汽车现代设计理论与方法

汽车现代设计理论与方法试题答案

1、用结构框图表示并行工程的一般步骤，列出每一步中涉及到的关键技术。

（1）并行工程的产品开发工程：

（2）并行工程的运行模式：

（3）并行工程（CE）的关键技术：

①多功能集成产品开发团队；

②产品开发的过程建模；

③产品生命周期数字化建模；

④产品数字管理；

⑤质量功能配置；

⑥面向X的设计；

⑦并行工程集成框架。

2、简述动态设计包括的主要内容，动态设计过程采用的建模方式是什么？

主要内容：

所谓“动态设计”是指机械结构和机器系统的动态性能在其图纸的设计阶段就应得到充分考虑，整个设计过程实质上是运用动态分析技术、借助计算机分析、计算机辅助设计和仿真来实现的，达到缩短设计周期、提高设计效率和设计水平的目的。

机械系统的动态特性是指机械系统本身的固有频率、阻尼特性和对应于各阶固有频率的振型以及机械在动载荷作用下的响应。

机械系统动态设计的主要包括两个方面：

１）建立一个切合实际的机械系统动态力学模型，从而为进行机械系统动态力学特性分析提供条件；

２）选择有效的机械系统动态优化设计方法，以获得一个具有良好的机械系统动态性能的产品结构设计方案。

机械系统的建模方法分为两大类：理论建模法、实验建模法。

(1) 理论建模法按机械系统不同而采用不同的技巧，因而有多种方法（一般主要采用有限元方法和传递矩阵法）；

(2)实验建模法是指对机械系统（实物或模型）进行激振（输入），通过测量与计算获得表达机械系统动态特性的参数（输出），再利用这些动态特性参数，经过分析与处理建立系统的数。

3、什么是稳健设计？稳健设计中主要涉及了哪些模型和方法？

稳健性设计

①起源：这种新的设计概念认为：使用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力的强弱主要取决于各种设计参数（因素）的搭配。设计参数搭配不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。

②目的：稳健设计的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。

③设计思想：把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰。

数学模型或方法：

稳健性设计包括三个阶段：解决问题、解决方案、应用价值。系统设计是基础，参数设计是核心，容差设计是为满足其经济性。

其中主要采用正交表及统计等模型方法。例如：

4、简述绿色设计的主要内容及其关键技术，举例说明绿色设计在汽车领域的应用。

（1）所谓绿色设计，是减轻环境污染或减少原材料、自然资源使用的技术、工艺或产品的总称。绿色设计就是以绿色技术为原则所进行的产品设计。绿色设计的主要内容：①绿色产品的描述与建模②绿色设计的材料选择与管理③产品的可拆卸性设计④产品的可回收性设计⑤绿色产品的成本分析⑥绿色设计数据

（2）关键技术：绿色设计的关键技术包括以下几个方面：

①绿色产品评价体系、方法的研究；

②绿色设计模型的建立；

③绿色设计数据资料的收集整理与数据库的建立；

④绿色设计方法的系统研究及知识库的建立。

（3）答案合理、结合实例即可。

5、有限元前处理过程包括哪些主要内容？

（1）有限元前处理主要包括：①实体建模：现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模.类似于CAD，ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元，还可以在几何模型边界上方便地施加载荷.但是，几何实体模型并不参与有限元分析. 所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上（节点或单元上）进行求解.由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分②参数化建模③体素库及布尔运算④拖拉、施转、拷贝、蒙

皮、倒角等圆形前处理操作⑤多种自动网格划分工具，自动进行单元形态，求解精度检查及修正⑥自由/映射网格划分，智能网格划分，自适应网格划分等方法对模型进行网格划分⑦复杂几何体Sweep映射网格生成及六面体向四面体自动过渡网络：金字塔形，边界层网格划分⑧在几何模型或FE模型上加载：点载荷，分布载荷，体载荷，函数载荷等。

（2）概括来讲，有限元前处理主要包括：实体建模→模型修复与简化→网格划分→网格质量控制→模型约束设置→模型装配接触及求解方法的定义等。

6、结合实例论述汽车整体技术的发展方向及趋势。

主要趋势为智能化、人性化、绿色化、汽车电子安全性等方面，答案不唯一，结合实例言之有理即可。