现代设计方法在汽车设计中的运用

Interna l Combustion Engine&Parts

0引言

汽车设计对于汽车的更新换代具有决定性作用，汽车的高性能和高性价比成为人们关注的焦点，传统的汽车设计只能通过实际的汽车进行试验，找出设计中的不足，既提高了成本，又拉长了设计时间，现代设计方法采用计算机设备和技术，降低了汽车设计的难度和时间，提高了汽车设计的水平，运用模拟、仿真等技术，降低成本，缩短设计周期。

1现代设计方法的概念

与传统的设计方法相比，现代设计方法具有更加鲜明的特点。传统的汽车设计需要根据动力学和数学理论，经过严谨计算，设计出理论上的汽车模型，现代设计主要应用电子设备，对设计内容进行模拟仿真，发现设计中存在的问题，也可以利用先进的计算机软件设计，简化设计过程[1]。随着近年来汽车行业自身的发展，电子设备在汽车中的应用越来越广泛，发动机和变速器等机器的控制，很大程度上提高了汽车设计的难度，利用传统的设计方式显然无法完成，设计工作只有利用计算机软件完成良好的设计方案，比如使用CAD软件，根据需要选择相应的零件，缩短设计周期，利用现代设计方法，提高设计效率，增加其经济性，使汽车更加符合市场需求。

2现代设计方法在汽车设计中的优势

2.1更加具有创新性

现代设计方法更加注重汽车创新性和汽车的整体功能性，以计算机网络作为主要的现代设计工具，降低汽车设计成本，提高汽车设计质量，还可以与汽车的安全性能、经济性和适用性进行结合，设计出经济成本更低、质量更好的新型汽车，现代汽车设计技术和方法正处于不断的更新之中，汽车设计对现代设计方法的广泛运用，也正在不断出现新的突破。

2.2更加具有适应性

现代设计方法更加面向功能目标，综合考虑到技术、经济、社会等因素，更加注重设计过程的模式化，充分利用计算机技术，进行自动运算、绘图，分工协调工作，也更加注重实用性和创造性之间的相互配合。现代设计方法贯穿于整个汽车设计开发的全过程，利用通用化的方式，在各种条件下，实现方案和目标的优化[2]。

2.3有助于汽车更新换代

汽车行业正处于不断的更新换代中，现代设计方法可以通过现代化的设计方法、先进的计算机技术以及现代应用数学理论，缩短汽车设计周期，调整汽车设计功能，使汽车功能更加符合人们的需求。通过在设计软件中对汽车设计的调整，提高汽车设计质量，使汽车设计成本降低，完善汽车整体的协调配合，实现设计最优化，推动汽车行业的不断发展，完善汽车功能，缩短了汽车更新换代的时间。

3现代设计方法在汽车设计中的应用

3.1系统工程分析法

系统工程是以系统为研究对象，将应用数学和信息技术作为主要工具，对系统的要素、结构和信息反馈进行分析指导的学科，通过系统内部与整体的互相协调和配合，达到系统最优化目标[3]。在汽车设计中应用系统工程，一般包括信息获取、处理和整理三个阶段。要完成汽车设计必须根据应用系统工程的观点，将设计的功能目标、需求进行有机结合，将汽车设计通过整体运用系统工程方法进行设计。

3.2模糊设计法

模糊设计法与系统工程分析法不同，系统工程分析法可以通过数据和信息的分析达到系统的最优化，模糊设计法主要通过实践经验达到确定参数、算法和信号的目的。在模糊设计中，模糊决策是通过对经验的分析和对已有信息的合理推论，汽车设计中具备较多的模糊因素，模糊决策有助于汽车的发动机、离合器等的设计，对汽车设计行业具有一定的应用意义。现代复杂的工业系统一般很难达

低速排放最低。

参考文献：

[1]韩同群.电喷发动机进气管的设计与开发[J].内燃机工程，2005，26（3）：22-26.

[2]李伟.电喷发动机进气歧管设计开发新方法[J].内燃机与动力装置，2005（3）：9-14.

[3]Boverie,S,Gonzalez-Cantos,A,et al.Fuzzy modeling,control and bifurcation-based stability analysis of a gasoline direct injection engine[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,2009,223(11):1459-1479.

[4]GL Luo，FJ Zhang.Analysis of vehicle powertrain dynamic performance[J].Journal of Beijing Institute of Technology,2013,22(2): 171-178.

[5]F Acquati,L Battarola et al.An Intake Manifold Model for Spark Ignition Engines[J].Elsevier Journal,1996,29(1):7945-7950.

[6]刘永长.内燃机热力过程模拟[M].北京：机械工业出版社2001,2.

现代设计方法在汽车设计中的运用

李芮淙

（四川城市职业学院，成都610101）

摘要：汽车设计必须符合时代的进步，满足消费者的需求。受传统设计方法的限制，我国的汽车设计工业一直无法得到良好的发展，汽车设计仍然以经验为主，现代设计方法可以改变传统的汽车设计中必须造出实物的方式，降低设计成本，缩短汽车设计周期，对汽车设计具有重要意义，在实际的汽车设计工作中具有重要作用，通过辅助软件和虚拟仿真技术的运用，提升汽车设计水平。

关键词：汽车设计；现代设计；设计方法

·49·DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.05.020

内燃机与配件

到完整的数学模型的设计，而模糊控制不必建立完整的数学模型，更容易操作，实现人机对话，在现代设计中用途广泛，模糊控制可以用于汽车的稳速行驶控制和无滑动停车等设计中。

3.3计算机辅助CAD设计

计算机依靠软件的应用满足人们在不同领域的实际需要，针对应用开发相应软件也可以达到目的。在现代工业设计领域中，辅助设计软件，比如CAD软件在汽车设计中的应用非常普遍，许多汽车设计都运用该软件进行结构检测和性能评估，最大程度上保证设计符合相关需求。在西方发达国家的汽车设计中大量使用CAD技术进行设计，我国的汽车设计产业受水平因素限制，使用的CAD软件的版本低，计算机设备性能差，很难完成先进的设计工作，很大程度上影响了我国汽车工业的发展[4]。

计算机辅助元件在汽车设计中的应用可以极大减少计算占用的时间，将计算工作交给计算机来完成，输入相应参数后可以立即得到结果，加快汽车升级周期，以便向市场推出新一代的产品，获得更多的效益。汽车设计不合适的，还需要在实践过程中进行对比和调查，选择最佳的方案，此时也利用计算机软件来进行对比，使这一过程更加简单，在最短的时间内选择一个更加适合的设计方案。

4虚拟仿真技术在汽车设计中的运用

4.1虚拟仿真技术的概念

虚拟设计是以计算机辅助技术为主的虚拟现实技术，在实际投产之前就可以实现产品设计，叙述产品功能的可能性。虚拟仿真技术可以将汽车的设计参数导入，虚拟汽车试验环境，为汽车设计拉低成本，改变了以往的根据汽车实物试验改进的方式，又缩短了设计周期，对于汽车的更新换代有重要意义，也对汽车行业的发展有重要推动作用。

虚拟技术采用的软件多种多样，其中UG设计软件的应用比较广泛，UG设计软件是以统一的模块集成数据库，达到设计修改关联性的目的，通过参数化的造型特征，在汽车设计中达到一处修改，其它图形和数据也一同修改的效果。UG技术具备强大的三维造型功能，可以实现可视化视图，在可视化界面实现初步的造型设计，并模拟汽车的功能和设计制造过程，结合市场需求，达到汽车的外形、功能和内部结构都可以进行实际的讨论，并在视图上展示，效果更加直观，并为后期的设计调整提供依据[5]。

4.2虚拟仿真技术在汽车设计中的应用

虚拟仿真技术在传统的制造业产品设计开发中有重要意义，传统的汽车设计要看到具体的汽车工作状况，必须做出实际的汽车，一旦出现问题，必须进行再次设计更正，不但影响了企业生产成本，还会影响到公司信誉。虚拟仿真技术的出现可以解决这些问题，传统的产品设计创新效率低，成本高，虚拟仿真技术可以利用特定的计算机软件模拟真实的环境，在输入相应的汽车环境后，可以观察汽车在行驶过程中的各项指标和参数，对设计存在的问题可以及时进行更改，不仅不会影响汽车的生产，而且使设计需要的时间缩短，同时可以利用强大的计算能力对汽车以后的情况进行仿真，在汽车设计中，实际生产前需要进行严格的验证，如果汽车存在安全隐患，就会对用户的生命财产安全造成严重的威胁，影响到生产厂商的竞争力。

在汽车设计中运用虚拟仿真技术，可以在计算机视图中实现对汽车设计整体和部分结构的造型布局和加工设计，并对汽车功能进行模拟分析，发现汽车设计存在功能问题可以及时处理，在设计阶段确定汽车的使用寿命。实现对汽车整体、结构和零部件的三维立体模型，根据具体的功能要求，在一定范围内调整尺寸，保证汽车设计功能，在零部件参数化模型中，运用UG技术中的草图功能，采用图中的尺寸约束和几何约束对零部件参数进行控制，调整零部件出口的三维参数化模型[6]。

在传统的汽车设计中，汽车设计很难一次性满足要求，一旦出现装配干涉设计问题，就需要对设计进行修改，不仅延长了设计周期，也增加了设计成本。UG技术在设计中可以实现装配模拟，对于不符合设计要求的，可以在计算机中修改参数和尺寸，重新生成模型，在装配中一般采用自顶向下的方式，对于内部结构复杂的零部件，要使其贴合车身外形。

汽车的车身设计一般将汽车分为左侧围、右侧围、顶盖和前后围以及底板，其中左右侧围和前后围主要由特征曲面造型功能模块设计，骨架、零部件和内饰主要由特征实体造型设计，产品设计的特征是虚拟设计的核心，可以为智能CAD系统和智能制造系统早日投入使用创造机会。

汽车的外观造型创新中，外观设计造型要首先保证汽车设计的功能，在设计汽车的整体综合功能，最后设计汽车的外观造型。汽车的外观造型也是汽车设计的重要方面，汽车外观设计也可以使用UG技术，主要用于汽车的三视图和透视图，以及外观颜色的渲染着色等等，使用光源参数控制可以调整光源，观察汽车颜色在不同光源下的变化，也可以表现出金属和塑料的材质以及质感，得出汽车外观的效果图。

5结语

与传统的汽车设计方法相比，现代设计方法具有明显的优势，不仅可以缩短设计周期，提高设计效率，同时具备虚拟仿真功能，可以及时发现设计中存在的问题。目前大部分西方国家的汽车设计工业都开始使用现代设计方法，以提高汽车的舒适度和安全性，但在我国受技术水平的限制，现代设计方法还没有普及，要改变这种现象，必须利用现代设计方法，提高汽车设计的技术水平，加快汽车更新换代，促进汽车行业的发展。

参考文献：

[1]胡斌.现代设计方法在汽车设计中的应用[J].科技资讯，2017（5）.

[2]王鹏坤.现代设计方法在汽车设计中的应用[J].汽车实用技术，2017（18）：71-72.

[3]覃娅娟，陈朝，李志艳.现代设计方法在汽车产品开发中的应用[J].科技与生活，2016（1）：155.

[4]张阳光，张龙，王晓磊.现代设计方法在某后桥用轮毂设计中的应用[J].汽车实用技术，2016（9）：74-76.

[5]张忠真，宋威涛.汽车机械式变速器现代设计方法应用研究[J].内燃机与配件，2018，262（10）：105-106.

[6]吴刚.汽车机械式变速器现代设计方法应用探索[J].产业与科技论坛，2017（20）.

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