汽车的设计 第十二章 现代汽车的设计方法-PPT精品文档
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法涵盖了多个领域，包括工程设计、外观设计、内饰设计、材料选择等方面。
以下是现代汽车的一般设计流程：
1.市场调查：该阶段会通过市场调查，收集消费者对于车型、样式、动力、价格、功能和安全等方面的反馈，以帮助设计者确定新车型的方向和目标市场。
2.概念设计：该阶段由设计师通过手绘或计算机辅助设计软件，创建能够代表新车型的外观设计草图，以满足市场需求和新技术的要求。
3.三维建模：该阶段设计团队会将概念设计转换为三维立体模型，针对测量、材料和生产的限制进行调整和优化。
4.原型制作：该阶段会制作一些实物样机，与汽车厂工程师和技术专家一起对设计进行调整和验证，进行相应的技术测试。
5.生产制造：生产部门会根据原型图，生产零部件和生产线进行排布，生产出汽车。
6.销售和市场营销：该阶段是新车型上市前的最后一步，汽车厂商会通过市场营销手段来进行宣传、销售和推广，使市场更好地了解新车型。
总之，现代汽车的设计方法是非常综合的，需要整个设计团队的专业技能，以确定车型，并为客户提供最佳的汽车体验。
汽车现代设计方法
左低右高应该是考虑到减少大灯对迎面来车的影响 根据路面宽度调整车灯照射范围的功能。
真皮包覆能力
通风透气，冷热控制
防水、防风、防腐
飘逸、灵动
2 情 感 化 设 计
情感设计
就是通过各种形状、色彩、机理等造型要素，将情感 融入设计品中，在消费者欣赏、使用产品的过程中激发人们 的联想，产生共鸣，获得精神上的 愉悦和情感上的满足。
是以“ 虚拟现实”(Virtual Reality)技术为基础，以机械 产品为对象的设计手段。借助这样的设计手段设计人员可以通过 多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定 量综合集成环境中得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和 萌生新意。
拟 实的
虚拟设计技术集 多 进技术 技术， 的 拟 ， : 自 性 交互性 感
“感觉”(Senses) 概念车以海藻作为动 力燃料，其最大特点 是所有外部材料制造 均采用“固体全息图 技术”。此外，该款 汽车还采用人工智能 技术，汽车内部将根 据外界环境、乘客情 况以及事先想定的场 景自我调整、自我适 应。
西班牙“感觉”概念
6 虚 拟 设 计
虚拟设计( 虚拟设计 Virtual Design)
设计
中， 种
理 用 产品和消费者 设计、 设计和
· 的
，在 的 情感 和 ，将设计
设计。
• 人们对汽车速度、控制、时尚、浪漫、尊贵、自由、安全的 情感上的需求
通过车内的互动设备，pod能感受到 车主的情绪(通过测量你的脉搏、声量、 出汗等)，并对车主的这些情绪作出反 应。
3 体 验 设 计
体验设计
。 地 技术， 。
虚拟现
虚拟仿真技术在汽车操纵动力学设计中的应用
车辆现代设计方法46页PPT
40、人类法律，事物有规律，泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
车辆现代设计方法
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
汽车设计课件-PPT文档资料共56页
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
《汽车设计》课件
内饰设计也需要考虑人机工程学和安全性，以确保驾驶员和乘客的安全和舒适。
性能设计是汽车设计的核心要素，它决定了汽车的动力性、经济性、操控性和舒适性等性能指标。
性能设计还需要考虑车辆的重量、重心位置和空气动力学特性等因素，以提高车辆的性能表现。
可视化技术能够将数字模型转化为逼真的渲染效果图，使设计更加直观和易于理解。可视化技术还能用于评估设计的可行性和美观度。
可视化技术
数字模型
虚拟现实（VR）技术能够提供沉浸式的汽车设计体验，使设计师能够更深入地了解和评估设计方案。VR技术还能够模拟真实场景，帮助设计师发现潜在的问题和改进方向。
虚拟现实技术
增强现实（AR）技术能够将虚拟的设计方案与现实世界相结合，使设计师能够实时地观察和评估设计方案在实际环境中的效果。AR技术有助于提高设计的可行性和实用性。
增强现实技术
05
汽车设计案例分析
总结词
动感、性能、豪华
详细描述
跑车设计注重流线型和动感外观，以体现高性能特点。采用轻量化材料和先进悬挂系统，提高操控性能和行驶速度。内饰设计豪华舒适，提供极致的驾驶体验。
计算机辅助工程（CAE）是汽车设计中的重要环节，它能够对汽车零部件和整车进行结构、热、流体等方面的性能分析和优化。CAE技术有助于提前发现设计中的问题，减少后期修改和优化成本。
CAD技术
CAE技术
数字模型是汽车设计的核心，它能够精确地描述汽车的结构、外观和性能。数字模型能够方便地进行修改和优化，提高了设计效率。
总结词
创新、前瞻、科技感
要点一
要点二
详细描述
概念车设计注重创新和前瞻性，探索未来汽车发展趋势。采用新型材料和先进技术，打造独特外观和功能。内饰设计科技感十足，提供全新的驾乘体验。
现代汽车的造型设计
现代汽车的造型设计过去，新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年，现在运用了计算机，仅需要二年或更少的时间。
其中，轿车的车身造型设计是整个设计工作最重要的内容，越是现代化的大批量流水生产的产品，对其设计的内容要求更严密，要经过一步步可靠的技术验证，否则设计中的错误或缺陷将会在批量生产中造成严重的后果。
那么，轿车的外貌是怎样诞生出来呢？下面首先将传统的设计过程展示出来。
一、收集资料信息形成造型设计概念任何新型轿车的构思，都是建立在旧款车或者其它车辆的基础上借鉴、继承和改进而形成的，这里面包括消费者对汽车的意见和期望。
每年在世界各地举办的汽车展览会、市场的信息反馈，都是设计开发部门资料信息来源的“源泉”。
例如我国第一辆概念车“麒麟”，就从五个城市的汽车用户做过调查，汇集了各地不同人群对汽车的需求信息，才着手进行图纸设计。
目前时兴的品牌轿车“四位一体”的专营销售中，其中一项是“信息反馈”，作用之一就是做厂家开发新产品的依据。
二、造型构思效果图现在一些人请装修公司搞房屋装修，装修公司也会出一份效果图给客户评审。
同样，汽车造型的设计也要有效果图，将设计师对新车形状的构思反映在图画上，这里面的内容有整车的形状，色彩，材料质感及反光效果等，作为开发人员表述造型的构思和初步选型的参考。
效果图由具有工业造型技术能力的开发人员完成，采用水彩、彩铅或者素描等方式绘制。
效果图分为车身造型效果图和车身内饰效果图两种，车身造型效果图要表现出车型前面、侧面和后面三者的关系，同时也要表现出车门拉手，倒后镜、刮水臂、车牌位置等结构细节。
车身内饰的效果图主要表现出仪表板、中控台、门护板、座椅及相互之间的空间位置。
由于车厢内部难以用一面图表达清楚，所以有些效果图是针对某些位置而单独绘制的。
效果图是“纸上谈兵”的操作，可以有多种方案供选择，换句话讲要有许多幅效果图供选择，边修改边完善。
三、模型制作从“纸上谈兵”到实物实体的第一步，就是将设计构思实物化，将纸面的东西用形体表现出来，让设计人员进行更细致和具体的探讨。
现代汽车车身设计技术课件(完整篇)
现代汽车车身设计技术课件第一部分：引言汽车车身设计是汽车工业中至关重要的一环，它不仅关系到汽车的外观美感，还直接影响到汽车的空气动力学性能、安全性能和舒适性。
随着科技的进步和消费者需求的不断变化，现代汽车车身设计技术也在不断发展和创新。
本课件将带您深入了解现代汽车车身设计技术，包括设计理念、设计流程、材料选择、制造工艺等方面的内容。
一、设计理念现代汽车车身设计强调以人为中心，注重用户体验和情感共鸣。
设计师们通过研究消费者的需求和喜好，结合汽车品牌的特点和定位，创造出符合时代潮流和审美趋势的车身造型。
同时，设计师们还注重车身设计的创新性和可持续性，力求在满足功能需求的同时，实现环保和节能的目标。
二、设计流程1. 市场调研：了解消费者的需求和喜好，分析竞争对手的产品特点，为车身设计提供依据。
2. 概念设计：根据市场调研结果，设计师们提出初步的设计方案，包括车身造型、颜色、材质等方面的构思。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，设计师们对车身各个部分进行详细设计，包括车身结构、车门、车窗、车灯等。
4. 工程设计：工程师们根据详细设计图纸，进行车身结构的强度和刚度分析，确保车身的安全性能。
5. 制造工艺设计：根据工程设计图纸，设计师们制定车身制造的工艺流程，包括冲压、焊接、涂装等环节。
6. 试制和验证：根据制造工艺设计，制造出实车样品，进行各项性能测试和验证，确保设计目标的实现。
三、材料选择现代汽车车身设计在选择材料时，需要考虑材料的强度、刚度、轻量化、耐腐蚀性、可回收性等多个方面的因素。
常用的车身材料包括钢材、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。
设计师们根据车身各个部位的功能需求，选择合适的材料，以实现最佳的性能和成本平衡。
四、制造工艺现代汽车车身制造工艺包括冲压、焊接、涂装等环节。
冲压工艺用于制造车身的外覆盖件，如车门、车顶、翼子板等；焊接工艺用于将各个冲压件焊接成完整的车身结构；涂装工艺用于提高车身的耐腐蚀性和美观性。
现代汽车设计方法概论
现代汽车设计方法概论计算机学院张洋100610892012年4月23日一、汽车概述1、汽车工业的发展汽车诞生于德国、成长于法国、成熟于美国、发展于欧洲、挑战于日本。
1886年德国人奔茨和戴姆勒发明了汽车后，在欧洲出现了一些生产汽车的公司。
最早成立的汽车公司有德国的奔驰公司、戴母勒公司、法国的标致公司、雷诺公司、英国的奥斯汀公司、意大利的菲亚特公司等，欧洲是汽车工业的摇篮。
德国人发明了汽车，而促进汽车发展的是法国人。
1891年法国人阿尔芒•标致对汽车结构进行了重新设计：发动机前置，后轮驱动，脱离了马车式的设计思路，奠定了传动系的基本构造，汽车制造也从德国移向了法国。
但手工生产，追求豪华，成本高，限制了汽车工业的发展。
●第一次变革（成熟于美国）1903年，亨利•福特汽车公司成立。
1908年推出了大众化的T型车，使家庭轿车的梦想成为现实，在长达20年的T型车生产期间，T型车被称为“运载整个世界”的工具。
1913年福特汽车公司在汽车城底特律市建成了世界上第一条汽车装配流水线，使T 型车成为大批量生产的开端，1915年，福特汽车公司的产量占美国各公司总产量的70％，而德、英、法等欧洲各国的汽车总产量也不过是美国汽车产量的5％。
1908年美国通用汽车公司成立。
由于亨利•福特不注重T型车的改进，使其显得单调、简陋。
1927年带有豪华饰件的通用公司的雪佛兰型汽车赢得了人们的普遍欢迎，击败了独霸世界汽车市场20年的福特T型汽车，使其最终退出了汽车舞台。
●第二次变革（发展于欧洲）欧洲人不甘心美国汽车一统天下，但又无法在规模和价格上与美国竞争，因此，采用了：1、品种多样化利用自己的技术优势，针对美国车型单一、体积庞大、油耗高等弱点开发了多姿多彩的新产品，如发动机前置前驱动，发动机后置后驱动，承载式车身，微型节油车等，尽量适应不同的道路条件、个人爱好等要求，与美国汽车公司抗衡。
2、取消欧盟各国关税20世纪50年代末至60年代初，欧盟取消各国关税，各国汽车可在欧洲自由销售，多样化的设计一下子变成了最大优势，世界工业重心一下子由美国移向西欧。
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法现代汽车的设计方法是一个复杂而综合性的过程，它涉及到多个方面，包括外观设计、车身结构设计、动力系统设计、内饰设计、人机工程学设计等等。
现代汽车的设计方法主要可分为以下几个步骤：1. 市场调研：在设计一款新车型之前，汽车设计师需要进行市场调研，了解消费者的需求和喜好。
这样可以使设计师更好地把握市场需求和潮流趋势，确保设计的产品能够满足消费者的需求。
2. 概念设计：在进行市场调研后，设计师会进行概念设计，包括外观造型、车身结构、车辆比例等。
概念设计是一个创意过程，设计师需要将市场需求和自己的创意相结合，形成独特而富有吸引力的设计方案。
3. 造型设计：在概念设计确定后，设计师会进行具体的造型设计。
这一过程涉及到外观线条的塑造、曲线的修饰、细节的雕琢等。
设计师需要运用各种设计软件和工具，如CAD、CAM等，来实现设计图纸的绘制和模型的制作。
4. 工程设计：在完成造型设计后，设计师需要进行工程设计，包括车身结构设计、动力系统设计、底盘设计等。
这一步骤需要考虑到安全性、可靠性、乘坐舒适性等方面的要求。
设计师需要与工程师紧密合作，确保设计方案的可行性。
5. 内饰设计：在设计过程中，内饰设计也是非常重要的一环。
内饰设计需要考虑到人机工程学、乘坐舒适性、功能性等方面的要求。
设计师需要和工程师、人机工程学专家等密切合作，确保内饰设计与整车设计相协调。
6. 原型制作：在设计方案确定后，设计师会制作原型车或3D打印模型。
通过原型的制作，设计师可以更好地了解设计方案的实际效果，并进行调整和改进。
原型制作是设计过程中的一个关键环节。
7. 试制和测试：在原型制作完成后，设计师会进行试制和测试。
这一步骤涉及到车辆性能测试、安全性测试等，以确保设计方案的可靠性和安全性。
8. 生产准备：在设计方案得到验证和完善后，设计师需要进行生产准备。
这一步骤涉及到工艺设计、生产工艺准备、供应链管理等。
设计师需要和工程师、生产经理等密切合作，确保设计方案能够顺利投入生产。
《汽车设计课程设计》PPT课件
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2. 离合器设计
2.1 确定离合器的结构形式 常用单片膜片弹簧离合器
2.2 离合器的容量设计 单位压盘质量的滑磨功、单位摩擦面积滑磨功、单位压 盘质量的发动机功率、单位摩擦面积的发动机功率、温 升速率和后备系数等评价 根据发动机扭矩、功率、转速、整备质量、主减速器速 比、变速器速比和车轮半径等参数计算
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
3. 万向传动装置的设计
3.1 万向传动装置的结构形式及选择 不等速万向节和等速万向节
3.2 十字轴万向传动装置的设计计算 3.2.1 静态额定转矩
滚柱轴承的静态承载能力和万向节回转半径确定 3.2.2 动态承载能力与动态额定转矩
液压制动操纵系统结构 液压制动操纵系统的设计：轮缸直径、主缸直径、踏板力和
踏板行程、真空助力、踏板机构
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7. 制动系设计
7.4 制动性能计算
制动距离与制动减速度 同步附着系数 最大驻坡度
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5. 悬架设计
5.3 悬架对汽车主要性能的影响 5.3.1 悬架对汽车平顺性的影响
车身固有振动频率 悬架特性特性 系统阻尼
5.3.2 悬架对汽车操纵稳定性的影响
不足转向特性、轴转向（悬架导向杆系运动使车轴偏转一定 角度）、前轮定位参数、导向杆系与转向杆系运动协调
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6. 转向系设计
6.1 转向系方案的选择及主要参数的确定 6.1.1 转向系方案的选择
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2. 离合器设计
2.2.1 离合器的容量参数及计算 滑磨功：单位面积或质量耗散的功 温升速率：摩擦片温度升高的速度 转矩容量：后备系数与发动机最大转矩的乘积 摩擦片外径、内径及面积：根据发动机最大转矩确定 压盘的质量：根据滑磨功及发动机功率确定 压紧力：根据转矩容量和离合器尺寸、片数确定 摩擦片的单位压力：根据不同材料确定 例2-1和2-2，离合器设计实例
车辆现代设计方法课程ppt
接 触 应 力 分 布 状 态
表 面 温 度 梯 度 变 化
制动盘热-结构耦合示意
研究方法
• 据有关资料显示,国内外对制动器热一结构祸合问题的研究 方法主要有理论研究和试验研究
•
理论研究：
• 理论研究分为解析法和有限元法。最初在对热一结构耦合 现象进行理论分析时，采用的是解析法。运用热弹性理论 分别建立并求解其温度场热传导方程和热应力方程Thom Svalvan和Kwan自inLee将前期计算得到的温度场结果作为 应力场的初始条件，用解析法对制动盘的热变形进行分析， 虽然这种方法实施起来比较简单可靠，但属于间接耦合法， 只考虑了温度场对应力场的影响而没有考虑应力场对温度 场的影响,与制动盘实际工作情况有一定差距,因此所得到 的结果有一定程度上的误差。
盘式制动器热一结构藕合仿真分析
一、紧急制动工况下制动盘的应力场分布
通过前一节对制动盘温度场的分析得出，由于制动盘摩擦表面处 于移动热源的间歇性摩擦接触中，导致径向、轴向、周向都存在相当 大的温度梯度，这必然会引起热应力的产生，因此有必要进一步研究 制动盘的应力场分布及其变化规律
不考虑摩擦热是制动盘的应力场分布云图
—
实验方法
• 台架试验中对温度进行测量通常采用两种方法 • （1）盘面预置热电偶法：在制动盘的摩擦表面上布置热 电偶测温探头，由于这种测温方法不受空间限制、简单易 行。其优点是测试位置明确，不会干扰温度场，但其适用 范围比较窄，只能用于测量制动盘摩擦表面的平均温度。
• （2）预埋热电偶法：测量体积温度可以在旋转物体内部， 但由于测温点的布置非常繁锁，由于制动器摩擦表面温度 梯度较大而很难确定相邻测温点之间的距离，因此这种方 法具有一定局限性。
不同时刻制动盘温度场分布云图
车辆现代设计方法(冯国胜,杨绍普著)PPT模板
车辆现代设计方法(冯国 胜，杨绍普著)
演讲人
2 0 2 X - 11 - 11
01 第1章绪论
第1章绪论
1.1概述 1.2车辆现代设计方法的主要内 容 1.3车辆现代设计方法的意义与 任务
02 第2章车辆计算机辅助设计 CAD
第2章车辆计算机辅助 设计CAD
2.1引言 2.2CAD技术在车身 设计中的应用 2.3车身部件设计 2.4车身骨架装配建模 2.5客车外形色彩效果 图的生成
4.3冶金专用车车架优 化设计
4.5客车外摆式乘客门 机构参数的优化
4.2汽车车架参数的优 化设计
4.4轻型货车制动性能 优化设计
4.6柴油机电控参数优 化
05 第5章车辆可靠性设计
第5章车辆可靠性 设计
5.1引言 5.2汽车零件的可靠性设计 5.3汽车零部件可靠性设计算例 5.4系统故障树分析 5.5轻型客车的可靠性试验
03 第3章车辆计算机辅助工程 CAE
第3章车辆计算机辅助工程CAE
3.1引言
3.3客货车车架动态特 性分析
3.5客车车身结构的有 限元分析
3.2汽车车架的静态分 析
3.4轿车底板及其骨架 的有限元静动态分析
3.6柴油机曲轴静动特 性的有限元分析
04 第4章车辆优化设计第Fra bibliotek章车辆优化设计
4.1引言
09 参考文献
参考文献
感谢聆听
噪
声
分
7
01
7.1引言
04
7.4客车车 内噪声源识
别
02
7.2车内噪 声产生机理
及构成
05
7.5客车振 动噪声的小
波分析
03
汽车设计课件：现代汽车设计方法-
应变
应力
节点力
1
12.5 有限元分析法
• 12.5.2 有限元法的分析過程
有限元方法的推導方法有三種：直接法、變分法和加 權餘數法。下麵以直接法為例，說明單元剛度矩陣的推導 過程。
(1) 選擇位移函數 (2) 單元應變運算式
由位移插值函數可導出用單元節點位移表示的單元應 變運算式。應變 可表示為
B e
1
12.5 有限元分析法
• 12.5.2 有限元法的分析過程
• 1. 結構離散化
把實際結構劃分為若干單元，使力學模型變成離散模 型，以代替原來的結構。
• 2. 單元分析
結構離散化之後，進行單元的力學分析，建立各單元
的節點位移和節點之間的關係式。以導出“單元剛度矩
陣”。
虚功方程
节点位移
弹性力学
基本几何方程
• 12.3.2 優化問題的數學模型
• 1．建立數學模型的概念 在汽車的優化設計中，所謂建立數學模型，是指根據
設計對象的要求，運用力學、機械設計的基礎知識和汽車 方面的專業知識，推導出一系列方程式或方程組。
1
12.3 汽車優化設計
• 12.3.2 優化問題的數學模型
• 2．建立數學模型的內容 (1) 設計變數 設計變數是在優化過程中需要不斷進行修改、調整、 一直處於變化狀態的變數。 設計變數可用向量的形式表示：x [x1 x2 ... ... xn ]， 它形成一個設計空間。設計空間的每一個向量就代表一個 設計，即設計空間的一個點就是一個設計。
1
12.4 汽車機構動態仿真
• 12.4.1 仿真概念
仿真是對所研究和設計系統的模型進行試驗的過程。 機械系統的仿真模型可以是一組表示力、結構尺寸和強度 等相互關係的數學方程式。
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• 12.2.5 CAD的功能
1. 计算机辅助绘图
6ห้องสมุดไป่ตู้
《汽车设计》电子教案
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• 12.2.1 CAD的发展状况
《汽车设计》电子教案
12.2 计算机辅助设计
• 12.2.2 CAD技术在汽车行业中的应用
汽车行业是最早应用CAD技术的领域之一。目前，国 外的汽车大约每4年进行一次换代，而新的乘用车产品的 开发周期已缩短至两三年，汽车的每次换代都力求提高汽 车的各项性能指标，使外形美观，增加新功能，适应有关 排气、噪声、安全、燃料消耗等各种规定指标，应用CAD 技术可以有效地解决这类问题。
12.2 计算机辅助设计
• 12.2.5 CAD的功能
• 1. 计算机辅助绘图 这里主要是指使用计算机进行二维的工程图纸的绘制， 这也是CAD中已较为成熟的领域。 • 2. 造型功能 指三维的形体或产品在计算机中的表示和处理。 • 3. 数据处理与管理 一方面是指在设计工作中涉及数据(包括图形数据等) 的统一管理和加工，另一方面也包括数据查找和处理等。
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《汽车设计》电子教案
12.3 汽车优化设计
(3) 目标函数 目标函数是设计中预期要达到的目标与设计变量之间 的关系表达式。 (4) 数学模型 一般形式如下： xx x , 使得 求设计变量向量 x m in ，且满足 目标函数 f x 1 ,2 , ,m 等式约束 hi x 0 i ,2, p 不等式约束 g j x 0 j 1
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12.2 计算机辅助设计
• 12.2.5 CAD的功能
• 4. 分析计算 (1) 应用有限元方法等对重要的零部件以及整车的强度 与刚度、振动与噪声、可靠性及寿命等的分析计算。 (2) 对产品及其零部件进行考虑各方面因素的优化设计 计算，以保证产品具有现代化设计水平。 (3) 机构运动学/动力学仿真以及整车瞬态工况的模拟， 制动、碰撞等情况的模拟，控制系统模拟等。 (4) 新材料、新工艺、新技术的分析、模拟和评价。 (5) 计算流体力学的应用；发动机混合气形成与燃烧过 程的模拟；可靠性设计计算，制造过程与销售过程的模拟 与分析等。
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12.2 计算机辅助设计
• 计算机辅助设计(Computer Aided Design，缩写CAD) 是应用计算机进行设计信息处理的总称。 1959年，美国麻省理工学院(MIT)伺服机构实验室的D. T. Ross小组研究出APT语言及其信息处理机的原形。 1962年，MIT的Iran. E. Sutherland研制了 Sketchpad绘图系统。 1963年春，在美国计算机联合会上，MIT研究小组初 步设想了采用计算机进行设计和分析，并开发了交互式图 形处理系统，绘制出工程图，从而使CAD由试验阶段过渡 到了实施阶段。
绘图 机
打印 机
文字 终端
• 2. CAD系统的软件 软件是指使用和发挥计算机效率、功能的各种程序，整 个计算机系统的工作过程都是由软件来控制和实现的。 (1) 系统软件 系统软件是与计算机硬件直接联系并供用户使用的软件
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12.2 计算机辅助设计
• 12.2.4 CAD系统的结构
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12.2 计算机辅助设计
• 12.2.6 CAD的应用举例
• 1. 转向机构CAD的目标和任务 该系统有两个设计模块供用户选择，一个是交互式设 计系统，另一个是优化设计系统。 转向机构CAD的关键技术如下： (1) 转向机构三维形状优化设计。 (2) 转向机构三维有限元网格生成。 (3) 转向机构有限元分析。 (4) 转向机构工程数据库。 • 2. 转向机构CAD模块 (1) 转向机构结构方案设计模块
12.3 汽车优化设计
• 12.3.1 概述
进行汽车结构的优化设计，需要掌握以下两个主要环节： (1) 建立方程，即优化问题数学模型的建立。 (2) 选择优化方法，即优化问题的求解。
• 12.3.2 优化问题的数学模型
• 1．建立数学模型的概念 在汽车的优化设计中，所谓建立数学模型，是指根据 设计对象的要求，运用力学、机械设计的基础知识和汽车 方面的专业知识，推导出一系列方程式或方程组。
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12.2 计算机辅助设计
• 12.2.6 CAD的应用举例
(2) 转向机构结构参数设计子模块 (3) (4) (5) (6) (7) 转向机构结构优化设计模块 转向机构结构分析模块 转向机构强度校核与可靠性分析模块 转向机构图形库 转向机构数据库模块
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• 12.2.3 CAD技术的发展趋势
CAD技术的发展趋势可以概括为以下几点： 集成化、网络化、标准化、智能化、参数化、三维化、 可视化和虚拟现实技术。
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《汽车设计》电子教案
12.2 计算机辅助设计
• 12.2.4 CAD系统的结构
• 1. CAD系统的硬件
计算机
硬拷贝 装 置
图形显 示终端
图 形 输入板
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第12章 现代汽车设计方法
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12.1 概 述
为了保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计 失误，并适应科学技术发展的要求，使设计工作现代化， 引发了“现代设计方法”的研究。设计方法可理解为：设 计中的一般过程及解决具体设计问题的方法、手段。前者 可认为是战略问题，后者是战术问题。如果把设计方法的 发展进行概括，大致可以划分成如下阶段： (1) 17世纪前的“直觉设计阶段”。 (2) 17世纪后的“经验设计阶段”及其后形成的“传统 设计阶段”。 (3) 目前的“现代设计阶段”。
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12.3 汽车优化设计
• 12.3.2 优化问题的数学模型
• 2．建立数学模型的内容 (1) 设计变量 设计变量是在优化过程中需要不断进行修改、调整、 一直处于变化状态的变量。 x [ x . .. . . x ] 1 x 2 . n 设计变量可用向量的形式表示： ， 它形成一个设计空间。设计空间的每一个向量就代表一个 设计，即设计空间的一个点就是一个设计。 (2) 约束条件 对设计变量的取值要有一定限制，这些限制条件是设 计变量的函数，称之为约束条件或约束函数。