积大、通过性不好；车身较宽，室内宽敞、乘坐舒适性好、布置空间大、弯道行驶稳定性好，但操纵困难，迎风面积大，通过性较差；车身较高，乘员出入方便、室内宽敞、视野开阔，但是空气阻力大、行驶稳定性不好、转弯特性差；车身较低，平顺性和稳定性、空气动力性都较好，但乘坐空间小、乘员有压抑感。车身的长、宽、高之间存在一定的联系，相互制约，设计时必须综合考虑。一般满足下列要求:l mm l mml l mm车身外廓尺寸与发动机、底盘、燃料箱、备胎等总成的设计原则是：在性能允许的条件下应尽可能地缩小外形尺寸，以达到节约能源、提高汽车通过性的目的。这是现代汽车车身设计的一般趋势。3.3 车身内部布置汽车车身的内部布置应首先考虑人的因素，既要保证安全性又要考虑舒适性。对于车内空间，考虑安全性及根据座椅位置进行人机工程学优化。对乘员活动影响最大的部位是客厢内部，在客厢内布置着与驾驶有关的仪表板、转向盘、变速杆以及各种操纵类部件，还有与乘员直接有关的座椅、扶手、拉手等多种部件，这些都直接影响着驾驶的安全和乘坐的舒适性。进行车内尺寸总布置时，必须考虑操纵的方便性，包括方向盘位置、踏板的可操纵性、清楚地辨认仪表板、驾驶员及乘客头部空间的各方向自由度、装入发动机及传动部件的空间位置要求等（如图3.1为本次设计中的车身内部布置图）。因为每个乘员的体形不会完全相同，所以客厢的布置和尺寸要想适应于每一位乘坐者是相当困难的，一般确定内部尺寸是以统计数据为基础的。客厢内部尺寸的确定是对商务车的人机工程研究的结果。图3.1 车身内部布置图4 人机工程学基础人机工程学（HumanMachine Engineering）是探讨人与机具共同配合如何达到最佳状态以发挥最高功效的学科。在汽车研发过程中，常常运用人机工程学进行车身总布置设计。4.1 H点人体模型在汽车车身总布置时，常使用一个参量H点（Hip Point），即人体模型身躯与大腿的交接点（胯点），用它来确定人体的乘坐位置。 R点称为座椅参考点（Seating Reference Point）或写成SgRP，R点时在设计之初进行总布置时，通常是根据总布置的要求先确定一个“乘坐参考点”即座椅调整至正常驾驶位置范围中最后最低时的肘点并称该胯点为R点，R点也是车身总布置设计的一个基准点。 欲确定H点的位置，需要将H点人体模型（GB1155989）按一定的程序（GB/T1156389）安放在车身室内的座椅上，用实测的方法得出。H点人体模型（图4.1）由相互铰链的座板与背板，以及大腿杆、小腿杆、足部、头部空间探针等部件组成，还用加上若干重块和按量角器调节各部分的角度。图 4.1 H点人体模型4.2 百分位百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之几的人可适用，它是人体工程学中一条基本的设计原则。百分位最简单分为三档，即第5百分位、第50百分位、第95百分位。有时，由于地域辽阔、自然环境复杂、人体差异较大等原因，百分位的档数需要适当增多。车身设计中一般采用5 、50和95三种百分位的人体尺寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。4.3 我国人体尺寸1989年7月1日我国正式实施了国家标准中国成年人人体尺寸，分7档公布数据，即第1、第5、第10、第50、第90、第95、第99百分位，以方便使用。但此标准无关节之间的尺寸，对车身内部布置的使用意义不大，1993年11月我国标准化与信息分类编码研究所提供了人体模板和人体尺寸，为车身内部布置提供了中国人体数据依据，表4.1便是根据此数据计算出的中国人人体关节数据，供车身CAD设计使用。表4.1 中国人人体关节数据项目女子 5%女子 50%男子 50%男子 95%颈部至头顶（S2-He）280310290300颈部至肩关节（S2-S1）40306060肩部至胯关节（S1-H）400427449477胯关节至膝（H-K）350373406433膝关节至踝（K-A）350375395425踝关节至踏平面（A-Ap）9095100105踝关节至踵点（A-Ahp）117123.5130136.5踵点至足指（Ahp-Bof）193.5204.2215225肩部至肘（S1-Elb）240260275295肘关节至腕（Elb-W）200220235245腕关节至手心（W-Knu）65757580水平方向眼点至颈（E-S2）X72717167垂直方向眼点至颈（E-S2）Y1702001801904.4 汽车驾驶员眼椭圆4.4.1 眼椭圆定义汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适意位置，并以正常的驾驶姿势入座后，他们的眼睛位置在车身坐标系中的统计分布图形。由于统计分布图形呈椭圆状，因此被称为驾驶员眼椭圆。驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视野原点基准。在车身设计中一般采用眼椭圆样板来描述驾驶员的眼睛分布范围。4.4.2 眼椭圆的提出以往，在汽车驾驶员的视野校核中，以平均身材的驾驶员的眼睛位置作为基准。由于驾驶员的身材、坐姿及驾驶习惯的不同，视野原点不可能是一个点，故上述方法只能满足中等身材的人的需要，缺乏统计意义。在实际中视野原