现代汽车车身设计方法的研究和展望

湖北工业职业技术学院 郑振 陈林

伴随着世界经济的飞速发展以及中国改革开放的高速进行，人民的生活水平逐渐提高。所以汽车作为代步机器自然也得到了发展，而车身作为汽车的四大总成之一，其设计方法自然也受到了汽车生产商的重视。在不断扩张的汽车服务领域和需求日益增多的汽车市场，多样化、个性化的车身设计后来居上逐渐占据了主导地位。相关数据显示，较大多数的专用汽车和客车轿车的车身质量大约占整个车体质量的40%到60%；绝大多数货车车身质量占整个车体质量的16%到30%；这对于各种车型车身的制造成本来说是昂贵的，因为其成本占整个车成本的百分比略高于上述给出的上限值。如果从节能、不浪费资源等几个方面来说，车身设计潜力巨大。

1 车身的作用效果和结构特点

从车诞生的原始意义来讲，车身的主要作用效果就是载运乘客或货物，它本身类似于一个流动仓库和临时住所，受到质量和空间的限制，其具体作用效果因车而异，单单对于轿车来说，其车身作用效果主要有以下几点:（1）实现整车功能；（2） 为乘客提供安全保护；（3）为乘客提供舒适的乘坐环境；（4）减少空气对轿车的阻力；（5）增强轿车的美观性与观赏性。

车身的主要特点表现在车身涉及面广、车身造型设计多样、车身材料种类多等几个方面。而组成车身外形的各个零部件，即车身覆盖件材料的薄与厚、尺寸的大与小、形状的复杂度、是否有较多自由曲面等是车身的结构特点。

2 车身设计的要求及特点

车身的设计要求是：在能正常实现汽车相应功能的前提之下，力求车体造型美观，具有观赏性，空气动力系统性能良好，车体的维护及装拆方便。对于外形和结构来说，车身壳体是由许多具有空间曲面外形的较大型的覆盖件组成。从整个车的外形来看，在要求车身整体协调给人以美感的同时，又必须保证必要的流线型。在设计这些较大型覆盖件的同时也必须考虑到对互换性和装配准确度的严格要求，以确保其工艺性要求。所以，特别要求车身表面上的各点连成的曲线须在纵向和横向两个截面上反复协调使其光顺。对于传统的设计方法来说，就必须规定车身图样并须用坐标网格来表示，但是，单单这样还无法依靠图纸准确完整地将其表达出来，还必须得辅以实体模型。在实际的产品设计、生产准备和投产等阶段中，实体可以补充图样的不足及缺点，以确保成套工艺装备之间以及零部件之间的协调验证。以上特点决定了有别于汽车上的其他部件而形成了一套体系的车身设计的工作方法，由这种方法衍生出来的思想成为了逆向工程的发源，而车身设计是逆向领域工程应用最多、最成熟的领域之一。

3 基于CAX的现代汽车车身设计方法

通常来说，应用计算机辅助技术的车身设计方法一般分为概念设计、程序设计两个阶段，在此，仅对工程设计中的相关问题进行讨论。

运用CAX的车身设计是利用计算机辅助几何设计方式来进行车身几何造型的设计和创新，也就是在计算机上建立一个模型，能够从其表面任意处得到有关车身的所有曲线和曲面信息来进行设计和分析，并以此模型来替代传统车身设计中的立体模型，还保留了传统设计的某些优点与长处，使车身设计集多处优点于一身。

现代汽车车身设计方法的特点主要表现在：（1）以计算机中的三维实物模型代替传统设计中的主模型，因此，将大量的人力从绘图、取样、制表面、做模型中解放出来。（2）提升了汽车产品规划时的信誉度，使设计、工艺、模具设计和制造人员更好地协同、协调工作。（3）将计算机的运算速度快和精确度高的特点充分、完全地发挥出来，以此来极大地提高汽车车身设计的效率，并以此来缩短开发周期。目前来说，用于车身设计的各种CAD系统都能够根据三维实物模型自动生成二维车身图纸及用于数控加工的代码。由此可看出，对整个车身设计过程来说，任何模块之间都是相互影响与联系的。（4）现代的汽车车身设计方法可对车身造型进行优化设计，工作人员可从计算机辅助设计图案中挑选出一套集多项优点于一身的设计方案，对汽车进行专业的设计。

总结

在实际的车身设计中使用计算机辅助技术，可以解放人类，还能够根据人类的要求设计出符合群众口味的车身。基于CAX的现代汽车车身设计方法的应用在现代汽车车身设计中的前景不可估量，潜力巨大。

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