车身设计新技术

车身设计新技术通过与国内外汽车设计公司的合作，对汽车工业发达国家的驾驶室设计技术进行了跟踪了解，围绕驾驶室产品特征、造型设计技术、工程设计技术，以及先进的设计理念等几个方面，对当今先进的驾驶室设计技术进行了综合介绍。其中包括计算机辅助造型技术、虚拟现实技术、空气动力学模拟、人机工程技术、电子样车技术、CAE 验证技术、模块设计技术、性能设计技术和并行工程。1、 先进的驾驶室产品特征安全性和舒适性是驾驶室设计的主旋律,在产品结构和配置装备上具有如下特点： (1) 驾驶室结构为全钢整体设计，安全性能满足欧洲法规对驾驶室的安全要求（ECE R29）。 (2) 驾驶室防腐处理工序复杂，防腐耐久性可持续车辆的整个使用寿命周期。 (3) 外形设计充分考虑了空气动力学原理，每一个表面部件都单独经过空气动力学模拟和风洞试验，以求得到最完美的空气动力学外形。 (4) 在内饰设计上都刻意营造一种舒适的乘用空间，内饰设计和外形设计的出发点是不同的，外形设计的是形体，重点体现品牌特征和视觉效果；内饰设计主要是功能，是用的，体现的是本体感觉。以功能完善和使用便利性为主，驾驶区、控制区、生活区的分割完善，使驾驶者在进行长时间的驾驶而不感到疲劳和不舒适，作为全时商用车，充分体现了卡车的物流特性。驾驶室的内部布置充分考虑人体工程学原理，最大限度地降低驾驶员的疲劳程度，从而使驾驶员的工作效率和安全性得到很大程度的提高；“灵活空间概念”设计思想，使其在有限的内部空间内，提供个性化的功能配置，满足用户多样化的需求。(5) 内部装备安全舒适豪华，室内居住性得到了极大的提高：配置空气悬挂座椅、宽大的卧铺、半自动/全自动空调、电控门锁/车窗、环绕式仪表板、安全气囊、碰撞吸能转向柱、电动天窗、高级音响娱乐系统。 (6) 驾驶室悬置系统完全采用空气弹簧，有效地隔绝了振动和噪声，提高了整车的舒适性和平顺性。 各种新技术、新工艺、新材料得到了大量的应用，豪华型驾驶室更是成为各制造厂商展示自身开发能力和核心技术的舞台。 2、先进的造型设计技术计算机辅助造型技术（ CAS模型）计算机辅助造型设计是随着扫描技术和矢量化技术的发展，在现代车身设计中得到应用的一门新兴的造型技术。CAS 设计区别于传统的仿形法设计，将表达完整的造型胶带图 (1:1) 由三维扫描仪直接输入工作站中、经过矢量处理后得到原始的数据点，再运用CAS 系统进行实体造型，最后得到三维可加工的数学模型。根据内外表面数据状况的不同，可以采用不同的CAS 软件进行制作。CAS 技术具有如下特征和优点： (1) 可省略比例模型的制作环节，减小劳动强度，缩短造型周期；对于一个完整的驾驶室，利用CAS技术可以在2030 个工作日的时间内完成所有内外饰表面和大部分细节的三维可加工数据模型的制作任务。 (2) 摆脱了手工模型制作和三坐标测量造成的误差链的影响，提高了数据精度，为最终模型的制作精度奠定了良好的基础。 (3) CAS 阶段生成的内外表面三维数据，可以为后序工程和工艺分析提供共享的数学模型，为并行工程的开展和深入提供了前期技术条件。 3、先进的工程设计技术 在产品的设计阶段，就充分考虑产品的装配环节及其相关的各种因素的影响，在满足产品性能与功能的条件下，改变零部件装配结构来降低装配时的复杂性。主要体现在以下几个方面：（1）白车身焊接过程模拟。包括焊接顺序、焊枪运动空间、焊点分布等。车门玻璃装配过程的模拟。(2) 车门玻璃装配模拟。车门玻璃和车门焊接总成都属于空间曲面，验证玻璃的装配可行性只靠几个断面进行分析是非常困难的，模拟功能非常直观地仿真整个装配过程，避免了在设计阶段制作实物模型进行实体验证的高成本，也消除了设计阶段的隐患在后期装配过程中造成的反复设计。 (3) 运动干涉分析。包括驾驶室的翻转校核。 （4）CAE 验证技术 在产品设计阶段的CAE 验证技术已经得到了全面深入的应用，大至白车身的结构分析，小至密封条结构与材料的优化。主要涉及到白车身和部件的静态、动态、安全、疲劳分析，空间和管路的分析，钣金件的冲压成形可行性分析，塑料件注塑过程的模拟分析和优化设计等方面。并且随着设计的深入、数据的完善，CAE 验证工作按多轮次、层层展开，有力地支持了结构设计的可行性，保证了设计方案的优化。 全面的CAE 验证工作也充实了性能设计方面的评价标准和目标值的积累。 （5 产品性能设计技术 设计部门已经全面应用性能设计技术，从产品的概念设计开始，贯穿于整个产品技术设计阶段，直到后序的产品试验验证也是以性能设计中的目标性能为指导纲要。对驾驶室而言，控制的产品性能主要包括以下几个方面： (1) 安全性（主动/被动安全性，包括车体结构碰撞安全性、内外部凸出物要求、乘员约束系统安全性等）； (2) 舒适性（静态/动态舒适性，包括居住性、驾乘操作舒适方便性、视野性等）； (3) 综合NVH 性能（振动匹配设计、噪声品质控制、车身固有频率主动控制技术等）。 4、先进的设计理念并行工程（同步工程） 并行工程是一种系统工程的方法，动态优化地处理问题。它在产品开发的设计阶段就考虑产品生命周期中工艺、制造、装配、测试、维护等其它环节的影响，通过各环节的并行集成，以缩短产品的开发时间，提高产品的设计质量，降低产品成本。并行工程的核心是并行设计，并行设计的特点是“集成”与“并行”。 设计阶段的并行工程主要在以下三个方面得到具体贯彻：开发流程的并行、设计方案的并行、项目团队的协同工作。 （1 ）开发流程的并行 传统的产品开发流程通常是递阶串行结构，各阶段的工作按顺序进行，一个阶段的工作完成后，下一步阶段的工作才开始，某一阶段的输入是其上一阶段的输出。因此，传统的开发流程是一个串行设计过程，它以产品规划为第一步，以此顺序展开，直到最终开发产品的输。 为了更大程度地缩短产品开发周期，必须在产品开发的第一步流程上采用并行工程对开发流程进行重组。运用并行工程原理，分为结构分析组、工艺分析组、制造分析组以及装配分析组。其中，结构分析组对产品的结构断面、接头形式、材料选择、料厚确定、加强方式等方面进行综合分析和评价，为设计方案提供技术支持。工艺分析组用来为设计者提供冲压、焊装、涂装、夹具、检具等方面的工艺可行性技术支持。制造分析组可以辅助设计人员在方案阶段就能考虑到制造工序的繁简、设备的投入以及成本的预估。装配分析组可以帮助设计人员在装配可行性、装配成本和零部件优化设计中做出平衡决策。因此，概念设计、详细设计和方案评价都是在面向装配、制造的设计知识库的支持下进行的，实现了全局优化，克服了传统设计中对设计以外的其它过程因素考虑较少而造成反复设计的缺点。 （2）设计方案的并行 并行工程的核心是使产品开发人员在设计过程中尽早地考虑产品以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本来满足市场的不同需求。而总体方案的设计与论证作为以后详细设计的依据，必须从总体上保证最优的性价比，优化设计，降低成本，缩短研制周期。 设计方案的并行意味着在时间概念上按照并行运作模式进行模块化、系列化方案设计。在关键的节点上完成阶段性控制，尽早发现问题、尽早解决问题，从而保证整个项目和产品的高效率、低成本。 （3） 项目团队的协同工作 开发流程是设计理念的