现代设计方法在汽车产品开发中的应用

汽车开发是 一项复杂 的系统工程 ，时代发展又 为它提 出更高 的要 求 。一方面多元化 的市场需求要求企业 以敏捷化的设 计方式快速应对 ； 另一方面汽车本 身也开始从纯粹功能型转 向兼顾舒适性 、环保性 、可靠 性等性能指标。显然仅仅靠传统思维设计方法是很难实现的。现代设计 方法以当前先进 的计算机技术为手段 ，充分利用力学 、应用数学等工程 基础学科的进展 ，为工程设计提供强有力 的工具 ，这在很多行业都得到 充分验证。 未来 汽车设计 的发展必然随着汽 车技术 的进步而 日新月异 ，众多设 计师的艺术风格也会更广泛更强烈地体现在汽车设计之中 ，而给予人们 更加广泛 的选择。高科技下 ，个性鲜明 、更加人性化 的汽车将是２ 世纪 １ 汽车产业发展的必然 ，因为它符合人类对 文化 、个性的追求 和需要 。因 此 ，加大对汽车的设计 的重视和投入 ，将对我 国汽车产业的发展起到极 大 的推 进作 用
２ 结构 模块 化 设计 结构模块化设计方法主要是以功能化 的产品结构为基础 ，分解现有 的产 品 ，在分解 中考虑到各个要 素的可行性 ，从而在早 期就能预测 到 设计 中可能会出现的矛盾 ，提高设计的可行性 和可靠性 ，降低产品的成 本。结构模块化设计 方法视具有某种功能的实现 为一个结构模块 ，通过 结构模块的组合 ，实现产品的方案设计。对 于特定种类 的机械产品 ，由 于其组成部分的功能较 为明确且相对稳定 ，结构模块的划分 比较容易 ， 因此 ，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适 。 汽 车产品具有 品种多 、批量少的特点 ，其生产多采用改装设计的方 式。和其它机械产品一样 ，改装所需的零部件应尽量满足 “ 通用化 、标 准化 、系列化”的要求 。即使是 自制的异型件 ，也会根据企业的生产特 点 自成系列。这就为采用模块化设计奠定 了实际基础 ，如 ：车架设计就 可以划分为标 准件库 （ 螺栓 、螺母 ）、总成件库 （ 支撑装置 、车轴等 ） 和构件库 （ 直梁式 纵梁 ），设计 时根据需要调 用的 图库来 进行总体布 置。现代Ｃ 软件也为上述模块化系统提供 了实现手段 ，与外部数据库 ＡＤ 的接 口可以实现对数据 的开放型管理 ，内嵌开发语言可以完成图元 的参 数化设计 ，而 图形化的界面可以方便用户操作。这样 ，工程技术人 员关 注 的重点就可以回归到设计本身 ，而不是适应复杂的计算机操作。
技 术 ，采 用 三 维 ３ 技 术 虚拟 实 境 开 发概 念 车 。大 众 汽 车 即采 用 ３ 虚 拟实 Ｄ Ｄ
械设计方法。包括对产 品的可靠性进行预计 、分配 、技术设计 、评定等 工作。所谓可靠性 ，则是指产品在规定 的时间 内和给定 的条件下 ，完成 规定功能的能力 。它不但直接反映产 品各组成部件的质量，而且还影响 到整个产品质量性 能的优劣。 目前我 国汽车设计大多处于类 比设计和经 验设计阶段 ， 这样 的设计方式非常保守 ，因而限制了产品性能 的提高和 成本的降低。与国外 同类先进车型相 比 ，我 国生产的汽车产 品显得更为 蠢笨 ，油耗也更高。但单纯降低结构 的重量又与确保车辆的可靠性和安 全性相矛盾。问题产生 的根源在于产 品缺乏可靠性设计 ，未能充分利用 或收集实验数据 ，没有针对具体应用开展相关的可靠性计算。 我国汽 车正 向着高效率 、高机动 胜能 、高生产能力 的发展 ，可靠性 是这些 目标得以实现的根本保证。为此 ， 生产企业应根据不 同汽车产品 的可靠性试验数据 ，形成特有的 可 靠性评价体系。长远看来 ，这种评价 体系的完善将成为汽车生产企业核心竞争力 的重要组成部分。
摘 要 随着我国经济建设的不断发展，我国路桥建设、能源结构变化、重点基础工程建设加快，近年来我国汽车行业进入了蓬勃发展的
阶段 。随着 市场竞争趋 势的加剧 ，产品成 本的增加 ，劳动密集 型产 品以价格取 胜的竞争优 势将被进 一步弱化 ，以技术创新 的替代性 经济增
长将 成为汽 车行业发展 的新趋势 。
宰 未霸
应 用方 法 论
ｌ ５ ５
现代设 计方法在汽车产 品开 发 中的应用
覃娅娟 ，陈 朝 ，李 志艳。
（． １ 武汉航海职业技 术学院 ，湖北 武汉 ４ ０ ０ ；２中国重汽集 团济南特 种车有限公 司，陕西西安 ７ ０ ０ ； ３００ ． １０ ０ ３山西 交通职业技术学 院 ，山西太原 ０ ０ ０ ． ３ ０ ０）
参 考 文献
［】 １ 王锦慧． 机械产品方案的现代设计方法及发展趋势【Ｊ Ｊ＿ 山西焦煤科技， ０ ２７ ０
【Ｊ ２梅顺 齐． 现代设计 方法 （ ］ 中科技大 学出版社 ， ０ ． Ｍ． 华 ２ ９ ０
作 者简 介 覃 娅娟 ，讲 师 ，单 位 ：武 汉航 海职业 技术 学院 ，主要 从事 汽车专业 课 的
５ 结束语
境技术设 计开发 汽车 。设计人员可以亲身体验飘浮在空 中的虚拟影像汽 车设计 和制造 ，节省 了可观的开发费用 ，并计划推广到它所在的众 多装 配厂去。现在 汽车产 品的开发 ，尤其是概念车 的开发越来越追求最短 的 开发时间。如果运用计算机辅助开发技术 ，建构 出产品模型 ，在实验室 中，即可呈现理想中的汽车影像 ，就有如一辆真 的汽车在眼前 ，经过各 位设计工程师的讨论修改后 ，很快就可设计 出理想 的汽车 。定型后 ，既 可利用电脑中的数据 ，外包试制零部件和试装新车 ，实现组装零误差 ， 而且开发 时效 比过去快 多了。
教学工 作 。 陈 朝 ，单 位 ： 中国重 汽 集 团济 南特 种 车有 限公 司
工作。
，
主要 从 事汽 车 销售
３ 可靠 性 设计 可靠性设计是保证机械及其零部件满足 给定 的可靠性指标的一种机
李志 艳 ，单位 ：山西 交通 职 业技 术 学 院 ，主要 从 事 汽车 专业 课 的教 学
１ 计 算 机辅 助设 计
计算机辅助设计是通过计 算机进行辅助信息处理 ，这主要是利用计 算机信 息量大 ， 计算速度快并且准确的特点 ，人和计算机一起来完成设 计工作 。利用计算机辅助设计有很多优点 ，计算机辅助设计提高了设计 效率 ，用 时 比较短 ，能在短时 间内设 计 出来 ，设计时 间短 ，就相应地 加快了产品的更新换代 ，产品换代快 ，出产 比较早 ，就增加了市场竞争 力。 目前 ，越来越多 的汽车设计公 司及制造公 司开始使用虚拟产品开发
４ 最优 化设 计 最优化设计是指用最优化的原理和方法 ，设计出效率最高 、费用最 少 、能耗最低的产 品。由于汽车产品的复杂性 ，一般采用固定各子系统 所共有的基本设计变量 的办法 ，把处理 系统分解成独立的子 系统 ，先分 别实现 子系统 的最优 化 ，再综合协 调各子系统 ，使 总系统最优化 。例 如 ：通过整车性 能模拟获得最优的系统参数匹配 ；进行 自 卸汽车举升机 构的运动仿真以确定最优 的结构尺寸和液压系统参数 ； 进行车架的有限 元分析以确定最优 的改装方案 ；开展可靠性最优化设 计，在满足一定可 靠度的前提下寻找最佳 的设计方案等。
工作 。
关 键 词 现 代设计方 法 ；汽车产 品
中图 分类 号 Ｕ ６ 文献 标识 码 Ａ ４
文章 编 号 １７—６ １（０２ １－ １５０ ６ ３９７一２ １） ０５ — １ ０１
随着我 国改革开放的深入 ，我 国公路建设 、能源消耗结构变化 、重 点工程建设加快 ，近年来我 国汽车行业进入 了蓬勃发展的阶段 。随着市 场竞争趋 势的加剧 ，产 品成本的增加 ， 劳动密集型产品以价格取胜 的竞 争优势将 被进一 步弱化 ，以技术创新 的替代性经济增长将成为汽车行业 发展的新趋势 。高科技 的普及和应用使得汽车产品更新换代的步伐越来 越快 ，也使得 中国汽车工业的 自主研 发水平 和技术水平与 国际上的差距 越来越大 ，在汽车 的开发方面则更是相 差的极为悬殊 。加人ＷＴ 给 中 Ｏ 国汽车敲响警钟 ，同时也带来无限的机遇 ，我们政府以及汽车公 司必须 加大对 汽车设计 的研究 与投入 ，确立一种积极正确 的汽车设计的理念 ， 运用现代 化的设计方法 和设计手段来 提升产 品的设计品质 ，缩短开发周 期 ，以适 应激烈 的市场竞争 。根据 目 国内外设计学者进行汽车产品方 前 案设计所用方法的主要特征 ，可以将方案的现代设计方法概括为下述 。