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一个简易的汽车设计流程

作者: 来源: 发布时间:2009/2/10 8:58:15  点击数:3747

现代汽车的造型设计   
   
过去,新型轿车从构思到试产一般要经历四至五年,现在运用了计算机,仅需要二年或更少的时间。其中,轿车的车身造型设计是整个设计工作最重要的内容,越是现代化的大批量流水生产的产品,对其设计的内容要求更严密,要经过一步步可靠的技术验证,否则设计中的错误或缺陷将会在批量生产中造成严重的后果。那么,轿车的外貌是怎样诞生出来呢?下面首先将传统的设计过程展示出来。    
 
一、收集资料信息形成造型设计概念
任何新型轿车的构思,都是建立在旧款车或者其它车辆的基础上借鉴、继
承和改进而形成的,这里面包括消费者对汽车的意见和期望。每年在世界各地
举办的汽车展览会、市场的信息反馈,都是设计开发部门资料信息来源的“源
泉”。例如我国第一辆概念车“麒麟”,就从五个城市的汽车用户做过调查,
汇集了各地不同人群对汽车的需求信息,才着手进行图纸设计。目前时兴的品
牌轿车“四位一体”的专营销售中,其中一项是“信息反馈”,作用之一就是
做厂家开发新产品的依据。
 
二、造型构思效果图
现在一些人请装修公司搞房屋装修,装修公司也会出一份效果图给客户评
审。同样,汽车造型的设计也要有效果图,将设计师对新车形状的构思反映在
图画上,这里面的内容有整车的形状,色彩,材料质感及反光效果等,作为开
发人员表述造型的构思和初步选型的参考。
 
效果图由具有工业造型技术能力的开发人员完成,采用水彩、彩铅或者素
描等方式绘制。效果图分为车身造型效果图和车身内饰效果图两种,车身造型
效果图要表现出车型前面、侧面和后面三者的关系,同时也要表现出车门拉手
,倒后镜、刮水臂、车牌位置等结构细节。车身内饰的效果图主要表现出仪表
板、中控台、门护板、座椅及相互之间的空间位置。由于车厢内部难以用一面
图表达清楚,所以有些效果图是针对某些位置而单独绘制的。
 
效果图是“纸上谈兵”的操作,可以有多种方案供选择,换句话讲要有许
多幅效果图供选择,边修改边完善。
 
三、模型制作
从“纸上谈兵”到实物实体的第一步,就是将设计构思实物化,将纸面的
东西用形体表现出来,让设计人员进行更细致和具体的探讨。第一步就是选择
确定几幅效果图,依图做缩小比例的汽车油泥模型或石膏模型,比例为3:8(美
、英等英制国)或者1:10、1:5等。小比例模型的好处就是可以反复修改,成本
低廉,如果一开始就做全尺寸模型,并在大模型上反复修改,就会消耗大量的
时间和人力。由于现代轿车生产的规模化,任何设计上的错误都会导致巨大的
损失和浪费,因此设计师在缩小比例车模上进行研制是必不可少的一环工作。
 
四、胶带图
当缩小比例车模的形状确定后,就将模型的轮廓曲线放大至1:1,用胶带图
的形式表现出来。所谓胶带图是指用不同宽度和不同颜色的胶带在标有坐标网
络的白色图板上,粘贴上模型轮廓的曲线和线条,将汽车整个轮廓、布置尺寸
、发动机位置、车架布置及人体样板都可以显示出来。胶带可以随时粘贴或撕
下,因此胶带图也可以随时修改,十分方便。设计人员根据胶带图进行修改和
调整后,轿车的轮廓曲线已经基本确立。
 
五、全尺寸油泥模型
全尺寸是指1:1比例,全尺寸油泥模型就是指与真车尺寸一样,模型的轮廓
曲线和尺寸都是按照严格的要求制作出来,设计人员可以对车身表面的细节部
分进行比较和修改,设计的检验已进入“模拟作战”阶段。全尺寸油泥模型分
为外部模型和内部模型,是车身造型设计中最关键的阶段,要求以极其认真的
细致的态度去工作,任何一项细部的造型都不能马虎,因为这个全尺寸油泥模
型是今后正式产品的依据。
 
全尺寸油泥模型是高仿真产物,例如车轮一般会用上真家伙-真轮胎和真
车圈,因为车轮对整个车型有十分重要的影响。车身附件,大灯小灯、刷水臂
都会安置在各自的位置上,有些模型表面还喷涂油漆,与真车相似。因此,车
厂对新产品的检测,也就从全尺寸油泥模型正式开始。检测中最重点的一项,
就是车身外部模型进行风洞试验,试验的主要内容是模拟车速在100-200公里
/小时的状态下,测试阻力、升力、侧向力、俯仰力矩、侧翻力矩和偏航力矩
等数据,设计人员对车身模型的空气动力状态进行研究和分析,以取得对整个
车身空气动力性能进行最优化的设计。
 
六、主图板
全尺寸油泥模型完成之后,车身模型表面轮廓经过测量之后转化为数据,
然后将数据绘制成平面图形。主图板表示出整车的轮廓线及关键部位与部件之
间的配合作用,使设计人员可以对主图板上的车身表面线条做光滑平顺的修改
。至此,汽车的造型设计工作基本结束了。此后就会进入样车的制造与检验。
 
七、样车
样车是一辆具有试制性质,能够驾驶运行的汽车。
 
样车试制仍是一个不断修改的过程,但这种修改是为今后正式投产做铺路
的。在样车试制阶段,很多在造型设计过程中的不足之处会更真实地反映出来
。例如在绘图或在模型上能够制造的东西,可能在实际生产中会有工艺上的困
难;也可能会耗费过大,成本下不来;也可能在装配上会产生干涉,安装困难
,等等。造型设计人员仍然要跟踪工作,对样车的造型设计进行全面的检查,
并根据设计要求进行修改。只有经过多次的反复修改,一辆经得起实际考验的
造型方案才能实现,并做为今后生产的依据。
 
不难看出,汽车造型设计的过程是一个不断探讨不断修改不断完善的过程
,最后拿到生产线的图纸很可能与最初的构思有很多不一样的地方,甚至大相
径庭,这是一种很正常的现象。
 
以上介绍的内容是传统的汽车造型设计,这种传统的造型设计过程的最大
缺陷是车身曲线需要依靠人力经过绘画-模型-图板等多次反复测量反复修改
才能确定,耗费大量的劳动和时间,而且设计精度也难以保证,因此,用计算
机代替部分人的劳动,是必然的趋势。
 
从七十年代起,计算机辅助设计已经进入了汽车外形设计这一领域,今天
更是普遍应用,并已成为目前国内外车厂进行汽车造型设计的常规手段。现在
常见的过程始于模型制作阶段,通过三坐标测量机测量,得到模型上离散的点
集,将点集数据输入计算机,运用CAD将其连成光顺的曲线,建立数字化模型
,进行初步设计和可行性分析,即相当于胶带图效果;然后通过专门的CAD设
计软件,用曲线建立起整个车身的表面数学模型,设计人员在电脑前可以进行
任意的修改,再通过数控铣床制造1:1全尺寸模型,供设计人员进行修改和定型
;然后再通过测量机对全尺寸模型进行测量,将数据输入计算机建立汽车外形
数学模型,并用图形显示终端显示出来,模型的三维曲面视图可以旋转,在不同
的角度观察不同地方,十分直观。在这里,CAD的运用不但使人从繁重的劳动
解脱出来,缩短了设计周期,而且能够保证设计精度,降低了设计开发的成本。

 


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