汽车车身设计开发技术与方法
浅析现代车身设计技术及发展趋势
浅析现代车身设计技术及发展趋势
针对现今国内外汽车车身设计过程当中所运用的各种先进技术,文中介绍了这些技术在设计过程中的具体应用;并分析了目前国内外车身方面的设计现状,以及所存在的差距;更论述了这些技术在缩短汽车开发周期,降低生产成本方面取得的成效。放眼未来,努力建设我国自主品牌、加大力度研发核心技术是我国汽车工业快速发展的必然趋势。
标签:车身设计;设计技术;发展趋势
前言
由于汽车工业具有非常强的产业关联度,因此被看做是一个国家经济发展水平的重要标志[ ]。现今,车身在汽车这个庞大系统中的地位已经越来越重要;在过去的20多年中,人们对于汽车的安全性,舒适性,耐久性以及可靠性的要求越来越高,因此,只有持续的改进现有的车身设计技术,才能更加缩短汽车的开发周期。下面就以现今在车身设计过程中主要运用的一些技术加以分析。
一、现代车身设计技术
1.计算机辅助造型技术
计算机辅助造型——CAS是现代应用于车身设计中的一项新技术。CAS技术和传统的仿形法相比有以下一些特色和优势:
(1)CAS不仅可以减小劳动强度,还省去了做实车的比例模型,从而缩短了开发周期;对于一个完整的轿车车身,CAS技术可以使车身内部三维可加工数字模型的制作任务在20多个工作日内完成。
(2)CAS摆脱了三坐标测量结果以及手工模型制造所产生的影响,提高了数据的准确性,并且为提高最终模型的准确性打下了良好的基础。
2.空气动力学模拟
在新式汽车开发过程当中,假如采用风洞实验这个传统的研究方法,那么就必须准备实车或者模型,这样一来不仅使得费用高,而且周期很长;不同状态下三维流场的具体情况在试验过程中也很难观察的到,这样就使试验研究受到很大的限制。如果运用流体动力学模拟计算,则不需要实车或者模型,这样一来就节省了大量的测试成本;可以在开发的初始阶段预测;并且可以随时对设计方案进行修改,设计部门就可以参考得到的这些三维流场的详细信息。空气动力学模拟大多应用在轿车的造型设计方面,以求最大限度的减少空气阻力和空气升力,从而提高轿车运行过程中的经济性和操纵的稳定性[ ]。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
引言
汽车作为现代交通工具的重要组成部分,其车身设计及制造工艺一直是汽车制造业的
重要研究领域。随着技术的不断创新与发展,汽车车身设计及制造工艺也在不断进行着新
的突破与进展。本文将就汽车车身设计及制造工艺的新技术进行研究与分析,探讨其对汽
车工业的影响与意义。
一、汽车车身设计的新技术
1. 智能设计技术
随着人工智能技术的不断发展,智能设计技术在汽车车身设计领域的应用也越来越广泛。传统的汽车设计需要大量的人工精力和时间,而智能设计技术可以通过大数据分析、
人工智能算法等技术手段,实现快速、精准的设计方案,节省时间和成本,提高设计效率。智能设计技术还可以实现对汽车的结构强度、安全性等方面的优化,提高汽车整体性能。
2. 轻量化设计技术
随着环保理念的日益普及,汽车轻量化设计技术成为了汽车制造业的研究热点。轻量
化设计技术不仅可以减轻汽车的整体重量,降低能耗,减少排放,还可以提高汽车的加速
性能、操控性能等,提升用户体验。目前,轻量化设计技术主要通过新材料的应用、结构
优化设计等手段实现。
3. 智能制造技术
智能制造技术是指利用先进的信息技术,对汽车生产过程进行智能化、自动化管理和
控制,实现生产过程的高效、精准和灵活。在汽车车身制造方面,智能制造技术可以实现
自动化焊接、精密冲压、柔性组装等工艺,大幅提高生产效率和产品质量,降低生产成
本。
二、汽车车身制造工艺的新技术
1. 激光焊接技术
激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法,它可以实现对汽车车身板材的高速焊接,焊接接头质量高,变形小,适用于各种材料和复杂形状的焊接。相比传统焊接工艺,激光
汽车车身结构设计技术与方法
汽车车身结构设计技术与方法
3.4.1 车身结构设计断面的确定与定位-由断面设计硬点驱动的车身结构设计
车身包括金属车身及内外饰件,金属车身又包括白车身和封闭件, 即车身包括CLOSURE封闭件(车门,前后罩板,前后盖(门),玻璃和前、后保险杠), 白车身BIW(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件。白车身(BODY IN WHITE)是除车门、前后翼子板(罩板)、玻璃、前后盖(门)、前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 详见如下各图及如下各项内容。依照3.1,3.2,3.3章节的设计方法,进行车身结构设计如下:
a)左/右前车门总成的设计〔包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕
b)左/右后车门总成的设计〔包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕
c)左/右侧围总成的设计
d)驾驶舱前围总成的设计
e)顶盖总成的设计
f)地板总成的设计
g)前舱盖板的设计
h)后行李箱盖或后背门的设计
i)前上下横梁及前灯架设计
j)后围横梁及灯架设计
k)发动机舱结构设计
l)驾驶舱与行李舱隔板及梁的设计
m)其他零部件系统设计
图3.4.1 将车身设计断面的分类与编号
图3.4.2 基于参考车型的BENCHMARK断面的断面设计
图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案
车身结构设计的步骤与过程如下所述:
图3.4.5 建立benchmark车型白车身数字化原型车设计建模
造型面硬点
3.4.2 开闭件设计
开闭件(CLOSURE)一样包括4门2盖或5门1盖(两厢有后尾门汽车)。
1、车门设计
汽车车身开发流程
车身开发重要性
车身开发需要经过多个阶段 和流程
车身是汽车的重要组成部分
车身开发对于汽车的性能、 安全和外观等方面都有重要
影响
车身开发需要不断的技术创 新和改进
车身开发流程简介
车身开发流程定义
车身开发流程目的
车身开发流程重要性
车身开发流程基本步骤
前期准备阶段
项目立项与目标设定
项目背景与市场调研
员工培训:加强员工技能培 训,提高员工素质和操作水
平
供应商管理:与供应商建立 长期合作关系,确保原材料
和零部件的质量稳定可靠
生产效率提升与成本降低
生产流程优化:通过改进生产流程,提高生产效率,降低生产成本 自动化生产:采用自动化设备和技术,减少人工操作,提高生产效率和质量 精益生产:通过减少浪费、提高产品质量和降低库存等方式,降低生产成本 供应链管理:优化供应链管理,降低采购成本和库存成本
设计改进:根据测试结果对设计进 行优化和改进
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
验证阶段:对样品进行性能测试和 评估
优化阶段:对改进后的设计进行再 次验证和优化
生产准备阶段
生产线规划与布局
生产线规划:根据 车型和生产需求, 确定生产线布局和 设备配置
生产线布局:合理 安排生产线各环节, 确保生产流程顺畅
零部件设计与选型
轿车车身的设计及开发流程(奇瑞)
轿车车身的设计及开发流程
目录概述:
第一章:轿车车身设计要素
第二章:整车开发流程
第三章:项目开发流程
第四章:项目开发过程中需归档的文件目录:
第五章:可行性分析阶段
第六章:车身相关间隙设计规范
第七章:车身外间隙设计规范
第八章:密封条的截面沿用规范
第九章:鈑金过孔的问题
第十章:门盖系统校核规范
第十一章:工艺知识
一、钣金冲压件冲压,焊接,和电镀的工艺性检查条例
二、车身工艺性检查
三、部分B21车身鈑金工艺分析报告:
四、冲压钢板性能:
五、冲压工艺工序
六、焊接种类及相关介绍
概述:
车身是整车的重要组成部分,开发整车是一项很复杂的工程,车身也一样,它主要包括车身本体、外饰件、内饰及附件,由于它是轿车上载人的容器,因此要求轿车车身应具有良好的舒适性和安全性。此外,轿车车身又是包容整车的壳体,能够最直观地反映轿车外观形象等特点,所以,轿车车身设计应非常注重外形造型,以满足人们对轿车外形地审美要求,取得较好的市场。而汽车人体工程学、汽车空气动力学、汽车造型及审美艺术、汽车车身新材料的研究及开发、汽车车身结构强度分析、汽车车身设计方法及技术等方面的研究和应用,正是设计出具有良好性能的轿车车身的必要基础。
下面,分章予以说明:
第一章:轿车车身设计要素
轿车车身设计要素,亦是从事车身设计工作时,设计人员所必须考虑的方面和重点解决的关键技术,是提高车身设计质量的关键内容。全面掌握、研究和应用车身的设计要素,是设计人员应具备的基本技能。从现代轿车车身设计的角度出发,汽车产品的设计要素主要表现在如下几个方面:
1.车身外形设计方面
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
1. 引言
1.1 背景介绍
汽车车身设计及制造工艺一直是汽车制造领域的重要研究方向。
随着汽车市场的快速发展和消费者对汽车外观及安全性能要求的不断
提高,车身设计和制造技术也在不断创新和进步。
车身设计技术包括外观设计、结构设计、材料选择等方面,是影
响汽车整体形象和性能的重要因素。通过不断研发和创新,设计师们
在车身设计方面也探索出了许多新的理念和方法,以满足消费者不断
变化的需求。
车身制造工艺是将设计图纸转化为实际产品的关键环节。传统的
车身制造工艺包括冲压、焊接、喷涂等步骤,但随着技术的发展,新
的制造工艺如激光切割、3D打印等也逐渐应用到车身制造中,提高了生产效率和产品质量。
本篇文章将重点研究汽车车身设计及制造工艺新技术,探讨其应
用案例、未来发展方向和面临的挑战,旨在促进该领域的研究和发展,推动汽车行业向更加智能化、可持续化的方向发展。
1.2 研究目的
汽车车身设计及制造工艺是汽车制造领域的重要研究方向,本文
旨在通过深入探讨相关技术,研究车身设计与制造工艺的新技术,促
进汽车行业的发展。具体目的包括以下几点:
1. 分析当前车身设计技术的现状,了解主流设计理念和趋势,为
未来车身设计提供参考和指导。
2. 探讨车身制造工艺的先进技术,如3D打印、激光切割等,研
究其在汽车制造中的应用和优势。
3. 通过案例分析,总结新技术在车身设计与制造中的成功实践,
为业界提供借鉴和启示。
4. 探讨未来车身设计与制造的发展方向,展望技术的未来应用前景。
5. 分析当前技术面临的挑战,为解决技术难题提供思路和方法。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
1. 引言
1.1 汽车车身设计及制造工艺新技术研究的背景
随着汽车工业的持续发展,汽车车身设计及制造工艺的重要性日益凸显。车身设计既要满足美学要求,又要考虑安全性、舒适性和节能环保等因素,因此需要不断探索新的技术和方法。汽车车身制造工艺也需要不断更新,以提高生产效率和产品质量。
随着社会经济的飞速发展和人们对汽车的需求不断增加,汽车车身设计和制造工艺面临着新的挑战和机遇。传统车身设计已经无法满足当今消费者对个性化、智能化、绿色化的需求,因此需要引入新的设计理念和工艺技术。汽车轻量化已成为当前研究的热点,要求设计和制造工艺更加精细化和先进化。
在这样的背景下,汽车车身设计及制造工艺新技术研究逐渐受到重视。通过对现有技术的改进和创新,可以为汽车工业带来更多的机遇和挑战,推动整个行业向着更加先进、智能和可持续的方向发展。
1.2 研究意义
汽车车身设计及制造工艺新技术研究的研究意义主要体现在以下几个方面:
随着社会经济的快速发展,人们对汽车的需求量不断增加,对汽车性能、安全性和舒适性等方面的要求也越来越高。研究汽车车身设
计及制造工艺新技术将有助于提升汽车整体性能和质量,满足人们日
益增长的需求。
随着科技的不断进步,新材料、新工艺的涌现为汽车车身设计及
制造带来了更广阔的发展空间。通过研究先进的汽车车身设计技术和
制造工艺技术,可以不断推动汽车工业向更加先进、智能化的方向发展。
汽车轻量化设计已成为当今汽车工业发展的重要趋势之一。研究
汽车轻量化设计与制造工艺将有助于降低汽车整体重量、提升燃油经
汽车产品开发有话要说之车身设计与开发(下篇)
汽车产品开发有话要说之车身设计与开发(下篇)
结合体系建设网前面两篇文章,笔者按照上、中、下三篇对轿车车身设计与开发的三个主要阶段进行了讨论:
第一阶段:造型可研、工程可研、功能样车设计(上篇,7月23日已发布)
第二阶段:工程设计(中篇,8月4日已发布)
第三阶段:工程开发和质量培育(下篇,本期发布)
在上一篇文章中,笔者对工程设计阶段的管理工作重点及难点进行了一些总结,接下来将对第三阶段《工程开发和质量培育》的过程进行展开和交流(如图1所示)。
图1 整车产品开发过程
一般意义上说,到了工程开发阶段时,主体工作已经转移到制造系统了,由制造部门主导这个阶段的工作(供应商是外挂的制造部门,对他们的管理是工程开发的一部分),作为设计部门在这个阶段对内是做好产品定义的解释和跟踪改善工作,对外则参与供应商的开发管理,因此工作也是很繁重的。
不经历这个过程,不能处理好此阶段发生的各类质量问题不可能成为一个成熟的产品设计工程师。这也可能是有些设计公司逐步被淘汰出局的原因。
现在仍有很多企业将工程开发称为生产准备,这仅仅是一个叫法问题。关键是高的接收标准的拉动,一系列新技术、新方法的有应用,生产准备的内涵不仅仅是工艺设计和生产线布置,它必须体现先期质量计划的策划(APQP),保证过程对质量的充分满足,和还需要做好各个阶段输出物的质量控制和培育,最终通过样件的认可程序(PPAP)。也就是说这个阶段的目标不只是能生产出产品,而是要保证生产出符合质量标准的产品。
尽管此时整个产品开发工作已经全面回归到整车层面了,但我们仍然从车身开发的角度来讨论这个阶段的工作和常遇到的一些问题。如图2所示,车身工程开发和质量培育阶段工作主要有:工装开发、工程样车试制、生产样车试制。
汽车设计与开发的关键要素
汽车设计与开发的关键要素
汽车设计与开发是一项复杂而庞大的工程项目,涉及到多个学科领域的知识和
技术。为了确保汽车的质量、性能和安全,设计与开发过程需要考虑许多关键要素。在本文中,我将详细介绍与汽车设计与开发相关的几个主要要素。
1. 功能与性能要求:
汽车的设计与开发应始终以满足用户的需求为中心。这包括汽车的功能要求和
性能要求。功能要求涵盖了各个方面,如乘员容量、载货能力、燃油经济性等。而性能要求则包括加速度、制动性能、悬挂系统、安全性能等。设计团队必须确保汽车在满足这些要求的同时,符合相关法规和标准。
2. 美学与人机工程学:
汽车是一种消费品,外观和内饰设计对于消费者的购买决策具有重要影响。美
学和人机工程学被广泛应用于汽车设计中,以确保汽车外观的吸引力、功能区布局的合理性以及乘坐舒适性。设计团队需要考虑到人们对于美感和舒适感的个体差异,以满足不同消费者的需求。
3. 材料选择与轻量化:
汽车的轻量化设计是当前的重要趋势之一,它有助于提高燃油经济性和减少碳
排放。在汽车设计与开发中,材料的选择变得至关重要。高强度钢、铝合金和碳纤维等轻量化材料被广泛应用于车身、底盘和动力系统中,以提高汽车的效率和性能。同时,材料的可持续性和可回收性也需要被纳入考虑范围。
4. 动力系统与动力总成:
汽车的动力系统对于汽车性能、燃油经济性和环境友好性有着重要影响。设计
与开发团队需要选择和优化适合特定车型的动力总成结构,如内燃机、电动机或混
合动力系统,并进行性能和经济性的平衡。此外,新能源汽车技术的发展也给传统动力系统带来了新的挑战与机遇。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
近年来,石油等资源的消耗不断增加,很多能源和资源都在面临着枯竭的危险,科技化,节能化已经成为时代发展的主要趋势。在汽车的设计和制造中,轻量化、节能化与智能安全化是今后的主要發展方向,车身作为汽车的重要组成部分,其设计和制造要求也不断提高。私家车数量不断增加,汽车的升级换代速度也逐渐加快,整个汽车行业之间的竞争也十分激烈,如何提高汽车的设计制造水平,成为众多汽车生产商提高自身市场竞争力的有效手段。
标签:汽车车身;设计及制造工艺;新技术;研究
引言
汽车,作为现代人们出行的主要手段之一,近年来众多汽车品牌在市场上大放异彩,整个汽车市场的竞争日趋激烈,为了更好地提高自身的品牌竞争力,众多的汽车生产商纷纷开始新技术的研究,在汽车车身的设计制造方面不断地进行技术创新和工艺的研究。本文将会对汽车的车身设计与制造工艺创新进行分析论述。
一、汽车车身设计技术的主要内容
(一)车身的设计开发过程
目前,众多的汽车生产厂商纷纷采取阶段控制的方式进行汽车的整体开发,通过对每一个阶段进行严格的把关控制来提升整体的设计制造质量,只有每一个阶段的设计要求都符合规范,才可以进入到下一个设计制造环节。一般情况下的新车型车身设计分为预期项目设计、整体概念设计、详细化设计、设计实验、设计认证与设计量产六个阶段。每一个设计阶段都有相应的具体工作和设计标准,并且作为整体阶段的一部分,只有满足和符合设计标准之后,才可以进行下一阶段的具体工作。各个阶段的开发和设计互相交叉和具体监督,由负责项目的管理团队对所有阶段的开发设计进行监督管理,对设计质量、成本和设计进度进行整体把握。车身是汽车的重要组成部分,在进行设计时必须要严格按照相关的设计标准进行。
汽车车身设计与制造工艺新技术
汽车车身设计与制造工艺新技术
摘要:汽车车身的设计与制造是汽车生产中的重要环节,也是汽车生产新技术研究的主要内容。文章主要阐述了汽车车身相关设计方法及新工艺的应用,希望对车身相关从业人员予以借鉴参考。
关键词:车身;设计;新技术
前言
低碳环保、安全节能、智能化、轻量化是汽车行业发展趋势,车身设计开发与制造是整车开发重要组成部分。随着中国汽车保有量的不断增加,汽车增速逐渐放缓,更新换代周期越来越短,汽车市场的竞争也越来越激烈,如何提高车身的设计及制造水平,提升产品竞争力是当前研究的热点。
1汽车车身设计技术
1.1车身的设计开发流程
当前主流汽车厂商通常将整车开发过程分为多个阀门进行管控,并对每个阀门制定了通过原则,以确保每个阶段开发活动满足要求,可以进入到下一个阶段。全新整车设计开发一般分为预研立项阶段、概念设计阶段、详细设计阶段、设计验证阶段、生产认证与量产阶段。每个阀门点都有相应的核心工作和通过原则,只有满足相应的要求,才能进入下一个阀点。各个开发阶段相互交叉、同步进行,通过项目管理团队对整车开发质量、成本、进度进行协调管控。车身设计开发是整车开发的一个重要组成部分,遵循整车开发流程并贯穿整车开发的全过程。
1.2车身平台化模块化
随着汽车行业竞争加剧以及消费者对汽车品质要求的不断提高,各大汽车厂商推出新车型的速度不断加快。车身平台化、模块化开发的运用,不但可以大幅缩短研发的周期、降低开发成本,提升规模效益,而且可以有效降低技术风险、提高产品可靠性。基于新的平台发展规划策略,丰田、大众、通用、日产等主流汽车企业越来越多的新车型逐步上市,增强了市场竞争力并取得了良好的经济效益。国内自主品牌也从早期的完全逆向开发逐渐进入到正向开发阶段,并开始重视并加大平台化研究。
新能源汽车车身结构设计与优化
新能源汽车车身结构设计与优化
新能源汽车是近年来得到广泛关注的新型交通工具,其具有节能环保、零排放的特点,受到了相关部门、企业和消费者的青睐。而汽车的车身结构设计与优化是新能源汽车研发中的重要环节。
一、新能源汽车车身设计原则
新能源汽车的车身设计需要遵循诸多原则,包括安全性、舒适性、空气动力学等。首先是安全性,新能源汽车在设计时需要考虑车身的抗碰撞性能,以确保车辆在碰撞事故中能够有效减少乘员受伤的可能性。其次是舒适性,车身设计需要考虑乘员的舒适感受,尤其是长时间驾驶时的舒适性和人体工程学。再者是空气动力学,优秀的空气动力学设计可以减小风阻,提高汽车的能效,从而增加续航里程。
二、新能源汽车车身结构设计要点
1. 车身结构材料:传统汽车使用钢铁作为主要车身结构材料,而新能源汽车为了降低车辆重量和提高能效,通常采用了更轻薄的材料,如铝合金、碳纤维等。这些材料具有优越的强度和刚度,可以在保证安全性的前提下实现车辆的轻量化设计。
2. 车身结构形式:新能源汽车的车身结构形式多样,包括传统的轿车、SUV以及新兴的纯电动车、混合动力车等。在设计时需要考虑车身结构的简洁性、稳定性和弹性,以确保车辆在不同路况下都能够保持良好的行驶
性能。
3. 车身结构优化:通过有限元分析等工具对车身结构进行优化设计,可以在保证结构强度和刚度的前提下减小车身重量,提高车辆的能效。同时,优化设计还可以改善车身在碰撞、振动、噪声等方面的性能,提升车辆的舒适性和安全性。
三、的挑战
1. 车辆安全性:新能源汽车车身结构设计需要在满足轻量化的要求
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
技术改造
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
黄长亮
(柳州五菱汽车工业有限公司山东分公司,山东 青岛266555)
摘 要:在新时期背景下,随着社会对汽车的需求量越来越大,这也给汽车企业的发展带来了考验与契机,企业若想健康发展,首先需提升自身核心竞争力,并不断的创新研发新型技术手段,在保障车辆行驶安全性与舒适性的前提下,还应当以环保为重心,从多个方面进行全新开发与改良。本文围绕汽车车身设计及制造工艺新技术展开了探讨,并提出了相应的意见,具体如下:
关键词:汽车车身设计;制造工艺;新技术;研究
一、汽车车身设计技术
(一)汽车车身设计开发流程
著名的哲学家柏拉图曾说过:“良好的开端是成功的一半”,任何事物的顺利开展都离不开前期基础的奠定,只有做好充分的准备工作,才能起到事半功倍的效果,当然在汽车制造业中亦是如此。在对汽车进行整车开发时,首先应当结合市场的发展形势明确开发设计方向,根据以往经验来看,车辆的开发一般都会预先推出概念、然后在将该概念进行细节化设计、并通过不断的实践验证过程中确定设计方案、其次对生产进行全面认证、最终进行批量生产。而且汽车设计本身就涵盖较多环节,且有着繁杂性特点,若其中一个环节出现问题,都会影响后续的进展,因此相关设计部门应当严格按照相关标准规范自身操作行为,并结合以往经验对较易出现问题的环节提前制定预防方案,为后期提供精确的数据信息支撑,以便于后期在遇到类似问题时能够从容应对,将影响控制在最小值[1]。同时汽车在开发过程中需要多个部门协同配合下完成,在此还需保证其协调性,降低对冲问题的发生,提高设计效率,确保汽车设计工作能够在保质保量的前提下在原定计划内完成并耗费最低成本支出。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
【摘要】
汽车车身设计及制造工艺的新技术研究在汽车工业中起着至关重
要的作用。本文从引言、正文和结论三个部分系统阐述了该领域的研
究进展。在探讨了研究的重要性、背景和目的,引出了本文的主题。
接着在分别介绍了汽车车身设计新技术的发展趋势、制造工艺新技术
的应用、先进材料、仿生学以及数字化设计与制造技术在汽车车身设
计中的应用。这些新技术不仅提高了汽车的安全性和性能,还有助于
减轻车身重量、提高燃油经济性。在结论部分总结了这些新技术研究
的成果,并展望了未来发展方向。通过本文的研究,有望推动汽车车
身设计及制造工艺领域的进步,为汽车工业的可持续发展提供有力支撑。
【关键词】
汽车车身设计,制造工艺,新技术,研究,发展趋势,先进材料,仿生学,数字化设计,制造技术,成果,未来发展方向.
1. 引言
1.1 汽车车身设计及制造工艺新技术研究的重要性
汽车作为人们日常生活中重要的交通工具,车身设计及制造工艺
的新技术研究对于汽车行业的发展至关重要。随着社会的进步和科技
的发展,消费者对汽车的外观设计和质量要求越来越高,因此车身设
计的创新和改进对于提升汽车品牌竞争力至关重要。新技术的运用可
以降低汽车的整体重量,提高汽车的燃油效率和动力性能,进而减少
对环境的影响,符合可持续发展的要求。车身设计及制造工艺新技术
的研究还可以促进汽车制造业的转型升级,推动行业的创新发展。加
强对汽车车身设计及制造工艺新技术的研究是至关重要的,对于推动
汽车产业的发展,提高汽车质量和安全性,降低能源消耗和环境污染,具有重要的意义和价值。
汽车车身结构与设计
第一章:车身概论
1.车身包括:白车身和附件
白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身,此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成,此外尚包括前、后板制件与车门,但不包括车身附属设备及装饰等。
2.按承载形式之不同,可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。
非承载车身的优点:①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外,挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用,既延长了车身的使用寿命,又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配,然后总装在一起,这样既可简化装配工艺,又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础,这样便于汽车上各总成和部件安装,同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆,货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架,其主要原
因也基于此。④发生碰撞事故时,车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点:①由于计算设计时不考虑车身承载,故必须保证车架有足够的强度和刚度,从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架,使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件,所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。
3.承载式车身分为基础承载式和整体承载式。
基础承载式特点:①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成,易于建立较符合的有限元计算模型,从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置,有利于调整杆件中的应力,从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性,可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率,简化构件的成型过程,节省部分冲压设备,同时也便于大客车的改型和系列化,为多品种创造了条件。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
摘要:当前,随着科技的快速发展,以及人们的生活质量的不断提升,汽车的设计与生产也有了很大的进步,并且朝着绿色低碳、经济美观、舒适的方向发展。为使其在各方面得到更大的发展,对其进行结构设计及新的生产技术的研究具有十分重要的意义。在此基础上,本文对汽车车身的设计与制造过程中的新技术进行了分析与讨论。
关键词:结构设计;生产技术;汽车车身;制造过程;分析与讨论
引言:目前和今后的汽车工艺行业的发展,正面临着新能源汽车和以环境保护为主的双重压力。在汽车车身的设计和工艺制造方面,要持续地进行技术创新和思维创新,使汽车的性能得到有效地提升,使汽车在行驶过程中的舒适性和安全性得到充分地保证,从而使汽车的油耗和可燃气体的排放得到有效地降低,从而提高资源利用效率,加速产品的更新换代。
1.车身的作用以及有关的结构特点
我们都知道,车身的主要用途是用来运输旅客或者是货物的,它的功能就像一个临时住宅或者是流动仓库,这种住宅或者仓库是有质量和空间限制的,是一种可以移动的建筑物,所以车身的具体作用要根据车型来决定。对于汽车的车身来说,它的主要作用大致有如下几个方面:首先,车身是车的四大组件之一,它对汽车的整车功能有着十分重要的影响,同时它还可以为驾驶员提供更加舒适的乘坐环境,从而保护驾驶员的安全。车身的设计还可以保证减少空气的阻力,增强汽车的美感。车身的特征主要有:一是车身所用的材料很多,二是车身造型的发展速度很快,更新很快。车身结构的特点主要是:构成车身外形的各种零件数量较多,而且这些零件的表面积较大,形状较为复杂,且以自由面为主。
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第三章汽车车身设计开发技术与方法
3.1车身设计方法学
3.1.1车身设计开发主要工作内容及流程(程序)
1)车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype)
2)造型设计
3)三维曲面和造型面设计
4)1:5或1:4 模型及1:1外模型制作或数控加工(或三维数字模型)
5)1:1内模型(或三维数字模型)
6)1:1发动机舱模型(或三维数字模型)
7)1:1地板模型(或三维数字模型)
8)测量与曲面光顺
9)白车身结构详细设计(BIW)
(9.1)1:1外模型光顺后数据分块
(9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定
(9.3) 密封结构确定与密封件选择
(9.4) 确定分块线
(9.5) 与车身有关的设计硬点的确定
(9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)
(9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计)
(9.8) 发动机前围板设计
(9.9) A柱下段设计
(9.10) 发动机舱与前轮包设计
(9.11) 前后灯具设计(反射面与灯具厂共同设计)
(9.12) 格栅设计
(9.13) 前围板设计
(9.14) 前保险杠设计
(9.15) 地板总成设计(前中后)
(9.16) 后门总成设计
(9.17) 前门总成设计
(9.18) 尾门总成设计
(9.19) 前发动机罩设计
(9.20)前风当总成设计
10)内饰、外饰设计
11)先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制,第二轮试验样车(定型车)试制
12)碰撞与结构分析及结构优化设计
13)成型过程仿真
14) 模具与工艺工装设计
如图3.1.1为车身详细设计阶段面向对象的产品模型(OPM)并行设
计流程图
2 2 2 2 2 2T21: CAD T22: DFA可装配设计
T23: CAE T24: 评审
T25: DFM 可制造设计T26: CS 碰撞仿真IM21: 输入产品模型,请求详细设计
OM21: 向下游预发布零部件信息
OM22: 输出DFA结果
OM23: 输出CAE结果
OM24: 输出同意或修改概要设计建议
OM25: 输出DFM结果输出
OM26: CS结果
图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型
31
32
33
34
35 T31: CAPP T32: CAFD机算机辅助工装卡具设计(CA FIT DESIGN)
T33: CAM T34: MPS(制造过程仿真)
T35: 评审
IM31: 请求加工过程设计
OM31: 输出CAPP结果
OM33: 输出CAFD结果
OM33: 输出CAM结果
OM34: 输出MPS结果
OM35: 输出同意或修改详细设计建议
图3.1.2
汽车产品开发试制与加工过程设计OPM模型
g1: 请求详细设计(结构) g2: 预发布零部件消息,请求试制或加工过程设计
g3: 请求修改概念设计(造型设计) g4: 请求修改详细设计(结构设计)
图3.1.3 汽车车身并行开发过程OPM模型
图3.1.4 车型数字化设计过程
3.1.2 车身结构设计方法学
1 1995年后的先进的车身设计技术与方法
1995年后车身设计技术发展与客户需求体现在如下几个方面:
图3.1.5 虚拟产品开发描述
图3.1.6 白车身设计过程描述
图3.1.7 并行设计与开发周期降低
图3.1.8 全数字化设计方法
图3.1.11 基于参考原型车参数化设计方法
图3.1.12 参数化结构断面设计
图3.1.13 全相关参数化的车身开发全过程
2 车身结构设计方法学
复杂的结构实际上是众多简单的设计的叠加组合(复杂设计简单化)
任何复杂的车身结构设计与设计结果都是由三个方面决定: (1) 满足诸多设计硬点的特征结构设计(HARDPOINT DESIGN AREA), 例如, 造型面硬点, 与车身有关的零部件装配孔面及结构等设计硬点, 选定的设计断面结构, 造型分界线硬点, 造型形状形成的设计断面引导线硬点, 车身零件间的焊接装配面, 零件的分块线硬点. (2) 自由设计区设计(FREE DESIGN AREA), 即在满足设计硬点基础上, 进行的自由设计区, 一般非设计硬点的设计区域都属于自由设计区, 自
由设计区不同的设计人员会得到不同的设计结果, 这也是自由设计区自由的特点, 但这不等于自由设计区可以胡乱设计, 应遵循如下一些设计原则, 以便才能使设计结构更合理, 水平更高. (3) 结构优化分析(仿真与优化)(CAE/SIMULATION/ OPTIMIZATION).
因此车身设计过程与方法应满足如下公式:
车身结构设计特征(BSDF)=自由设计区自由设计特征(FDF)+断面设计硬点决定的设计特征(SDHF)+造型设计硬点决定的特征(IDHF)+造型决定的断面引导主轴线(一个零件多个断面几何中心连线)特征(ISSF)+其他附件或COPY件等确定的设计硬点特征(CDHF)+零件分块线与焊接边界线等的设计硬点特征(BDHF)
即为:
BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF
车身零件结构的设计过程或设计建模(BSDP or BSDM)=用三维CAD软件完成车身结构设计特征的过程或结果(BSDFP or BSDFM) 即为:BSDP=BSDFP
BSDM=BSDFM
车身设计建模(BDM)=完成所有车身零件的设计建模与装配设计建模的总称(TOL_BSDM)
即为:BDM=TOL_BSDM
全数字化车身设计开发(BDD)=采用三维CAD软件完成全部车身设计建模, 并采用CAD/CAE/CAM一体化技术完成车身设计,结构优化及制造(或制造模具)的全过程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).