现代汽车设计与试验.ppt

1、现代汽车与汽车文化，2009-2010学年第一学期，课程主要内容，第一讲汽车发展史，第二讲著名汽车公司及其品牌，第三讲现代汽车，第四讲汽车外形变化与颜色，第五讲汽车基本结构，第六讲现代汽车工业，第七讲现代汽车设计与测试，第八讲安全驾驶，第九讲汽车运动与著名车展， 学习目标、重点难点、主要内容、本章总结、第七讲现代汽车设计与测试、思考与实践。 第二，了解汽车开发设计的基本过程，了解现代汽车的设计方法；第三，熟悉整车的性能测试和测试内容，了解汽车零部件测试的测试内容；4.了解汽车试验场和我国现有试验场的功能，熟悉汽车试验场的一般道路设施，了解汽车风洞的目的、汽车的设计要求和设计过程、整车的性能试验

2、和试验内容、汽车试验场的一般道路设施、第1节中的汽车设计要求、第2节中的现代设计方法、第3节中的汽车试验，汽车设计要求可大致概括为33，360。1.功能性为满足汽车使用而提出的性能要求，即汽车的动力性、经济性、机动性、安全性和舒适性；在确定性能的设计目标时，设计人员应根据国情和使用条件设定优先顺序(例如，高级轿车的动力、舒适性和安全性是第一位的；微型汽车的经济性和机动性至关重要。越野车辆的机动性和可靠性是设计的主要目标。车辆的适应性：在设计车辆时，应考虑不同道路和气候条件对车辆性能的影响，以使车辆尽可能满足不同使用条件下的功能要求。它可以精心设计，也可以安装不同的组件。汽车的个性化：为了满足用

3、户的特殊功能需求，汽车设计应该具有更大的灵活性和灵活性，以便在同一条生产线上定制不同需求的汽车。2.一个好的可制造性设计不仅要使陈品的性能优秀，而且要使产品成本低廉，并达到同类产品中最好的性价比；结构可制造性：产品结构设计中考虑的制造和维护的可行性和经济性；它包括：加工工艺性：标准化、通用化和产品系列化；装配可制造性：根据零件、组件、部件和产品考虑装配单元的划分和装配顺序。规范的汽车设计应在相关标准和法规的指导下进行。汽车设计除了按照国家相关标准绘制和标注设计图纸外，还应符合一些与汽车相关的标准和规定。中国汽车行业标准包括与国际市场基本一致的汽车标准和汽车产品性能质量宏观控制标准，包括国家标准

4、、国家标准和国家标准。汽车标准分为强制性标准(汽车尺寸限制标准、汽车安全标准、油耗限制标准、汽车排放限制标准和噪声标准等)。)和推荐标准。为了使中国汽车产品进入世界市场，国际标准化组织(ISO /TC22)、美国标准协会(ANSI)、美国汽车工程师学会(SAE)、日本工业标准组织(JIS)、日本汽车标准组织(JASO)、日本汽车车身工业协会(JABIA)、日本汽车轮胎标准组织(JATMA)、JARP(日本汽车产品工业协会)、日本电池工业协会(SBA)、欧洲经济委员会(ECE)、欧洲经济委员会(EEC)等制定了汽车法规。4.使用经济性是一个更广泛的要求，包括燃料经济性，包括燃料、润滑油、轮胎、易

5、损件等的消耗。以及维修和保养的费用。20世纪70年代以前，国产汽车的大修里程一般定为10万公里。目前，国产轿车和轻型卡车的大修里程一般在20万公里左右，大修里程的延长反映了汽车可靠性的提高，从而大大降低了汽车的运行成本。5.循环经济为了节约资源，减少污染环境的各种废弃物，汽车零部件所用材料的循环经济(即可回收性)越来越受到重视。艺术车不仅是一种具有实用价值的交通工具，也是一种对产品的外观和内部布局非常讲究的具有艺术观赏价值的工艺品。在车身设计中，艺术家和工程师扮演着同等重要的角色。模型设计、色彩设计、室内装饰设计。和谐必须考虑人与车的和谐关系，即操作方便、乘坐舒适；汽车设计是一个综合考虑人机工

6、程学、交通工程学、制造工程学、操作工程学和管理工程学的系统工程。二，现代汽车设计方法，汽车设计理论与技术的发展现代汽车设计方法，汽车设计过程，1。制定产品开发计划(明确开发目的和工作方向)首先，确定具体模式；其次，进行可行性分析(根据用户、市场、技术条件、工艺、成本核算等)。)；第三步是制定汽车的初步方案(绘制方案图和性能计算，选择汽车的技术规格和性能参数)；最后一步是编制设计任务书(说明汽车外形的具体要求、主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标、各总成的形式和性能)；概念设计：概括描述下一代车辆或未来车辆的总体概念，确定车辆基本参数、基本结构和基本性能的设计；2.初步设计(确定车辆的主要尺寸和

7、基本形状)1)车辆总体布局设计(初步建模):需要绘制车辆总体布局，绘制发动机、底盘总成、驾驶和操作场所、乘客和货物的具体位置和边界形状，并检查零件的运动范围。2)渲染：画出汽车的具体图像。分为概念草图和色彩渲染(包括外部渲染、内部渲染和局部渲染)；总体布局、渲染、概念草图和色彩渲染；3)缩尺模型制作：在车架上涂上造型泥塑，汽车缩尺模型通常为1: 5，要求严格的比例、平滑的曲线和平滑的表面；4)举行选型研讨会：主要讨论美学问题，但也涉及结构和技术，因此经常会召集造型、结构设计师和工匠参加会议。3。技术设计(确定汽车外形和汽车结构两个方面)1)确定汽车外形(1)绘制胶带图：胶带图是贴有薄而窄的彩色

8、不干胶纸带的1:1(全尺寸)汽车图案，可以表达零部件的形状和形状曲线(2)绘制整车1: 1形状效果图。(3)制作1: 1的外部模型：它是塑造汽车外形的主要基础。在一个有轮子的框架上涂上泥塑，并进行雕刻；(4)制作1: 1内模：(5)造型审批，提交企业最高领导审批，使汽车定型；(1:1内模(仪表板模型);(2)确定汽车结构主要决定整车、零部件(总成)和零部件的具体结构。设计者需要考虑哪些零件被组合成整车，哪些零件被组合成零部件。零件设计是产品设计的基础，包括零件在整个零件中的作用和要求，选择什么材料和设计什么形状，与零件中其他零件的配合，安装图是设计师与企业中的工匠、技术人员和其他人员交流的“工

9、程语言”:设计师必须用图纸来表达设计好的汽车结构。根据投影原理并借助于若干视图、截面或局部放大，三维形状和内部要设计一辆汽车，需要绘制成千上万的图纸。汽车设计理论和设计技术的发展指导着汽车设计实践。汽车设计实践经验的长期积累和汽车生产技术的发展进步，使得汽车设计理论不断发展和完善。汽车是典型的机械产品，包括各种典型的机械零部件、零件、金属和非金属材料以及各种加工工艺。因此，其设计理论显然涉及到许多以机械设计理论为基础的基础理论、专业基础理论和专业知识。例如：工程数学、工程力学、工程材料、热力学、流体力学、空气动力学、振动理论、机械制图、机械原理、机械零件、机械强度、电工、工业电子、电控技术、液

10、压技术、汽车构造、汽车制造技术、汽车维修等。汽车设计技术的发展，汽车设计的方法和手段，以及汽车设计实用软硬件的总和。传统经验设计：经过两个或两个以上的设计-试生产-测试-改进设计-试生产-测试周期，图纸可以反复修改，设计可以最终确定。设计周期长、质量差、耗费财力物力大；现代以科学实验和技术分析为基础：引进新的测试技术和各种专用实验设备进行科学实验，广泛采用现代数学和物理分析方法。计算机辅助设计还介绍了优化设计、可靠性设计、有限元分析、计算机仿真计算或仿真分析、模态分析等。雷达防撞、卫星导航、智能电子仪器和显示系统等高科技产品的内在质量取决于设计，产品总成本的70%取决于设计阶段。现代汽车设计方

11、法和现代汽车设计理论为汽车设计的创新过程建立了各种数学模型，它们的现代设计方法就是针对这些数学模型的。采用现代设计理论和方法的优势在于，它可以在设计阶段预测未来汽车产品的性能、结构和质量，而无需做或少做实验，从而缩短设计周期，提高设计质量。几种主要的现代设计方法：有限元分析与评价技术、优化设计、系统工程方法、人工智能与专家系统、疲劳与可靠性设计、价值工程、逆向工程、人机工程学和计算机辅助设计技术等。1.有限元分析将待分析结构离散化，采用最小势能原理或虚位移原理等基本力学原理，列出计算格式，并通过计算机求解。应用于车身、车架等板梁结构，计算分析各部件和组合结构的强度、刚度、热强度、振型和稳定性；

12、优化设计的基本任务是：尝试从各种可行方案中选择最佳方案，并根据设计要求确定设计变量、优化准则、优化目标函数和约束条件来确定最佳方案。3.系统工程方法是一种精确的定性和定量分析，它要求进行系统分析，包括研究汽车系统结构、系统行为、系统控制模式，如何使汽车系统进化以达到设计者期望的目标等。4.可靠性设计是一门以产品寿命特性为主要研究对象的综合性科学。5.逆向工程利用专业设计师的知识、经验和创造力来分析和重新设计现有产品；6.人机工程学以工程设计中与人体相关的问题为研究对象，旨在提高包括人及其操作机构在内的整个系统的工作效率。7.计算机辅助设计计算机集成制造系统(CIMS):计算机辅助设计与计算机辅

13、助制造和计算机辅助生产工艺设计相结合；比如汽车车身和覆盖件模具的CIMS技术，第三，汽车测试，汽车的设计和制造过程总是离不开测试；在顾客购买和使用汽车的过程中，车辆交通管理部门应定期检测汽车的状况汽车性能试验、汽车零部件试验、汽车试验场汽车风洞试验、汽车性能试验、1动态性能试验，最大速度试验的目的是确定汽车能达到的最大速度，我国规定的试验间隔是16公里试验段的最后500米；通常，加速试验包括两个试验内容：启动加速、从给定初始速度到给定高速或亚高速车速的加速。爬坡试验包括两个试验：最大爬坡度(20m以上的人工坡度)和爬坡长坡(10公里以上坡度为710的连续长坡)，记录换挡次数、各档使用时间和爬坡

14、总时间，观察发动机冷却系统是否过热，供油系统是否有气阻或漏气等。2燃油经济性试验通常通过路试或汽车测功机(即转鼓试验台)进行，主要测量汽车驱动力、垂直力、车速、燃油经济性和排放等。汽车鼓式试验台，3制动性能试验采用制动效率和制动效率的稳定性评价，并经常进行制动距离、制动效率、热衰退和恢复试验，浸水后制动效率衰退和恢复试验等。4操纵稳定性试验有多种类型。如转弯制动试验、转向轻便性试验、蛇行驾驶试验、横向风敏感性试验、抗侧翻试验、路面不平度敏感性试验、汽车稳态转动试验等。根据乘员的舒适程度来评价侧倾试验、5次平顺性试验，评价方法通常根据人体对振动的生理感觉和保持货物完整性的程度来确定；典型测试包括

15、随机输入驱动测试和单脉冲输入驱动测试。6合格试验一般在汽车试验场和特殊路段进行；安全测试有很多测试项目，成本很高，如碰撞安全测试(正面和侧面碰撞测试)、车辆碰撞测试、车辆碰撞测试(碰撞后)和汽车零部件测试，通常包括性能、强度、耐久性等；发动机：性能测试主要包括功率、怠速、怠速特性、负载特性、调速特性、起动、机械效率、多缸工作均匀性、排放和噪声测试；发动机的重要部件(如曲轴、连杆、活塞等运动部件，气缸盖、气缸体等固定部件)应进行强度试验。整机和重要部件经常需要进行耐久性测试；下图显示了正在进行测试的MTS 10通道道路模拟器。MTS零件电液伺服试验台、10通道道路模拟器正在测试中，a) MTS垂

16、直10通道道路模拟器，b) MTS轴向10通道道路模拟器正在测试中，汽车测试场，1。汽车试验场(试验场)起着再现汽车使用过程中遇到的各种路况和使用条件的作用，是进行整车道路试验的场所。现有道路将集中、集中、加固，不变形，形成典型道路。汽车试验场的主要试验设施是集中修建的各种试验道路。由于汽车测试在汽车发展过程中起着极其重要的作用，许多汽车企业投入巨资建设大型汽车综合测试场。2.中国汽车试验场海南汽车试验场建于1958年，位于海南省五指山区琼海市嘉吉镇，海拔670米，年平均气温23.9度，年平均湿度85%。它是中国第一个现代汽车道路试验基地，总长6公里，是中国最长的高速试验跑道。南北环路像两个环

17、形墙一样缠绕成一个圆圈。跑道两边的高度差超过5米，有两层楼高。路面和地面之间的角度大于43度。海南琼海汽车试验场和襄樊汽车试验场建于1985年，隶属东风汽车工程研究所。占地2902亩，有近30公里的试验路，如高速环形路、直线性能路和比利时环形路、飞溅池、标准斜坡和灰尘洞。它是一个集室内部件台架、整车、道路试验和服务保障为一体的综合性汽车产品研发机构。具备汽车质量监督检验、进出口汽车商品检验、汽车尾气污染监督检验、新产品定型、汽车专用仪器和汽车检测线检验校准等能力。它是中国功能最全、管理最好、服务一流的现代化汽车检测基地。高速环形跑道：水泥混凝土路面，长圆形，全长5.3公里，宽12-13米，三车道，设计速度分别为50、100、160公里/小时，最大安全速度为210公里/小时。两条直线车道各长1376米，转弯半径315米，最大超高角34度，可用于连续高速和车辆性能测试，襄樊汽车试验场、襄樊汽车试验场、解放军总装备部定远汽车试验场全景安徽省一汽集团吉林农安汽车试验场，具有寒冷气候特征(国内唯一配备侧风试验设备的汽车试验场)； 交通部