畢業(yè)設(shè)計(jì)轎車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)

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1、 本 科 畢 業(yè) 論 文 轎車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì) Car Body Design 學(xué) 院 名 稱(chēng) ： 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) ： 學(xué) 生 姓 名 ： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱(chēng)： 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………01 Abstract ……………………………………………………………………………02 引言 ………………………………………………………………………………

2、…03 第一章 轎車(chē)車(chē)身造型設(shè)計(jì)…………………………………………………………07 1.1 美學(xué)的運(yùn)用………………………………………………………………07 1.2 空氣動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用………………………………………………………08 第二章 車(chē)身總布置設(shè)計(jì)……………………………………………………………10 2.1 車(chē)身總布置與整車(chē)總布置………………………………………………10 2.2 人機(jī)工程學(xué)的運(yùn)用………………………………………………………11 2.2.1 H點(diǎn)人體模型…………………………………………………………11 2.2.2 眼橢圓及其定位……………………………………

3、…………………12 2.2.3 本次設(shè)計(jì)的人機(jī)工程部分……………………………………………12 2.3 工程圖的繪制……………………………………………………………13 第三章 三維模型的建立……………………………………………………………15 3.1 建立方法及原則…………………………………………………………15 3.2 車(chē)身建模分塊……………………………………………………………16 3.3 空間曲線(xiàn)的處理…………………………………………………………16 3.4 空間曲面的構(gòu)成和處理…………………………………………………18 3.4.1 空間曲面的處理……………………

4、…………………………………18 3.4.2 空間曲面的構(gòu)成………………………………………………………18 3.5 曲面間的過(guò)渡……………………………………………………………19 3.6 渲染………………………………………………………………………21 結(jié)論 …………………………………………………………………………………23 致謝 …………………………………………………………………………………24 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………25 轎車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)：

5、 摘要 概述了車(chē)身外形設(shè)計(jì)方法，介紹了逆向工程的含義，闡述了應(yīng)用逆向工程進(jìn)行汽車(chē)覆蓋件模具設(shè)計(jì)的工作流程及其關(guān)鍵技術(shù)。最后針對(duì)汽車(chē)車(chē)身，在ALIAS中進(jìn)行車(chē)身造型設(shè)計(jì)，再通過(guò)CATIA進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。結(jié)果表明,逆向工程可以大大提高覆蓋件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率和質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：逆向工程；全車(chē)外形；造型設(shè)計(jì) Car body design Abstract Outlines the body contour design, introduces the meaning of reverse engineering to explain the application of reverse en

6、gineering for automotive panel die design workflow and key technologies. Finally, according to the vehicle body, ALIAS of body modelling design, again through the CATIA carries on the data arrangement. The results show that reverse engineering can greatly improve the efficiency of product developmen

7、t covering parts and quality. Keywords：Reverseengineering; All car shape; Modelling design 引 言 汽車(chē)作為人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一，其意義已經(jīng)完全超越了普通的代步工具，逐步演變成為當(dāng)今人類(lèi)文明的重要標(biāo)志。汽車(chē)已經(jīng)形成一種文化，深深的影響著我們的生活。 1898年在法國(guó)，一場(chǎng)從巴黎到波爾多行程1200公里的汽車(chē)大賽轟轟烈烈展開(kāi)，這是全世界第一次汽車(chē)大賽，從那一刻開(kāi)始，速度，成為了汽車(chē)制造的終極追求。一百多年過(guò)去了，無(wú)論汽車(chē)工業(yè)如何發(fā)展，人們對(duì)于汽車(chē)速度的迷戀?gòu)膩?lái)沒(méi)有減弱。生活中，轎車(chē)無(wú)處不在。

8、 如果僅僅從造型來(lái)區(qū)分，最早將空氣動(dòng)力學(xué)和汽車(chē)外型設(shè)計(jì)結(jié)合的品牌是克萊斯勒（Chrysler），它在1934年造就了世界上第一輛流線(xiàn)型轎車(chē)“氣流”，這個(gè)創(chuàng)舉第一次在設(shè)計(jì)造型上與傳統(tǒng)汽車(chē)區(qū)別開(kāi)來(lái)。二次世界大戰(zhàn)阻礙了汽車(chē)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但從 圖1.1 第一輛四輪汽車(chē)“戴姆勒1號(hào)” 圖1.2 第一輛流線(xiàn)型轎車(chē):克萊司勒“氣流” 客觀上來(lái)看，戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期軍備競(jìng)賽所帶來(lái)的機(jī)械技術(shù)進(jìn)步，變相為今后轎車(chē)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而飛機(jī)設(shè)計(jì)水平在戰(zhàn)爭(zhēng)中的提高，更是造就了一大批空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家級(jí)人物，他們是戰(zhàn)后將空氣動(dòng)力學(xué)大范圍應(yīng)用在轎車(chē)設(shè)計(jì)上的中堅(jiān)分子。這其中，最具有代表意義的品牌就是寶馬（BMW）

9、。60到70年代，西方自由主義思潮的興起，為是培育跑車(chē)文化提供了最好的溫床。人們很容易將速度與自由精神聯(lián)系到一起，再加上轎車(chē)流線(xiàn)型的多變款式，成為了希望擺脫束縛的一代人的物質(zhì)宣言。20世紀(jì)末電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，改變了傳統(tǒng)轎車(chē)設(shè)計(jì)的思路。更多的電子元素被結(jié)合進(jìn)轎車(chē)設(shè)計(jì)中，速度性能與外型體驗(yàn)有了更高的統(tǒng)一，更多僅僅是為了用于享受的設(shè)備被融入其中，轎車(chē)變成了個(gè)人享受的工具。正是隨著這種性質(zhì)化的改變，使得轎車(chē)也進(jìn)一步擴(kuò)大了自己的消費(fèi)群體。而時(shí)尚的外觀成為當(dāng)今轎車(chē)除開(kāi)速度外的另一類(lèi)追求。 轎車(chē)（saloon car）是指用于載送人員及其隨身物品，且座位布置在兩軸之間的汽車(chē)。包括駕駛者在內(nèi)，座位數(shù)最多不

10、超過(guò)九個(gè)。一般轎車(chē)強(qiáng)調(diào)的是舒適性，以乘員為中心。而且是從經(jīng)濟(jì)性考慮出發(fā)，選擇馬力適中、排量小、耗油量小的發(fā)動(dòng)機(jī)。在中國(guó)內(nèi)地的行駛證管理方面，轎車(chē)特指區(qū)別于貨車(chē)、皮卡、SUV、大巴、中巴的小型汽車(chē)，俗稱(chēng)為“小轎車(chē)”。在香港，轎車(chē)又稱(chēng)私家車(chē)。 圖1.3 雪弗蘭“大黃蜂” 圖1.4 奔馳C230 在世界轎車(chē)發(fā)展史上，轎車(chē)消費(fèi)家庭化是從經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)的發(fā)展開(kāi)始，在絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)都是家用轎車(chē)市場(chǎng)的主流?，F(xiàn)今世界上，節(jié)能、環(huán)保、緊湊型的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)倍受消費(fèi)者的青睞，發(fā)展經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)產(chǎn)業(yè)更受到各國(guó)政府的鼓勵(lì)和支持。各轎車(chē)制造商也大力推出各種小型車(chē)以迎合市場(chǎng)的

11、需求。 在中國(guó)，因?yàn)槿丝诒姸?，人均可利用資源水平較低，同時(shí)，由于中國(guó)人均所得水平不高，整體消費(fèi)能力相對(duì)低下，要啟動(dòng)家用轎車(chē)市場(chǎng)，走轎車(chē)消費(fèi)全民化的路子，發(fā)展經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)產(chǎn)業(yè)，是較為經(jīng)濟(jì)、理想的選向，符合中國(guó)的國(guó)情。 中國(guó)從20世紀(jì)80年代中葉發(fā)展經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在已形成一定的規(guī)模。經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)市場(chǎng)也不斷成長(zhǎng)，成為中國(guó)出租車(chē)市場(chǎng)和家用轎車(chē)市場(chǎng)的主體。進(jìn)入2000年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)新品陸續(xù)問(wèn)世，社會(huì)各界對(duì)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)期待良久，業(yè)內(nèi)人士關(guān)心備至，新車(chē)型不斷涌現(xiàn)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)面臨一個(gè)市場(chǎng)導(dǎo)入期，將對(duì)中國(guó)轎車(chē)市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。由于諸多因素的影響，中國(guó)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路多年來(lái)一直良多坎坷。 加入W

12、TO后，國(guó)門(mén)洞開(kāi)，進(jìn)口轎車(chē)將像脫韁的野馬躍過(guò)低矮的門(mén)檻，擠占經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)應(yīng)有的市場(chǎng)份額，對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)市場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，國(guó)內(nèi)的轎車(chē)消費(fèi)環(huán)境，又使經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)步履維艱。而國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境持續(xù)走好，國(guó)民消費(fèi)能力不斷提高，是經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)能夠戰(zhàn)勝惡劣的環(huán)境而繼續(xù)保持發(fā)展勢(shì)頭的原動(dòng)力，但畢竟代價(jià)高昂。在未來(lái)的發(fā)展道路中，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)注定也面臨許多機(jī)會(huì)和威脅。國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)由于各種原因和世界先進(jìn)水平仍然有很大的差距，尤其在汽車(chē)研發(fā)這一塊。近二十年的合資企業(yè)和所謂“市場(chǎng)換技術(shù)”的策略，雖然造就了相當(dāng)?shù)闹圃炷芰Γ瑓s沒(méi)有提升國(guó)內(nèi)汽車(chē)開(kāi)發(fā)水平。反之，跨國(guó)企業(yè)為了其利益不斷扼殺國(guó)內(nèi)自主研發(fā)能力，造成其嚴(yán)重落后的

13、現(xiàn)狀。目前國(guó)內(nèi)車(chē)身設(shè)計(jì)絕大多數(shù)只能做逆向工程?？上驳氖?，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)逐步得到改觀，“自主研發(fā)”已成為目前業(yè)界最熱的話(huà)題。在剛剛結(jié)束的2011上海國(guó)際汽車(chē)展上，各自主品牌紛紛推出自己的新作，盡管當(dāng)中許多還是國(guó)外設(shè)計(jì)力量的作品，但它代表了一種聲音，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)力量正在努力追趕世界水平。 按照中國(guó)大陸標(biāo)準(zhǔn)劃分為：微型轎車(chē)（排量/1L以下）、普通級(jí)轎車(chē)（排量為1.0~1.6L)、中級(jí)轎車(chē)（排量為1.6~2.5L）、中高級(jí)轎車(chē)（排量為2.5~4.0L）、高級(jí)轎車(chē)（排量為4L以上）。 過(guò)去我國(guó)是以計(jì)劃經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位的國(guó)家，市場(chǎng)意識(shí)不強(qiáng)，價(jià)格敏感度較差。當(dāng)時(shí)轎車(chē)是按計(jì)劃分配式的模式銷(xiāo)售/，以發(fā)動(dòng)機(jī)排量/

14、來(lái)衡量轎車(chē)的等級(jí)，由此分為微型轎車(chē)、普通轎車(chē)、中級(jí)轎車(chē)、中高級(jí)轎車(chē)和高級(jí)轎車(chē)幾類(lèi)。目前的通俗分類(lèi)法：以?xún)r(jià)格為主，技術(shù)規(guī)格為輔。即將20萬(wàn)元以上的轎車(chē)解釋為中高級(jí)轎車(chē)；15萬(wàn)元～20萬(wàn)元為中級(jí)轎車(chē)；10萬(wàn)元左右或10萬(wàn)元～15萬(wàn)元為普通級(jí)轎車(chē)；10萬(wàn)元以下為微型轎車(chē)或經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)。 在汽車(chē)100多年的歷史中，車(chē)身設(shè)計(jì)經(jīng)歷了數(shù)個(gè)發(fā)展時(shí)期，各具風(fēng)格和特點(diǎn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法分為初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)采用縮小的比例，需要繪制車(chē)身布置圖，彩色效果圖和雕塑1:5 的油泥模型。技術(shù)設(shè)計(jì)階段多采用1:1比例，需要繪制線(xiàn)性圖，雕塑1:1油泥模型，制作內(nèi)部模型，繪制車(chē)身主圖版，繪制內(nèi)外覆蓋件圖，制作車(chē)身主模型，取

15、樣板等步驟。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法分為概念設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)兩階段進(jìn)行。國(guó)外車(chē)身設(shè)計(jì)是以三維模型為基礎(chǔ)的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAD/CAM）迅猛發(fā)展，如今的車(chē)身設(shè)計(jì)已經(jīng)完全有用全新的面貌。該技術(shù)將計(jì)算機(jī)超高速的計(jì)算性能、準(zhǔn)確的處理信息的特點(diǎn)與人類(lèi)的創(chuàng)造思維能里及推理判斷能力結(jié)合起來(lái)，為車(chē)身設(shè)計(jì)提供了全新的理想手段，大大提高了車(chē)身造型設(shè)計(jì)的效率，縮短了車(chē)型開(kāi)發(fā)周期。 在本次設(shè)計(jì)中，我順應(yīng)時(shí)代潮流，大膽采用CAD技術(shù)，全程使用計(jì)算機(jī)完成設(shè)計(jì)。使用AutoCAD軟件完成車(chē)身總布置設(shè)計(jì)，繪制對(duì)應(yīng)二維工程圖，在決定整車(chē)基本參數(shù)后，然后使用Alias、Catia等軟件進(jìn)行三維建模并渲

16、染輸出。最后撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 第一章 轎車(chē)車(chē)身造型設(shè)計(jì) 汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是指汽車(chē)基本參數(shù)確定后，進(jìn)一步使汽車(chē)獲得具體形狀和藝術(shù)面貌的過(guò)程，它包括外形設(shè)計(jì)和室內(nèi)造型設(shè)計(jì)。汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)重要的組成部分，應(yīng)使汽車(chē)具有完美的藝術(shù)形象，良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能，良好的工藝性，良好的適用性，并考慮材料的裝飾效果。對(duì)于我的這次設(shè)計(jì)，主要是設(shè)計(jì)車(chē)外身造型。 1.1美學(xué)的運(yùn)用 美學(xué)主要研究美的存在、美的認(rèn)識(shí)和美的創(chuàng)造。具有美感的汽車(chē)車(chē)身造型應(yīng)該是符合由人類(lèi)長(zhǎng)期時(shí)間總結(jié)出來(lái)的美學(xué)基本原則，是外在形式美和內(nèi)在科技美的統(tǒng)一。一個(gè)優(yōu)秀的汽車(chē)車(chē)身造型師也應(yīng)該是在把握美學(xué)基本原則基礎(chǔ)上，針對(duì)不同消費(fèi)群體

17、來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且其特別吸引人的設(shè)計(jì)思想，往往會(huì)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的技術(shù)手段的新發(fā)展。 轎車(chē)車(chē)身的造型演變主要經(jīng)歷了馬車(chē)型、箱型、流線(xiàn)型（甲蟲(chóng)型）、船型、魚(yú)型、楔型幾個(gè)流行階段。由于本設(shè)計(jì)做的是工程設(shè)計(jì)，于是通過(guò)大膽借鑒奧迪A6L的風(fēng)格設(shè)計(jì)，確定了本次造型風(fēng)格。該車(chē)在流線(xiàn)型的車(chē)身表面捏出很多折線(xiàn)，棱角分明，鋒芒畢露。旨在通過(guò)這種前衛(wèi)時(shí)尚穩(wěn)重的外觀，表現(xiàn)一種力量與自信，讓車(chē)在靜止?fàn)顟B(tài)就誘惑人們有駕駛的欲望。 在外形設(shè)計(jì)方面，奧迪A6L標(biāo)志性車(chē)身設(shè)計(jì)將復(fù)古、經(jīng)典與現(xiàn)代、時(shí)尚有機(jī)地融為一體，既透著奧迪的創(chuàng)始人霍希在上世紀(jì)30年代統(tǒng)治德國(guó)頂級(jí)豪華車(chē)市場(chǎng)時(shí)的威嚴(yán)，又體現(xiàn)出奧迪自戰(zhàn)后復(fù)興以來(lái)突出科技和運(yùn)動(dòng)特

18、點(diǎn)的品牌理念。尾部上方由圓潤(rùn)的流線(xiàn)型改為略微翹起的棱角，具有擾流板的功效，可使車(chē)輛在高速行使時(shí)獲得足夠的抓地力，從而增強(qiáng)了高速行使?fàn)顟B(tài)下車(chē)輛的操控性和安全性，同時(shí)也使尾部造型更顯硬朗和運(yùn)動(dòng)化。奧迪產(chǎn)品被公認(rèn)為極致經(jīng)典的低懸式車(chē)窗設(shè)計(jì)以及類(lèi)似跑車(chē)的車(chē)頂輪廓現(xiàn)在變得更具張力，動(dòng)感十足：低平的腰線(xiàn)和向后上揚(yáng)的肩線(xiàn)把整個(gè)車(chē)身勾勒出蓄勢(shì)待發(fā)、呼之欲出的動(dòng)感神態(tài)。而發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋中部醒目的弧形設(shè)計(jì)更突顯了全新奧迪 A6L的強(qiáng)勁動(dòng)力和出眾性能。車(chē)身尾部除了造型突出的燈組設(shè)計(jì)外，大致可分為上下兩部分。從上而下首先是整個(gè)行李箱蓋的設(shè)計(jì)，由曲線(xiàn)營(yíng)造出來(lái)的立體感極為突出，被連在一起的擾流翼似乎就是當(dāng)中的重點(diǎn)所在。車(chē)尾下

19、方則是一體式的保險(xiǎn)杠，雖然線(xiàn)條明顯較車(chē)身來(lái)得簡(jiǎn)單，但硬朗的線(xiàn)條仍然很認(rèn)真地刻畫(huà)出來(lái)，可謂徹頭徹尾。 設(shè)計(jì)的特別之處還不止這些，它同樣可以提供感官方面的美妙體驗(yàn)。車(chē)體上的凸起部分與凹陷部分與光線(xiàn)交相輝映，強(qiáng)烈的直線(xiàn)與柔和的曲線(xiàn)互相補(bǔ)充，光滑的鋼鐵質(zhì)感為汽車(chē)的每一個(gè)細(xì)微部位都帶來(lái)了豪華的感覺(jué)。 圖1.1本次車(chē)身造型設(shè)計(jì)效果圖（一） 圖1.2本次車(chē)身造型設(shè)計(jì)效果圖（二） 區(qū)別于原車(chē)型，本次設(shè)計(jì)前進(jìn)氣柵舍棄了奧迪A6L的“大嘴”造型，而采用大眾Passat的前臉造型，一體化設(shè)計(jì)更顯低調(diào)卻又不缺奢華，配合的組合前燈，隱約間流露出平易近人的氣質(zhì)，符合本車(chē)應(yīng)具有的市場(chǎng)價(jià)值觀。相

20、對(duì)車(chē)身硬朗的線(xiàn)條，圓潤(rùn)風(fēng)格的后視鏡及防滾架為整車(chē)張揚(yáng)的性格添加了幾分收斂，視覺(jué)上更顯平衡。 1.2空氣動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用 汽車(chē)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)100多年的努力，結(jié)構(gòu)和性能均有了質(zhì)的變革和發(fā)展，越來(lái)越深入地體現(xiàn)著機(jī)械工程學(xué)、人體工程學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)等諸學(xué)科研究的成果。在當(dāng)今汽車(chē)上，機(jī)械工程學(xué)和人體工程學(xué)要素，已達(dá)到了相當(dāng)高的發(fā)展階段，而空氣動(dòng)力學(xué)要素還具有更大的發(fā)展余地。隨著汽車(chē)車(chē)速的不斷提高，以及在高速行駛時(shí)保證汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性和冷卻通風(fēng)、降低風(fēng)噪等的需要，汽車(chē)的空氣動(dòng)力性能越來(lái)越為人們所認(rèn)識(shí)，已成為研究汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)學(xué)科之一，亦是評(píng)價(jià)汽車(chē)車(chē)身水平的重要依據(jù)。 為了減少空氣阻

21、力系數(shù)，現(xiàn)代轎車(chē)的外形一般用圓滑流暢的曲線(xiàn)去消隱車(chē)身上的轉(zhuǎn)折線(xiàn)。前圍與側(cè)圍、前圍、側(cè)圍與發(fā)動(dòng)機(jī)罩，后圍與側(cè)圍等地方均采用圓滑過(guò)渡，發(fā)動(dòng)機(jī)罩向前下傾，車(chē)尾后箱蓋短而高翹，后翼子板向后收縮，擋風(fēng)玻璃采用大曲面玻璃，且與車(chē)頂園滑過(guò)渡，側(cè)窗與車(chē)身相平，前后燈具、門(mén)手把嵌入車(chē)體內(nèi)，車(chē)身表面盡量光潔平滑，車(chē)底用平整的蓋板蓋住，降低整車(chē)高度等等，這些措施有助于減少風(fēng)阻系數(shù)。 車(chē)身的造型設(shè)計(jì)首要目的就是要解決空氣阻力的問(wèn)題，1934年雷伊教授首次采用了風(fēng)洞和汽車(chē)模型開(kāi)展了車(chē)身空氣阻力實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了各種形狀的車(chē)身空氣阻力系數(shù)。得出結(jié)果——流線(xiàn)型車(chē)身既美觀同時(shí)空阻系數(shù)也最低。于是流線(xiàn)型的車(chē)身被廣為應(yīng)用到汽車(chē)生產(chǎn)中

22、。1934年生產(chǎn)的克萊斯勒小客車(chē)就是最早采用流線(xiàn)型車(chē)身的產(chǎn)品。1936年林肯轎車(chē)又較之進(jìn)步了許多，精心設(shè)計(jì)了其車(chē)身附件使該車(chē)整體看起來(lái)頗具動(dòng)感。1937年，德國(guó)設(shè)計(jì)天才費(fèi)爾南德?保時(shí)捷開(kāi)始設(shè)計(jì)類(lèi)似甲殼蟲(chóng)外形的汽車(chē)。甲殼蟲(chóng)汽車(chē)堪稱(chēng)汽車(chē)設(shè)計(jì)史中的經(jīng)典，其仿生學(xué)的設(shè)計(jì)理 圖1.3 大眾甲殼蟲(chóng) 念不只使具有很好的空氣動(dòng)力性，獨(dú)特的造型也使它風(fēng)靡一時(shí)，時(shí)至今日仍然引領(lǐng)汽車(chē)的時(shí)尚潮流。然而流線(xiàn)型的車(chē)身造型大大降低了車(chē)廂內(nèi)的空間，大大降低了駕駛和乘坐的舒適度。由此可見(jiàn)，汽車(chē)作為一個(gè)工具，其使用功能也是至關(guān)重要的。 轎車(chē)造型，對(duì)空氣動(dòng)力性能有一定的要求?？v觀現(xiàn)今轎車(chē)設(shè)計(jì)，流線(xiàn)型車(chē)身，圓潤(rùn)的曲線(xiàn)，豐富的擾

23、流件設(shè)計(jì)，無(wú)不體現(xiàn)優(yōu)異的空氣動(dòng)力學(xué)性能。 圖1.4 本次設(shè)計(jì)側(cè)面造型 在本次設(shè)計(jì)中，車(chē)身前部保持著圓潤(rùn)的線(xiàn)條，低平的發(fā)動(dòng)機(jī)罩提供了較低的氣動(dòng)阻力。短平的車(chē)尾，減少了從車(chē)頂向后部作用的負(fù)氣壓，有效防止后輪飄浮。前端底部擾流板，可減少進(jìn)入底部的氣流量，還能使底部氣流順利地向尾部或側(cè)面流動(dòng)，并保持一定流速，使氣動(dòng)升力系數(shù)下降。和行李箱蓋上端翹起連在一起的擾流翼，將從車(chē)頂沖下來(lái)的氣流阻滯，形成氣動(dòng)負(fù)升力，壓迫驅(qū)動(dòng)輪緊貼地面，保證動(dòng)力有效輸出。 第二章 車(chē)身總布置設(shè)計(jì) 車(chē)身總布置設(shè)計(jì)是在整車(chē)總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。根據(jù)同組同學(xué)的數(shù)據(jù)及技術(shù)要求，可得到汽車(chē)的基本尺寸，軸荷分布范圍以及水箱、動(dòng)力總成、

24、前后橋、傳動(dòng)軸與車(chē)輪等的輪廓尺寸和位置。據(jù)此再參考同類(lèi)車(chē)型有關(guān)數(shù)據(jù)，初步確定前后懸長(zhǎng)度、前后風(fēng)窗位置和角度、發(fā)動(dòng)機(jī)罩高度、地板平面高度、前圍板位置、座椅布置、內(nèi)部空間控制尺寸、方向盤(pán)位置角度與操縱機(jī)構(gòu)和踏板的相互位置等。 2.1車(chē)身總布置與整車(chē)總布置 轎車(chē)車(chē)身的布置在很大程度上是受底盤(pán)布置形式的制約。轎車(chē)底盤(pán)有四種常見(jiàn)的布置形式：發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)，前置前驅(qū)，后置后驅(qū)和中置后驅(qū)。在本次設(shè)計(jì)中采用前置后驅(qū)的方案。 初步設(shè)計(jì)時(shí)，必須確定車(chē)身與動(dòng)力總成相對(duì)與前輪軸線(xiàn)的位置。設(shè)計(jì)為軸荷分布50:50，借此應(yīng)該完成動(dòng)力總成布置和凸包、傳動(dòng)軸的布置。其實(shí)，底盤(pán)、車(chē)身、動(dòng)力總成三者共存于一個(gè)統(tǒng)一體之內(nèi)，彼

25、此之間聯(lián)系密切，相互制約，所以車(chē)身總布置和整車(chē)總布置工作需要反復(fù)交叉進(jìn)行。 參考現(xiàn)有車(chē)型后，確定本次設(shè)計(jì)基本參數(shù)如表3.1。 表3.1 本次設(shè)計(jì)基本參數(shù) 車(chē)型：四門(mén)五座三廂轎車(chē) 車(chē)長(zhǎng) 4653mm / 寬 2004mm / 高 1521mm / 軸距 2675mm 前懸965mm / 后懸1013mm / 前輪距 1540mm / 后輪距 1540mm 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū) / 直列六缸1.8L / 最大功率108kw/6500 / 最大扭矩183Nm/4000 輪胎規(guī)格 205/55 R16 / 最高速度211km/h 2.2人機(jī)工程學(xué)的運(yùn)用 人機(jī)工程學(xué)是

26、一門(mén)新興的邊緣學(xué)科。它是以人的生理結(jié)構(gòu)、心理特征為依據(jù)，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析研究人與機(jī)、人與環(huán)境以及機(jī)與環(huán)境之間的相互作用，使“人——機(jī)——環(huán)境”達(dá)到和諧、完美、舒適的統(tǒng)一。在汽車(chē)設(shè)計(jì)中 , 人機(jī)工程學(xué)中的“人”主要指駕駛員及乘客，其中駕駛員最為關(guān)鍵；“機(jī)”指汽車(chē)及車(chē)內(nèi)緊急救助機(jī)構(gòu)；“環(huán)境”是指車(chē)內(nèi)環(huán)境和車(chē)外環(huán)境。汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)則是要以人（駕駛員，乘客）為中心，從人體生理、心理和人體運(yùn)動(dòng)出發(fā)，研究布置和設(shè)備等方面如何適應(yīng)人的需要。它主要包括：確定人體H點(diǎn)、人體模型、眼橢圓、頭廓包絡(luò)線(xiàn)、駕駛員手伸及界面、駕駛的最舒適姿勢(shì)、座椅的形狀、儀表板的布置、方向盤(pán)的形狀以及他們之間的相互位置關(guān)系、校核操作

27、的輕便性、上下車(chē)方便性、視野性、乘坐舒適性等方面內(nèi)容。 如圖 人體樣板尺寸 2.2.1 H點(diǎn)人體模型 車(chē)身的內(nèi)部布置的出發(fā)點(diǎn)是人，既要保證安全性又要考慮舒適性。跑車(chē)的內(nèi)部布置可按成年人的人體尺寸來(lái)考慮。車(chē)身內(nèi)部空間和操縱機(jī)構(gòu)的布置，以及駕駛員與乘客座椅的尺寸和布置等參數(shù)均以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。用統(tǒng)計(jì)均值制作如圖的尺寸樣板， 用來(lái)確定基本的布置尺寸。該樣板按腿部尺寸統(tǒng)計(jì)值的代表性分三種：代表性為90%的人體樣板腿最長(zhǎng)，用于基本布置；代表性為50%和10%的樣板較短。用90%的人體樣板確定了司機(jī)座椅的最低和最靠后位置后，就可再用50%和10%的人體樣板檢查座椅的中間位置，以

28、及最高、最前的極限位置。 H是人體身軀與大腿的交接點(diǎn)，即胯點(diǎn)（Hip Point）。當(dāng)H點(diǎn)人體模型按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定安放在汽車(chē)座椅上時(shí)，模型上H點(diǎn)在車(chē)身中的位置便是汽車(chē)實(shí)際H點(diǎn)的位置。我國(guó)H點(diǎn)人體模型的標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)GB/T11559-89。 2.2.2 眼橢圓及其定位 汽車(chē)駕駛員眼橢圓是駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)坐在座椅中時(shí)，其眼睛位置在車(chē)身中的統(tǒng)計(jì)分布圖形。眼橢圓是車(chē)身設(shè)計(jì)中的重要工具性圖形之一。車(chē)身設(shè)計(jì)中，常將幾種典型百分位的眼橢圓制成樣板，以便設(shè)計(jì)或校核用。 眼橢圓樣板在車(chē)身側(cè)視圖上的定位步驟如下： 1 ) 根據(jù)設(shè)計(jì)已確定的H點(diǎn)水平調(diào)節(jié)量以及眼橢圓百分位，在樣板組中選取相應(yīng)的樣板。

29、2 ) 在車(chē)身側(cè)視圖上最右H點(diǎn)向上作垂直工作線(xiàn)，并量取635mm，過(guò)該店做出水平工作線(xiàn)。并根據(jù)靠背角確定垂直工作線(xiàn)和水平工作線(xiàn)的偏距。 3 ) 通過(guò)計(jì)算，定位轎車(chē)眼橢圓在車(chē)身俯視圖上的位置。 2.2.3 本次設(shè)計(jì)的人機(jī)工程部分 汽車(chē)的使用主體便是人，無(wú)論駕控還是乘坐亦或是其他使用功能。所以二戰(zhàn)后福特公司打破了以往車(chē)身設(shè)計(jì)者單憑藝術(shù)美觀和遷就機(jī)械裝置的造型設(shè)計(jì)習(xí)慣，提出了以人為主的設(shè)計(jì)思想，把人體工程學(xué)引入車(chē)身設(shè)計(jì)當(dāng)中。 2.1 眼橢圓在車(chē)身視圖上的定位 設(shè)計(jì)師將發(fā)動(dòng)機(jī)艙置于車(chē)體前端，將整個(gè)車(chē)室置于前后兩輪之間，最大限度的保證了車(chē)內(nèi)的空間，后方為行李艙。這樣的設(shè)計(jì)類(lèi)似于船的造型，

30、所以被稱(chēng)為船型汽車(chē)。如我國(guó)的紅旗轎車(chē)。在此種造型將車(chē)身分成三個(gè)部分，成階梯形分布不僅有效地保證了各部分的使用性，同時(shí)也提供了車(chē)身造型豐富變化的基礎(chǔ)。 下面是完成的人機(jī)工程布置圖。 圖2.2 人機(jī)工程布置圖（側(cè)視圖局部） 圖2.3 人機(jī)工程布置圖（俯視圖局部） 2.3工程圖的繪制 本次設(shè)計(jì)車(chē)身總布置采用的軟件是AutoCAD。自1982年，美國(guó)Autodesk公司推出AutoCAD1.0版起，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和完善，AutoCAD已經(jīng)歷了幾十多次版本升級(jí)。今天，AutoCAD在世界上被翻譯成18種語(yǔ)言，擁有數(shù)百萬(wàn)正式用戶(hù)，成為世界上最暢銷(xiāo)的圖形軟件之一，也是我國(guó)在目前應(yīng)用最廣泛的軟

31、件之一。AutoCAD憑借其強(qiáng)大的功能和龐大的用戶(hù)群，已經(jīng)成為事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計(jì)中使用的是AutoCAD 2010版本。 首先根據(jù)汽車(chē)車(chē)身制圖標(biāo)準(zhǔn)QC/T490-2000制定坐標(biāo)原點(diǎn)。然后根據(jù)車(chē)型尺寸、軸距、輪距、離地間隙等基本數(shù)據(jù)，定出幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（例如前端點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)罩最高點(diǎn)，風(fēng)窗玻璃最高點(diǎn)等），由這些點(diǎn)的坐標(biāo)構(gòu)造主要輪廓線(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，除了滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)充分考慮造型要求和人機(jī)工程學(xué)。主要輪廓線(xiàn)繪制出來(lái)后，重新取點(diǎn)做樣條曲線(xiàn)，注意在有彎角的地方和曲率變化大的地方應(yīng)多取幾個(gè)點(diǎn)，以提高曲線(xiàn)對(duì)輪廓線(xiàn)的擬和程度。由于三視圖之間的投影關(guān)系，第三視圖上的曲線(xiàn)可以由前兩個(gè)視圖完全確定，因此在

32、繪制的時(shí)候應(yīng)該將其安排在最能反應(yīng)曲線(xiàn)形狀的視圖上。例如貫穿車(chē)身的肩線(xiàn)，就應(yīng)繪制在側(cè)視圖和俯視圖上，再向前后視圖投影。必要的話(huà)還需要繼續(xù)調(diào)整位置以滿(mǎn)足造型需求?？偠灾?，曲線(xiàn)繪制應(yīng)盡可能精確。 圖2.4 車(chē)身外型 繪出主要曲線(xiàn)后，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理，為三維造型打好基礎(chǔ)。利用ALIAS提供的曲線(xiàn)編輯工具進(jìn)行處理和光順。完成后再導(dǎo)回AutoCAD繼續(xù)繪制曲線(xiàn)。這一過(guò)程將AutoCAD便捷的制圖手段和ALIAS強(qiáng)大的曲線(xiàn)編輯相結(jié)合，取眾家之長(zhǎng)，提高了效率。 　　有一個(gè)問(wèn)題需要特別指出。就是畫(huà)對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)的時(shí)候，必須設(shè)法保證鏡像后曲線(xiàn)的二階連續(xù)。解決方法有兩個(gè)：一是繪制一半的曲線(xiàn)，在對(duì)稱(chēng)線(xiàn)（或?qū)ΨQ(chēng)

33、面）處，指定曲線(xiàn)端點(diǎn)方向與之垂直，再做鏡像。另一種方法是繪制一邊曲線(xiàn)，但是沒(méi)有達(dá)到對(duì)稱(chēng)線(xiàn)（或?qū)ΨQ(chēng)面），先做鏡像，然后做它們的橋接曲線(xiàn)（使兩個(gè)對(duì)象橋接參數(shù)一致）。這種方法更簡(jiǎn)單，不過(guò)合并出來(lái)的曲線(xiàn)有可能曲率梳在空間分布上出現(xiàn)突變，需要繼續(xù)編輯。 最后，根據(jù)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪出邊框、標(biāo)題欄等。完成車(chē)身工程圖。 圖2.5 車(chē)身工程圖 第三章 三維模型的建立 雖然完成了車(chē)身總布置圖，但三視圖仍不足以完整表達(dá)車(chē)身造型的特點(diǎn)。同時(shí)車(chē)身的定型和進(jìn)一步的零件設(shè)計(jì)都需要車(chē)型在三維空間中的表達(dá)。在真正的汽車(chē)開(kāi)發(fā)程序中，需要制作油泥模型，并搭建三維數(shù)模。在本次設(shè)計(jì)使用CATIA和ALIAS軟件進(jìn)行車(chē)身三維數(shù)模的搭建

34、，任務(wù)主要是車(chē)體覆蓋件建模。 3.1 建立方法及原則 本次三維建模使用的工具是法國(guó)達(dá)索公司公司出品的CATIA和美國(guó)歐克特公司的ALIAS。 模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿(mǎn)足客戶(hù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機(jī)、機(jī)械加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開(kāi)放式可擴(kuò)展的V5架構(gòu)。通過(guò)使企業(yè)能夠重用產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)，縮短開(kāi)發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的需求的反應(yīng)。自1999年以來(lái)，市場(chǎng)上廣泛采用它的數(shù)字樣機(jī)流程，從而使之成為世界上最常用的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。CATIA系列產(chǎn)品已經(jīng)在七大領(lǐng)域里成為首要的3D設(shè)計(jì)和模擬解決方案：汽車(chē)、航空航天、

35、船舶制造、廠房設(shè)計(jì)、電力與電子、消費(fèi)品和通用機(jī)械制造。 Alias作為世界領(lǐng)先3D圖形技術(shù)提供商，Alias為汽車(chē)、工業(yè)設(shè)計(jì)和可視化市場(chǎng)及電影、視頻、游戲、網(wǎng)絡(luò)、互動(dòng)媒體和教育市場(chǎng)開(kāi)發(fā)了眾多獲獎(jiǎng)軟件、定制開(kāi)發(fā)和培訓(xùn)解決方案。Alias同時(shí)也為從初級(jí)到高級(jí)的各類(lèi)用戶(hù)提供其最需要的服務(wù)項(xiàng)目。各類(lèi)學(xué)習(xí)工具及培訓(xùn)、支持和專(zhuān)業(yè)服務(wù)能夠滿(mǎn)足嚴(yán)格的制作需求。 得益于CAD軟件之間的數(shù)據(jù)接口，之前建立的CAD二維圖得到繼續(xù)利用。于是CATIA、Alias、AutoCAD之間相輔相成。于是空間曲線(xiàn)的搭建就有了基礎(chǔ)。施加變換操作，將平面圖（俯視圖、側(cè)視圖和前后視圖）放置到圖3.1所示位置，再利用“組合投影”命

36、令，生成空間曲線(xiàn)。有了空間曲線(xiàn)，編織空間曲面就成為可能。不過(guò)前提是要對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行處理。 總的來(lái)說(shuō)，三維建模的原則是嚴(yán)格按照二維圖，生成空間曲線(xiàn)，再由線(xiàn)生成面，必要的時(shí)候由面生成體。反復(fù)上述過(guò)程，利用ALIAS多樣的造型功能，完成三維模型的搭建。 ALIAS軟件一大優(yōu)點(diǎn)是造型的參數(shù)化，其特點(diǎn)是基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等。它使設(shè)計(jì)模型在幾何和拓?fù)湟饬x上建立了基于約束的關(guān)聯(lián)，保證模型編輯的高效性和可靠性。在本次設(shè)計(jì)中，這一特性得到了充分利用。模型搭建過(guò)程中，盡可能地保持對(duì)象的參數(shù)化，為反復(fù)修改以達(dá)到設(shè)計(jì)意圖提供了便利。鮮明的例子是“過(guò)曲線(xiàn)網(wǎng)格”構(gòu)造片體。 圖3.1

37、 空間曲線(xiàn)的建立 3.2 車(chē)身建模分塊 車(chē)身覆蓋件通常分為如下幾個(gè)部分：發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李艙蓋，前后翼子板，前后保險(xiǎn)杠，側(cè)圍，車(chē)門(mén)，頂棚等。車(chē)身各分塊之間有密切的聯(lián)系，有的要求平滑過(guò)度，有的要求實(shí)現(xiàn)造型意圖，塑出棱角。這在分塊時(shí)就應(yīng)充分考慮，以指導(dǎo)造型操作。原則是在保證實(shí)現(xiàn)可能性的前提下，分塊盡量大，以實(shí)現(xiàn)造型的宏觀控制。本次設(shè)計(jì)屬工程設(shè)計(jì)，在三維建模的過(guò)程中必須充分考慮設(shè)計(jì)意圖、制造方法和工藝性之間的平衡。 3.3 空間曲線(xiàn)的處理 利用平面圖相關(guān)曲線(xiàn)能夠投影出空間曲線(xiàn)。然而這些曲線(xiàn)往往不能直接用于造型，原因是多方面的： 1. 作圖誤差所致?？偛贾萌晥D不可能絕對(duì)精確，軟件的公差等級(jí)和人

38、為操作都會(huì)造成誤差。誤差累積常常會(huì)達(dá)到不可接受的程度。 2. 編織曲面的要求。若要達(dá)到曲面平整光順的要求，首先曲線(xiàn)應(yīng)該平滑。 對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行處理主要有兩種方法： 1. 保持曲線(xiàn)參數(shù)，通過(guò)調(diào)整二維圖上投影曲線(xiàn)的母線(xiàn)，達(dá)到更新空間曲線(xiàn)形狀的目的。這樣做的好處是參數(shù)化設(shè)計(jì)，與母線(xiàn)緊密結(jié)合，易于調(diào)整，尤其在光順曲線(xiàn)的時(shí)候。缺點(diǎn)是不夠靈活，很難將空間曲線(xiàn)調(diào)整到理想的形狀。 2. 選擇去除參數(shù)，將空間曲線(xiàn)的屬性變成普通樣條曲線(xiàn)，就可以利用ALIAS強(qiáng)大的曲線(xiàn)編輯功能進(jìn)行處理。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀快捷，自由度大。缺點(diǎn)是一旦去除參數(shù)就不可恢復(fù)，有時(shí)會(huì)陷入不可控的局面。 實(shí)際操作的時(shí)候應(yīng)有的放矢，將兩種方

39、法相結(jié)合。在前期盡量使用方法一，保留曲線(xiàn)參數(shù)。不能達(dá)到要求的時(shí)候再使用方法二，靈活轉(zhuǎn)換。必要的時(shí)候應(yīng)使用復(fù)制命令將曲線(xiàn)備份到別的層，以免操作失敗和過(guò)多調(diào)整造成的誤差積累。 在汽車(chē)開(kāi)發(fā)的流程中，有一工程段稱(chēng)為Class A Engineering，重點(diǎn)是在確定曲面的品質(zhì)可以符合A級(jí)曲面（A-class surfaces）的要求。所謂A級(jí)曲面的定義，是必須滿(mǎn)足相鄰曲面之間隙在0.005mm以下，切率改變（Tangency Chang）在0.16度以下，曲率改變（Curvature Change）在0.005度以下。符合這樣的標(biāo)準(zhǔn)才能確保鈑件的環(huán)境反射不會(huì)有問(wèn)題。A-class包括多方面評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，

40、G2可以說(shuō)是一個(gè)基本要求，因?yàn)镚2以上才有光順的反射效果。 對(duì)于B樣條曲線(xiàn)，點(diǎn)連續(xù)（也稱(chēng)為G0曲線(xiàn)）是在每個(gè)表面上生產(chǎn)一次反射，反射線(xiàn)成間斷分布。切線(xiàn)連續(xù)（也稱(chēng)為G1曲線(xiàn)，）將生成一次完整的表面反射，反射線(xiàn)連續(xù)但呈扭曲狀。曲率連續(xù)（也稱(chēng)為G2曲線(xiàn)）將生產(chǎn)橫過(guò)所有邊界的完整且光滑的反射線(xiàn)。因此，用作生成A級(jí)曲面的空間曲線(xiàn)至少要求是G2曲線(xiàn)。 下面是一個(gè)實(shí)例，展示的是發(fā)動(dòng)機(jī)罩中線(xiàn)調(diào)整前后曲率梳的變化情況。從圖中我們能夠看到曲線(xiàn)光順的效果。 圖3.2 曲線(xiàn)的處理（光順前） 圖3.3 曲線(xiàn)的處理（光順后） 3.4 空間曲面的構(gòu)成和處理 3.4.1 空間曲面的構(gòu)成 有了邊界曲線(xiàn)和關(guān)

41、鍵控制線(xiàn)，我們就能利用他們構(gòu)建空間曲面。ALIAS里構(gòu)面的方法很多，大多是利用“自由形式特征”下的功能。本次設(shè)計(jì)常用的是“過(guò)曲線(xiàn)網(wǎng)格”、“掃略”和“橋接”?！斑^(guò)曲線(xiàn)網(wǎng)格”要求輸入引導(dǎo)線(xiàn)和截面線(xiàn)，并指定邊界條件和邊界約束，從而構(gòu)造出片體。相對(duì)其他造面命令，由于它條件清晰，可控性強(qiáng)，本設(shè)計(jì)中絕大多數(shù)片體都是用該方法生成的。 3.4.2 空間曲面的處理 車(chē)身覆蓋件都要求達(dá)到A級(jí)曲面。A級(jí)曲面的物理定義是在各自的邊界上保持曲率連續(xù)的曲面。曲率連續(xù)意味著在任何曲面上的任一點(diǎn)，沿著邊界有同樣的曲率半徑。構(gòu)造曲面是挺難做到這一點(diǎn)的。往往，所有的控制線(xiàn)處理成G2曲線(xiàn)了，但是構(gòu)建出來(lái)的曲面還是不理想。這和多

42、方面的因素有關(guān)。曲面需要繼續(xù)處理。ALISA軟件提供了豐富的曲面分析工具，幫助我們精確控制曲面質(zhì)量。最常用的是“半徑”方法和“反射”方法。對(duì)于重要曲面，需要常常監(jiān)控它們的質(zhì)量。 做出的曲面若是不理想，應(yīng)按如下方法進(jìn)行處理：先在曲面上抽取等參數(shù)曲線(xiàn)，將這些曲線(xiàn)去除參數(shù)后再編輯，然后用這些編輯過(guò)的線(xiàn)重新構(gòu)造曲面并進(jìn)行曲面分析。若仍不理想，則重復(fù)上述過(guò)程，直到滿(mǎn)意為止。這項(xiàng)操作消耗大量時(shí)間和精力，考的是耐性，往往曲面需要數(shù)小時(shí)的調(diào)整才能比較理想的效果。 下面是車(chē)身光順性分析?？梢钥吹?，本次設(shè)計(jì)用了兩種平面光順性分析方法.一是用斑馬線(xiàn)的方式，另一種是直接用光線(xiàn)反射的方法。通過(guò)分析，可以看出車(chē)身平面

43、是否達(dá)到技術(shù)要求。 圖3.4 車(chē)身曲面分析一 圖3.5車(chē)身曲面分析二 3.5 曲面間的過(guò)渡 車(chē)身是一個(gè)整體，造型時(shí)定義了各覆蓋件之間的關(guān)系。由于建模是分塊進(jìn)行的，所以建模時(shí)就必須對(duì)塊與塊之間的關(guān)系做出準(zhǔn)確反映。細(xì)節(jié)上，曲面間過(guò)渡大致有如下兩種關(guān)系： 1. 曲面之間要求平滑過(guò)渡。造型上，原本是同一曲面，只是由于制造的原因，或者是為建模方便，將這些面分開(kāi)建立。于是在曲面邊界處的過(guò)渡提出了要求，多要求G2連續(xù)（曲率連續(xù)）或G1連續(xù)（相切連續(xù)）。例如發(fā)動(dòng)機(jī)罩和前面罩是G2連續(xù)，要求擁有平順的光線(xiàn)反射。構(gòu)造曲面時(shí)，向前面罩施加了邊界約束，達(dá)到了理想的效果。 圖3.6 發(fā)動(dòng)機(jī)罩和前面罩反射效果

44、 2. 面要求體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，塑造棱線(xiàn)。構(gòu)成的時(shí)候分兩個(gè)面生成，邊界處交出棱線(xiàn)。然而沖壓工藝不允許出現(xiàn)尖角。于是必須創(chuàng)建過(guò)渡圓角。雖然ALIAS提供了“橋接”和“面倒角”命令，但效果往往不理想，甚至邊界復(fù)雜到一定程度時(shí)無(wú)法倒圓。這時(shí)候就需要手動(dòng)創(chuàng)建圓角：將面交接出割出縫隙，抽取邊界曲線(xiàn)，并建立截面控制線(xiàn)。最后利用“連接面”將上述兩組曲線(xiàn)構(gòu)成過(guò)渡面。 圖3.7 行李箱蓋過(guò)渡邊圓角的生成 圖3.8 整體效果圖 3.6 渲染 完成三維建模后，最后一步操作是渲染。渲染是模型展示前的最后一步，通 圖4.14 渲染圖 過(guò)添加光源，向模型賦予材質(zhì)，建立環(huán)境界面，盡可能的構(gòu)造真實(shí)效果，將數(shù)學(xué)模型生

45、動(dòng)的展示在用戶(hù)面前。 鑒于ALIAS和CATIA都可以進(jìn)行渲染。且ALIAS渲染效果逼真，對(duì)材料都可以逼真的反應(yīng)出來(lái)，聯(lián)合使用專(zhuān)業(yè)渲染工具和圖形平面處理軟件，利用專(zhuān)業(yè)材質(zhì)庫(kù)里的豐富材質(zhì)，并添加復(fù)雜的光影，部分作品還在后期合成真實(shí)場(chǎng)景，達(dá)到一種以假亂真的效果，帶來(lái)絕佳的視覺(jué)體驗(yàn)，簡(jiǎn)直可以和相片媲美。 CATIA也可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的渲染，并不追求絕對(duì)擬真，而是力求清晰展示設(shè)計(jì)意圖，并利用平面設(shè)計(jì)的色彩構(gòu)圖等理論。 考慮到畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間較短，以及對(duì)軟件的掌握有限，且個(gè)人電腦的配置問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)的就用CATIA只進(jìn)行簡(jiǎn)單的渲染。 向車(chē)身覆蓋件附上“金屬漆”材質(zhì)，并反復(fù)調(diào)整顏色、反射等效果，尋求最佳的

46、視覺(jué)效果。設(shè)計(jì)最初擬定這輛小跑車(chē)可以是紅色、白色和銀色。通過(guò)渲染輸出比較發(fā)現(xiàn)紅色并不符合本造型的硬朗風(fēng)格，白色則略顯普通，銀色最能展現(xiàn)整車(chē)細(xì)膩的質(zhì)感。 結(jié) 論 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我深刻的體會(huì)到車(chē)身設(shè)計(jì)作為汽車(chē)設(shè)計(jì)中最活躍的一部分，近年來(lái)發(fā)展迅速。技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)從根本上改變了車(chē)身設(shè)計(jì)的面貌。CAD/CAM技術(shù)的廣泛采用，為車(chē)身設(shè)計(jì)提供了全新的理想手段，大大提高了車(chē)身造型設(shè)計(jì)的效率，縮短了車(chē)型開(kāi)發(fā)周期。如今的車(chē)身設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法離開(kāi)計(jì)算機(jī)，開(kāi)發(fā)人員必須掌握這種工具，并創(chuàng)造性地運(yùn)用到工作中，才能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的產(chǎn)品。同時(shí)也應(yīng)該看到，現(xiàn)今的CAD/CAM軟件在兼容性、功能性和人性化等方面仍有很大的發(fā)

47、展空間，單一的設(shè)計(jì)思路容易束縛住設(shè)計(jì)人員的思維。伴隨著設(shè)計(jì)手段和CAD/CAM技術(shù)共同發(fā)展，汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)將更加完善和成熟。 車(chē)身設(shè)計(jì)是一個(gè)艱巨而復(fù)雜的工程,廣泛牽涉到美學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、制造工藝學(xué)、材料工藝學(xué)、汽車(chē)總布置等學(xué)科的知識(shí)。一款車(chē)型的成功，凝聚著大批設(shè)計(jì)人員的集體智慧和辛勤勞動(dòng)。本次設(shè)計(jì)由于自身知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的限制，加之時(shí)間匆忙，可能部分設(shè)計(jì)內(nèi)容不是很準(zhǔn)確,甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤也在所難免。但通過(guò)這一次鍛煉，學(xué)習(xí)了幾款開(kāi)發(fā)軟件，學(xué)到了一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并設(shè)法解決問(wèn)題，這些都為我在今后工作學(xué)習(xí)中的進(jìn)一步的提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致 謝 經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力工作，在指導(dǎo)

48、老師和同學(xué)們的幫助下，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這里我要特別感謝我的老師***，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的要求，督促我全神專(zhuān)注自己的工作，淵博的知識(shí)和耐心的指導(dǎo)是我完成設(shè)計(jì)的最可靠保證。同時(shí)也要感謝同課題組的同學(xué)，有了他們的熱心幫助和通力合作，諸多技術(shù)難題迎刃而解。在此，我向各位提供幫助的老師和同學(xué)們表示由衷的感謝。參考文獻(xiàn) [1]黃金陵、黃天澤，《轎車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》,機(jī)械工業(yè)出版社，2002年10月第一版 [2]周一鳴、毛恩榮編著，《車(chē)輛人機(jī)工程學(xué)》,北京理工大學(xué)出版社，1999年12月 [3]吳亞良著，《現(xiàn)代轎車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999年3月 [4]郭竹亭主編《轎

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