汽车车身设计开发技术与方法
整车设计及开发流程
3
可行性分析报告
提出产品和过程假设,组织进行可靠性研究,形成产品开发概念
规划部
4
可行性分析报告评审
销售公司组织经管会成员、主要部门负责人及及顾客代表,采用多方论证方法对可行性分析报告进行评审,向规划部提交评审报告,
销售公司
5
整车定义
a由产品部部长负责提出设计目标/指标
b由财务部部长负责提出产品成本目标
项目组
26
项目组织和技术接口奇瑞
项目组
27
项目组织和技术接口博通
博通
28
整车总体造型设计要求
奇瑞
29
整车设计输入文件清单
项目组
30
整车设计输入文件清单评审
项目组
31
整车设计输入文件评审纪要
项目组
32
概念草图、效果图
博通
33
造型方案效果图评审纪要
奇瑞、博通
34
铣屑模型的评审记录第一次
奇瑞、博通
35
铣屑模型的评审记录第二次
2．电喷系统、ABS、匹配试验
3．排气系统、悬挂系统、转向、制动等系统匹配试验
4．整车碰撞试验,国家强检及3C认证试验
5．相关零部件的性能、寿命试验
第三章：项目开发流程
1、项目策划阶段
1.1在项目概念批准之前,项目经理应协助销售公司市场部做好市场调研,提交新产品市场调研报告;
1.2与质量保证部一起,确认同类产品历史质量清单
规划部
8
整车开发活动所需的资源
提出各项活动所需的资源并由BOS委员会予以配备
项目组
9
APQP进度计划
编制该项目APQP进度计划,编制进度图甘特图
车体开发设计方案
车体开发设计方案车体开发设计方案一、需求分析随着汽车行业的飞速发展，人们对车辆的需求也越来越多样化。
为了满足不同人群的需求，车体开发设计方案需要综合考虑以下几个方面的需求：1. 空间需求：不同人群对车内空间有不同的需求，有些人更注重后排乘客的舒适性，有些人则更注重车内的储物空间。
因此，车体设计方案应注重提供合适的空间分配，同时兼顾舒适性和储物空间的需求。
2. 安全需求：人们对汽车的安全性要求越来越高，因此车体设计方案需要考虑到碰撞安全、防滚安全、防盗安全等方面的需求。
采用高强度的材料、科学的车身结构设计以及配备全方位的安全设备可以提高车辆的安全性能。
3. 操控需求：人们希望驾驶汽车时能够获得更好的操控感受，因此车体设计方案需要注重车辆的平衡性、悬挂系统的调校以及操控系统的优化等方面的需求。
4. 外观需求：车辆的外观对很多人来说非常重要，因此车体设计方案需要考虑到车辆的整体美感和品牌形象。
采用流线型的设计、独特的车灯造型以及时尚的感觉可以提升车辆的外观吸引力。
二、设计方案1. 结构设计：采用高强度钢材打造车身结构，能够提供良好的碰撞安全性能。
同时，采用拼接和焊接相结合的工艺，提高车身的整体刚性和稳定性。
2. 空间设计：根据需要提供灵活的座椅布局，可以根据需要将后排座椅放倒或折叠，扩大储物空间。
同时，合理安排车门和座椅的位置，提高乘客上下车的便利性。
3. 安全设计：配备前、后碰撞杆、安全气囊等安全设备，提高车辆在碰撞时的保护能力。
在车体设计方案中加强车身的刚性结构设计，提高抗侧翻能力。
4. 操控设计：调整车辆的重心位置和悬挂系统的调校，提高车辆的平衡性和操控性能。
在操控系统中采用电子辅助系统，提供更灵敏的驾驶感受。
5. 外观设计：注重车辆的整体造型和细节设计，采用流线型的设计，减少空气阻力，提高燃油经济性。
同时，采用独特的车灯造型和时尚的车身线条，提升车辆的外观吸引力。
三、实施方案1. 建立开发团队：组建由设计师、工程师、测试人员等专业人员组成的开发团队，确保车体设计方案的顺利实施。
汽车车身结构设计技术与方法
汽车车身结构设计技术与方法3.4.1 车身结构设计断面的确定与定位-由断面设计硬点驱动的车身结构设计车身包括金属车身及内外饰件,金属车身又包括白车身和封闭件, 即车身包括CLOSURE封闭件(车门,前后罩板,前后盖(门),玻璃和前、后保险杠), 白车身BIW(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件。
白车身(BODY IN WHITE)是除车门、前后翼子板(罩板)、玻璃、前后盖(门)、前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 详见如下各图及如下各项内容。
依照3.1,3.2,3.3章节的设计方法，进行车身结构设计如下：a)左/右前车门总成的设计〔包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕b)左/右后车门总成的设计〔包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕c)左/右侧围总成的设计d)驾驶舱前围总成的设计e)顶盖总成的设计f)地板总成的设计g)前舱盖板的设计h)后行李箱盖或后背门的设计i)前上下横梁及前灯架设计j)后围横梁及灯架设计k)发动机舱结构设计l)驾驶舱与行李舱隔板及梁的设计m)其他零部件系统设计图3.4.1 将车身设计断面的分类与编号图3.4.2 基于参考车型的BENCHMARK断面的断面设计图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案车身结构设计的步骤与过程如下所述:图3.4.5 建立benchmark车型白车身数字化原型车设计建模造型面硬点3.4.2 开闭件设计开闭件(CLOSURE)一样包括4门2盖或5门1盖(两厢有后尾门汽车)。
1、车门设计车门外板设计是依照光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加上周边翻边和门锁等特点后的车身零件. 分缝线通过两种方法获得(a)一样先将汽车内外外观面整体造型面光顺到A级曲面(CLASS A), 同时将造型边界线投影到XZ铅垂平面后光顺到A级曲线, 然后采纳该投影的边界线投影到光顺好的A级大造型面上与造型面相交获得的边界线,该交线理论上确信也是A级曲面。
(汽车行业)汽车车身结构设计技术与方法
3.4 汽车车身结构设计技术仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；方法3.4.1 车身结构设计断面的确定仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；定位-由断面设计硬点驱动的车身结构设计车身包括金属车身及内外饰件,金属车身又包括白车身和封闭件, 即车身包括CLOSURE封闭件(车门,前后罩板,前后盖(门),玻璃和前、后保险杠), 白车身BIW(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件。
白车身(BODY IN WHITE)是除车门、前后翼子板(罩板)、玻璃、前后盖(门)、前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 详见如下各图及如下各项内容。
根据3.1,3.2,3.3章节的设计方法，进行车身结构设计如下：a)左/右前车门总成的设计（包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计）b)左/右后车门总成的设计（包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计）c)左/右侧围总成的设计d)驾驶舱前围总成的设计e)顶盖总成的设计f)地板总成的设计g)前舱盖板的设计h)后行李箱盖或后背门的设计i)前上下横梁及前灯架设计j)后围横梁及灯架设计k)发动机舱结构设计l)驾驶舱仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；行李舱隔板及梁的设计m)其他零部件系统设计图3.4.1 将车身设计断面的分类仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；编号图3.4.2 基于参考车型的BENCHMARK断面的断面设计图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案图3.4.4 确定车身基本设计断面车身结构设计的步骤仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；过程如下所述: 图3.4.5 建立benchmark车型白车身数字化原型车设计建模图3.4.6 定位基本断面到设计造型面图3.4.7 基本断面的定位主轴线图3.4.8 详细设计基本断面3.4.2 开闭件设计开闭件(CLOSURE)一般包括4门2盖或5门1盖(仍；之上；且；当下；和；可是；能够；俩；见；某公司；运营；厢有后尾门汽车)。
汽车-车身开发工艺工程-13-工装及生产线安装调试
问题解决
经验教训
通过本次项目，我们总结出了一些经验教训 ，包括在项目开始阶段应更深入地了解客户 需求，以及在工装设计过程中应更加注重细 节。
在项目实施过程中，我们遇到了一些技术难 题，但通过团队协作和深入分析，我们成功 解决了这些问题，确保了项目的顺利进行。
下一步工作展望
持续优化
我们将继续对已完成的工装和生产线进行优化， 以提高生产效率和产品质量。
需求分析
根据产品特性和生产要求，分 析工装设计的需求和要求。
详细设计
对工装进行详细设计，包括零 件图纸绘制、材料选择、加工 工艺确定等。
加工与调试
按照设计图纸对工装进行加工 和组装，并进行调试和验证。
工装设计优化
01
02
03
04
优化工装结构
通过改进工装的支撑、定位和 夹紧装置，提高工装的稳定性
和可靠性。
涉及内容
调试与验证涉及工装、生产线、设备、工艺参数等多个方面，需要 综合考虑各种因素，确保整个系统的协调性和稳定性。
调试与验证流程
准备工作
制定调试与验证计划、准备相关工具和资料 、组织人员等。
安装检查
对工装、生产线、设备等进行初步检查，确保 安装正确、完整。
单机调试
对单个设备或工装进行调试，确保其功能正常、 运行稳定。
质量控制
质量标准制定
01
根据产品要求和客户期望，制定明确的质量标准和质量检验流
程。
过程质量控制
02
在生产过程中进行实时监测和控制，确保产品质量符合标准。
质量检验与记录
03
对产品进行严格的质量检验，并记录检验结果，以便追溯和改
进。
安全与质量控制措施
3.1 汽车车身设计开发流程与方法
第三章汽车车身设计开发技术与方法3.1汽车车身设计开发流程与方法学3.1.1车身设计开发主要工作内容及流程(程序)1）车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype)2）造型设计3）三维曲面和造型面设计4）1：5或1：4 模型及1：1外模型制作或数控加工(或三维数字模型)5）1：1内模型(或三维数字模型)6）发动机舱三维数字模型7）地板三维数字模型8）测量与曲面光顺9）白车身结构详细设计(BIW)(9.1)1：1外模型光顺后数据分块(9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定(9.3) 密封结构确定与密封件选择(9.4) 确定分块线(9.5) 与车身有关的设计硬点的确定(9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)(9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计) (9.8) 发动机前围板设计(9.9) A柱下段设计(9.10) 发动机舱与前轮包设计(9.11) 前后灯具设计(9.12) 格栅设计(9.13) 前围板设计(9.14) 前保险杠设计(9.15) 地板总成设计(前中后)(9.16) 后门总成设计(9.17) 前门总成设计(9.18) 尾门总成设计(9.19) 前发动机罩设计(9.20)前风当总成设计10）内饰、外饰设计11）先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制，第二轮试验样车（定型车）试制12）碰撞与结构分析及结构优化设计13）成型过程仿真14) 模具与工艺工装设计如图3.1.1为车身详细设计阶段面向对象的产品模型(OPM)并行设计流程图OM2 OM2 OM2 OM2 OM2 OM2T21: CAD T22: DF A可装配设计T23: CAE T24: 评审T25: DFM 可制造设计T26: CS 碰撞仿真IM21: 输入产品模型，请求详细设计OM21: 向下游预发布零部件信息OM22: 输出DF A结果OM23: 输出CAE结果OM24: 输出同意或修改概要设计建议OM25: 输出DFM结果输出OM26: CS结果图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型31 32 3334 35T 31: CAPP T 32: CAFD 机算机辅助工装卡具设计(CA FIT DE SIGN)T 33: CAM T 34: MPS(制造过程仿真) T 35: 评审 IM 31: 请求加工过程设计 OM 31: 输出CAPP 结果 OM 33: 输出 CAFD 结果OM 33: 输出CAM 结果 OM 34: 输出MPS结果OM 35: 输出同意或修改详细设计建议图3.1.2 汽车产品开发试制与加工过程设计OPM 模型 g 1: 请求详细设计(结构) g 2: 预发布零部件消息，请求试制或加工过程设计 g 3: 请求修改概念设计(造型设计) g 4: 请求修改详细设计(结构设计)图3.1.3 汽车车身并行开发过程OPM 模型图3.1.4 车型数字化设计过程3.1.2 车身结构设计方法学1 1995年后的先进的车身设计技术与方法1995年后车身设计技术发展与市场需求体现在如下几个方面:图3.1.5 虚拟产品开发描述图3.1.6 白车身设计过程描述图3.1.7 并行设计与开发周期降低图3.1.8 全数字化设计方法图3.1.9 确定设计结构方案图3.1.10 产品设计及工艺设计集成计方法图3.1.12 参数化结构断面设计图3.1.13 全相关参数化的车身开发全过程2 数字化车身结构设计方法学(1)设计硬点设计区的设计方法复杂的结构实际上是众多简单的设计的叠加组合(复杂设计简单化)任何复杂的车身结构设计与设计结果都是由如下两个方面决定: (a) 满足诸多设计硬点的特征结构设计(HARDPOINT DESIGN AREA), 例如, 造型面硬点, 与车身有关的零部件装配孔面及结构等设计硬点, 选定的设计断面结构, 造型分界线硬点, 造型形状形成的设计断面引导线硬点, 车身零件间的焊接装配面, 零件的分块线硬点. (b) 自由设计区设计(FREE DESIGN AREA), 即在满足设计硬点基础上, 进行的自由设计区, 一般非设计硬点的设计区域都属于自由设计区, 自由设计区不同的设计人员会得到不同的设计结果, 这也是自由设计区自由的特点, 但这不等于自由设计区可以胡乱设计, 应遵循如下一些设计原则, 以便才能使设计结构更合理, 水平更高.因此车身设计过程与方法应满足如下公式:车身结构设计特征(BSDF)=自由设计区自由设计特征(FDF)+断面设计硬点决定的设计特征(SDHF)+造型设计硬点决定的特征(IDHF)+造型决定的断面引导主轴线(一个零件多个断面几何中心连线)特征(ISSF)+其他附件或COPY件等确定的设计硬点特征(CDHF)+零件分块线与焊接边界线等的设计硬点特征(BDHF)即为:BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF车身零件结构的设计过程或设计建模(BSDP or BSDM)=用三维CAD软件完成车身结构设计特征的过程或结果(BSDFP or BSDFM)即为:BSDP=BSDFPBSDM=BSDFM车身设计建模(BDM)=完成所有车身零件的设计建模与装配设计建模的总称(TOL_BSDM) 即为:BDM=TOL_BSDM全数字化车身设计开发(BDD)=采用三维CAD 软件完成全部车身设计建模, 并采用CAD/CAE/CAM一体化技术完成车身设计,结构优化及制造(或制造模具)的全过程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).即为:BDD=3D_CAD/CAE/CAM_BDM(2) 自由设计区的设计方法与设计原则a 自由设计区的设计方法(a) 先用三维CAD软件将设计硬点确定的结构与特征连接成一体, 成为一个粗的异型大面, 中间可以用一些平面与设计硬点面的相交获得连接线或倒角线.(b) 对设计硬点之间形成的设计区域-自由设计区每一个进行分析, 强度和刚度一般性要求的部位一般小于50*50mm的面积区域, 可以不加特征结构(加强筋, 加强沉孔(如果没有密封要求), 折边, 卷边等特征结构建模), 但要在边界上导角. 大于50*50的区域一般要加特征以便加强结构并导角,较大的区域不留任何空地, 以便使刚度最大, 材料最省.a 自由设计区的设计准则(a) 最大刚度原则- 自由设计区必须尽力获得最大刚度的设计原则, 因此, 要加加强筋和加强沉孔, 以便获得高水平的设计结构.(b) 最轻量化原则- 设计结构要确保满足刚度要求的基础上使材料最省的原则, 尽可能使结构设计可以使料厚簿一些, 没有密封要求的结构可以用沉孔以便轻量化与刚度最大化的双嬴, 等要充分考虑结构形式和结构方案.(c) 最大园角原则-自由设计区, 一般都是内部结构区域, 不在外观缝隙线条区域. 因此, 为了提高冲压工艺性, 减少制造成本, 应尽可能设计较大的设计过渡园角. 但不能影响设计硬点结构. 在在外观区域应尽可能最小园角原则,最小值为料厚(d) 特征结构最大斜度原则- 筋槽设计的立面尽可能采用较大的斜度. 以便获得较好的制造工艺性, 防止冲压裂纹和褶皱.(e) 最符合工艺性原则-从设计结构上和面的光顺程度上尽可能获得好的制造工艺性, 如材料流动均匀性与制造可能性.(f) 创新与多样化设计原则-自由自由就意味着允许多样化, 也就是创新原则.(g) 最复杂化原则, 因为模具加工不会增加制造成本, 只会降低成本(如材料轻, 成本低了).(h) 满足CAE/OPTIMIZATION结构优化分析设计要求.。
新能源汽车车身结构设计与优化
新能源汽车车身结构设计与优化新能源汽车是近年来得到广泛关注的新型交通工具，其具有节能环保、零排放的特点，受到了相关部门、企业和消费者的青睐。
而汽车的车身结构设计与优化是新能源汽车研发中的重要环节。
一、新能源汽车车身设计原则新能源汽车的车身设计需要遵循诸多原则，包括安全性、舒适性、空气动力学等。
首先是安全性，新能源汽车在设计时需要考虑车身的抗碰撞性能，以确保车辆在碰撞事故中能够有效减少乘员受伤的可能性。
其次是舒适性，车身设计需要考虑乘员的舒适感受，尤其是长时间驾驶时的舒适性和人体工程学。
再者是空气动力学，优秀的空气动力学设计可以减小风阻，提高汽车的能效，从而增加续航里程。
二、新能源汽车车身结构设计要点1. 车身结构材料：传统汽车使用钢铁作为主要车身结构材料，而新能源汽车为了降低车辆重量和提高能效，通常采用了更轻薄的材料，如铝合金、碳纤维等。
这些材料具有优越的强度和刚度，可以在保证安全性的前提下实现车辆的轻量化设计。
2. 车身结构形式：新能源汽车的车身结构形式多样，包括传统的轿车、SUV以及新兴的纯电动车、混合动力车等。
在设计时需要考虑车身结构的简洁性、稳定性和弹性，以确保车辆在不同路况下都能够保持良好的行驶性能。
3. 车身结构优化：通过有限元分析等工具对车身结构进行优化设计，可以在保证结构强度和刚度的前提下减小车身重量，提高车辆的能效。
同时，优化设计还可以改善车身在碰撞、振动、噪声等方面的性能，提升车辆的舒适性和安全性。
三、的挑战1. 车辆安全性：新能源汽车车身结构设计需要在满足轻量化的要求的同时保证车辆的安全性，这是一项较为困难的挑战。
如何在车身结构设计中平衡轻量化和安全性的关系，是当前研究的重点之一。
2. 车辆空气动力学：优秀的空气动力学设计对新能源汽车的能效至关重要，但在设计过程中需要考虑车身结构的复杂性和多变性，如何在保证空气动力学性能的前提下降低设计成本是亟待解决的问题。
3. 车辆材料选择：新能源汽车的轻量化设计离不开优质的材料，但目前市场上仍然存在一些高性能、高强度的材料供应不足的问题，如何选择合适的材料并确保其可靠性成为新能源汽车车身设计的瓶颈。
汽车车身设计与制造工艺新技术
汽车车身设计与制造工艺新技术摘要：汽车车身的设计与制造是汽车生产中的重要环节，也是汽车生产新技术研究的主要内容。
文章主要阐述了汽车车身相关设计方法及新工艺的应用，希望对车身相关从业人员予以借鉴参考。
关键词：车身；设计；新技术前言低碳环保、安全节能、智能化、轻量化是汽车行业发展趋势，车身设计开发与制造是整车开发重要组成部分。
随着中国汽车保有量的不断增加，汽车增速逐渐放缓，更新换代周期越来越短，汽车市场的竞争也越来越激烈，如何提高车身的设计及制造水平，提升产品竞争力是当前研究的热点。
1汽车车身设计技术1.1车身的设计开发流程当前主流汽车厂商通常将整车开发过程分为多个阀门进行管控，并对每个阀门制定了通过原则，以确保每个阶段开发活动满足要求，可以进入到下一个阶段。
全新整车设计开发一般分为预研立项阶段、概念设计阶段、详细设计阶段、设计验证阶段、生产认证与量产阶段。
每个阀门点都有相应的核心工作和通过原则，只有满足相应的要求，才能进入下一个阀点。
各个开发阶段相互交叉、同步进行，通过项目管理团队对整车开发质量、成本、进度进行协调管控。
车身设计开发是整车开发的一个重要组成部分，遵循整车开发流程并贯穿整车开发的全过程。
1.2车身平台化模块化随着汽车行业竞争加剧以及消费者对汽车品质要求的不断提高，各大汽车厂商推出新车型的速度不断加快。
车身平台化、模块化开发的运用，不但可以大幅缩短研发的周期、降低开发成本，提升规模效益，而且可以有效降低技术风险、提高产品可靠性。
基于新的平台发展规划策略，丰田、大众、通用、日产等主流汽车企业越来越多的新车型逐步上市，增强了市场竞争力并取得了良好的经济效益。
国内自主品牌也从早期的完全逆向开发逐渐进入到正向开发阶段，并开始重视并加大平台化研究。
1.3车身新结构新材料的运用（1）车身新结构车身概念设计阶段通常会根据总布置和造型进行主体架构的设计构想，再进行详细结构设计。
概念设计阶段运用先进的仿真分析方法，不需要详细的3D几何模型就可构建前期概念有限元模型，进行大量有较大差异的方案分析并逐渐优化，按照先整体后局部的设计思路，在概念设计阶段确定车身整体框架结构。
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
技术改造汽车车身设计及制造工艺新技术研究黄长亮（柳州五菱汽车工业有限公司山东分公司，山东 青岛266555）摘 要：在新时期背景下，随着社会对汽车的需求量越来越大，这也给汽车企业的发展带来了考验与契机，企业若想健康发展，首先需提升自身核心竞争力，并不断的创新研发新型技术手段，在保障车辆行驶安全性与舒适性的前提下，还应当以环保为重心，从多个方面进行全新开发与改良。
本文围绕汽车车身设计及制造工艺新技术展开了探讨，并提出了相应的意见，具体如下：关键词：汽车车身设计；制造工艺；新技术；研究一、汽车车身设计技术（一）汽车车身设计开发流程著名的哲学家柏拉图曾说过：“良好的开端是成功的一半”，任何事物的顺利开展都离不开前期基础的奠定，只有做好充分的准备工作，才能起到事半功倍的效果，当然在汽车制造业中亦是如此。
在对汽车进行整车开发时，首先应当结合市场的发展形势明确开发设计方向，根据以往经验来看，车辆的开发一般都会预先推出概念、然后在将该概念进行细节化设计、并通过不断的实践验证过程中确定设计方案、其次对生产进行全面认证、最终进行批量生产。
而且汽车设计本身就涵盖较多环节，且有着繁杂性特点，若其中一个环节出现问题，都会影响后续的进展，因此相关设计部门应当严格按照相关标准规范自身操作行为，并结合以往经验对较易出现问题的环节提前制定预防方案，为后期提供精确的数据信息支撑，以便于后期在遇到类似问题时能够从容应对，将影响控制在最小值[1]。
同时汽车在开发过程中需要多个部门协同配合下完成，在此还需保证其协调性，降低对冲问题的发生，提高设计效率，确保汽车设计工作能够在保质保量的前提下在原定计划内完成并耗费最低成本支出。
（二）车身设计的平台化以及模块化根据实际情况来看，因当前汽车销售市场的竞争愈演愈烈，社会群众对汽车的性能、品质、舒适性等方面也提出了更高的要求，各汽车商家也在跟随社会群众的需求不断推出全新的车型，为消费者提供多种选择性，以此来提升企业经济效益。
车身设计复习要点
第一章车身产品开发流程和设计方法车身设计技术主要包括造型设计技术，工程设计技术以及先进的设计理念等几个方面，具体有计算机辅助造型技术，虚拟现实技术，空气动力学模拟，人机工程技术，数字样机技术，CAE分析和验证技术，模块化设计技术，性能设计技术和并行工程等。
名词解释：第一节概述计算机辅助造型技术（CAS）：是随着扫描技术和矢量化技术的发展，在现代车身设计中得到应用的一门新兴的造型技术。
它区别于传统的仿形法设计，是将表达完整的造型胶带图由三维扫描仪直接输入工作站中，经过矢量处理后得到原始的数据点，再运用CAS系统进行实体造型，最后得到三维可加工的数字模型。
虚拟现实技术（VR）：是一种先进的计算机用户接口，它强调将用户和计算机视为一体，通过多媒体的方法将信息进行可视化，展现在用户面前。
空气动力学模拟：汽车空气动力学主要是运用流体力学的知识，研究汽车行驶时，即与空气产生相对运动时，汽车周围的空气流动情况和空气对汽车的作用力（称为空气动力），以及汽车的各种外部形状对空气流动和空气动力的影响。
人机工程技术：是从人的生理和心理特点出发，研究人，机，环境的互相关系和相互作用的规律，以优化人-机-环境系统的一门学科。
数字样机技术（DMU）：从宏观上说，DMU是一套基于协同作业机制与理念的并行工程开发技术，在产品的设计阶段就充分考虑产品的装配环节及其相关的各种因素的影响，在满足产品性能与功能的条件下，通过改变零部件装配结构来降低装配时的复杂性；从微观上说，它是一套结合一系列专用模块，如浏览，运动干涉分析，空间漫游及拆装模拟，结构优化等分析工具的实用高新技术。
CAE分析和验证技术：CAE分析和验证大至白车身的结构分析，小至密封条结构与材料的优化，主要涉及白车身和部件的静态，动态，安全和疲劳分析，空间和管路的CFD分析，钣金件的冲压成形可行性分析，塑料件注塑过程的模拟分析等方面。
模块化设计技术：原则是，力求以尽可能少的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高，性能稳定，结构简单及成本低廉，且模块结构应尽量简单，规范，模块间的联系也尽可能简单。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三章汽车车身设计开发技术与方法3.1车身设计方法学3.1.1车身设计开发主要工作内容及流程(程序)1）车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype)2）造型设计3）三维曲面和造型面设计4）1：5或1：4 模型及1：1外模型制作或数控加工(或三维数字模型)5）1：1内模型(或三维数字模型)6）1：1发动机舱模型(或三维数字模型)7）1：1地板模型(或三维数字模型)8）测量与曲面光顺9）白车身结构详细设计(BIW)(9.1)1：1外模型光顺后数据分块(9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定(9.3) 密封结构确定与密封件选择(9.4) 确定分块线(9.5) 与车身有关的设计硬点的确定(9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)(9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计)(9.8) 发动机前围板设计(9.9) A柱下段设计(9.10) 发动机舱与前轮包设计(9.11) 前后灯具设计(反射面与灯具厂共同设计)(9.12) 格栅设计(9.13) 前围板设计(9.14) 前保险杠设计(9.15) 地板总成设计(前中后)(9.16) 后门总成设计(9.17) 前门总成设计(9.18) 尾门总成设计(9.19) 前发动机罩设计(9.20)前风当总成设计10）内饰、外饰设计11）先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制，第二轮试验样车（定型车）试制12）碰撞与结构分析及结构优化设计13）成型过程仿真14) 模具与工艺工装设计如图3.1.1为车身详细设计阶段面向对象的产品模型(OPM)并行设计流程图2 2 2 2 2 2T21: CAD T22: DFA可装配设计T23: CAE T24: 评审T25: DFM 可制造设计T26: CS 碰撞仿真IM21: 输入产品模型，请求详细设计OM21: 向下游预发布零部件信息OM22: 输出DFA结果OM23: 输出CAE结果OM24: 输出同意或修改概要设计建议OM25: 输出DFM结果输出OM26: CS结果图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型3132333435 T31: CAPP T32: CAFD机算机辅助工装卡具设计(CA FIT DESIGN)T33: CAM T34: MPS(制造过程仿真)T35: 评审IM31: 请求加工过程设计OM31: 输出CAPP结果OM33: 输出CAFD结果OM33: 输出CAM结果OM34: 输出MPS结果OM35: 输出同意或修改详细设计建议图3.1.2汽车产品开发试制与加工过程设计OPM模型g1: 请求详细设计(结构) g2: 预发布零部件消息，请求试制或加工过程设计g3: 请求修改概念设计(造型设计) g4: 请求修改详细设计(结构设计)图3.1.3 汽车车身并行开发过程OPM模型图3.1.4 车型数字化设计过程3.1.2 车身结构设计方法学1 1995年后的先进的车身设计技术与方法1995年后车身设计技术发展与客户需求体现在如下几个方面:图3.1.5 虚拟产品开发描述图3.1.6 白车身设计过程描述图3.1.7 并行设计与开发周期降低图3.1.8 全数字化设计方法图3.1.11 基于参考原型车参数化设计方法图3.1.12 参数化结构断面设计图3.1.13 全相关参数化的车身开发全过程2 车身结构设计方法学复杂的结构实际上是众多简单的设计的叠加组合(复杂设计简单化)任何复杂的车身结构设计与设计结果都是由三个方面决定: (1) 满足诸多设计硬点的特征结构设计(HARDPOINT DESIGN AREA), 例如, 造型面硬点, 与车身有关的零部件装配孔面及结构等设计硬点, 选定的设计断面结构, 造型分界线硬点, 造型形状形成的设计断面引导线硬点, 车身零件间的焊接装配面, 零件的分块线硬点. (2) 自由设计区设计(FREE DESIGN AREA), 即在满足设计硬点基础上, 进行的自由设计区, 一般非设计硬点的设计区域都属于自由设计区, 自由设计区不同的设计人员会得到不同的设计结果, 这也是自由设计区自由的特点, 但这不等于自由设计区可以胡乱设计, 应遵循如下一些设计原则, 以便才能使设计结构更合理, 水平更高. (3) 结构优化分析(仿真与优化)(CAE/SIMULATION/ OPTIMIZATION).因此车身设计过程与方法应满足如下公式:车身结构设计特征(BSDF)=自由设计区自由设计特征(FDF)+断面设计硬点决定的设计特征(SDHF)+造型设计硬点决定的特征(IDHF)+造型决定的断面引导主轴线(一个零件多个断面几何中心连线)特征(ISSF)+其他附件或COPY件等确定的设计硬点特征(CDHF)+零件分块线与焊接边界线等的设计硬点特征(BDHF)即为:BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF车身零件结构的设计过程或设计建模(BSDP or BSDM)=用三维CAD软件完成车身结构设计特征的过程或结果(BSDFP or BSDFM) 即为:BSDP=BSDFPBSDM=BSDFM车身设计建模(BDM)=完成所有车身零件的设计建模与装配设计建模的总称(TOL_BSDM)即为:BDM=TOL_BSDM全数字化车身设计开发(BDD)=采用三维CAD软件完成全部车身设计建模, 并采用CAD/CAE/CAM一体化技术完成车身设计,结构优化及制造(或制造模具)的全过程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).即为:BDD=3D_CAD/CAE/CAM_BDM3 自由设计区的设计方法与设计原则(1) 自由设计区的设计方法a 先用三维CAD软件将设计硬点确定的结构与特征连接成一体, 成为一个粗的异型大面, 中间可以用一些平面与设计硬点面的相交获得连接线或导角线.b 对设计硬点之间形成的设计区域-自由设计区每一个进行分析, 强度和刚度一般性要求的部位一般小于50*50mm的面积区域, 可以不加特征结构(加强筋, 加强沉孔(如果没有密封要求), 折边, 卷边等特征结构建模), 但要在边界上导角. 大于50*50的区域一般要加特征以便加强结构并导角,较大的区域不留任何空地, 以便使刚度最大, 材料最省.(2) 自由设计区的设计准则a 最大刚度原则- 自由设计区必须尽力获得最大刚度的设计原则, 因此, 要加加强筋和加强沉孔, 以便获得高水平的设计结构.b 最轻量化原则- 设计结构要确保满足刚度要求的基础上使材料最省的原则, 尽可能使结构设计可以使料厚簿一些, 没有密封要求的结构可以用沉孔以便轻量化与刚度最大化的双嬴, 等要充分考虑结构形式和结构方案.c 最大园角原则-自由设计区, 一般都是内部结构区域, 不在外观缝隙线条区域(最小园角原则,最小值为料厚). 因此, 为了提高冲压工艺性, 减少制造成本, 应尽可能设计较大的设计过渡园角. 但不能影响设计硬点结构.d 特征结构最大斜度原则- 筋槽设计的立面尽可能采用较大的斜度. 以便获得较好的制造工艺性, 防止冲压裂纹和褶皱.e 最符合工艺性原则-从设计结构上和面的光顺程度上尽可能获得好的制造工艺性, 如材料流动均匀性与制造可能性.f 创新与多样化设计原则-自由自由就意味着允许多样化, 也就是创新原则.g 最复杂化原则, 因为模具加工不会增加制造成本, 只会降低成本(如材料轻, 成本低了).3.2车身总布置设计及安全法规计算校核3.2.1据整车总体设计参数和设计控制硬点, 确定车身设计主要参数1)根据整车总布置设计确定车身设计的有关参数2)竞争车型主要车身设计参数对比3)与车身相关的底盘,内饰及附件等零部件的选择和优化a设计原则：充分利用现有平台资源b开发方法：充分利用先进的手段和方法，实现整车优化, 如三维CAD/CAE/CAM软件.4)编制产品设计技术文件-产品描述及产品主要零部件明细表a 产品描述爆炸图和目录编制（总成）b整车明细表编制（各底盘及附件总成、内饰件、外饰件等的零件）c车身零部件明细表d 产品描述表图3.2.1 编制产品明细表5)整车与车身三维总装配图整车与车身总布置，确定H点，确定坐标系，确定Z=0平面。
1995年后世界各国都开始采用三维设计软件设计产品,将所有的零部件及人体模型的外形建成三维数模, 并进行总装, 实现精确的建模和设计总布置及装配检验. 达到布置, 对于变形车设计只需局部的布置, 如前舱或驾驶舱的布置, 如汽车只变化车身, 而不变化底盘或其他零件, 则可只进行与车身有关的布置. 详见第一章总体设计章节.二维图一般要确定坐标系, 中国和ISO用右手定则, 以前轮中心为X轴0点, 向车前为负向后为正, Z轴以车架上平面线为零线,向上为正,无车架承载式地板式车身,以车身地板纵梁平直段上平面或地板下平面为基准平面. Y轴以汽车纵向对称中心面在俯视图的投影线为零线右为正,左为负. 德国和欧州用左手定则法规校合与设计分析, 车身设计要满足国家有关法规要求, 中国的设计规范大多从欧共体标准ECE和美国SAE标准参考来的.3.3造型设计这是进行结构设计的基础和必备过程, 见第二章.3.4 车身结构设计a)左/右前车门总成的设计（包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计）b)左/右后车门总成的设计（包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计）c)左/右侧围总成的设计d)前围总成的设计e)顶盖总成的设计f)地板总成的设计g)前舱盖板的设计h)后行李箱门的设计车身包括CLOSET封闭件(车门,前后罩板,玻璃和前后保险杠), 白车身(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件. 白车身(BODY IN WHITE)是除车门,前后罩板,玻璃,前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 过程详见如下各图所示.图3.4.1 车身设计断面的分类与编号图3.4.2 设计断面选择与结构设计图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案3.4.1 封闭件设计封闭件(CLOSET)一般包括4门2盖或5门1盖(有后尾门汽车).(1)车门设计车门外板设计是根据光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加上周边翻边和门锁等特征后的车身零件. 一般先将汽车内外外观面整体造型面光顺到A级曲面(CLASS A), 同时将造型边界线光顺到A级曲线, 然后采用边界线投影到光顺好的大造型面上与造型面相交获得的边界线, 并进一步光顺新获得的边界线,然后,再将该线投影到光顺面上获得更新的边界线, 重复这一过程直到使面上相投影相交获得边界线达到A级曲线要求为止, 然后用最后获得的边界线作为车门边界线, 并与大的光顺面相切割而得到车门外板面, 然后将锁机构等有关设计硬点特征加上去便完成了车门外板设计(详见如下图片), 较大的门外板需与内板或门侧向防撞梁采用传力胶进行支承, 绝不允许焊接, 因为防止外面热变形.车门内板就是先建立门锁,基于造型面与造型边界线硬点, 预先在考虑车门密封要求确定好设计断面, 断面考虑门四周边界与门框之间尽可能有等距离间隙(一般8~16mm), 并由密封条将门撑起在空中, 并由铰链与锁三点定位门的位置. 绝不允许门与门框之间的金属接触. 并将众多设计断面摆在造型面与边界上而获得断面引导线硬点, 然后, 玻璃升降器等COPY件的数模基础上, 由这些附件和相关零件考虑到造型特征的三维装配获得的若干个控制点线面(也就是设计硬点)，然后未控制的区域可在满足最大刚度最轻量化等自由设计区设计原则情况下按照工艺性要求进行结构设计，开孔或起筋随结构而定，实际说它难也难，不难也不难，就是设计控制硬点先定了，然后进行结构设计，可参考同类型车去做, 如边界卷边, 沉孔设计方法, 筋的形式等等基于经验和知识的自由设计区设计, 也就完成了车门内板的设计, 如果将内外板及所有零部件都装配起来并检查后, 就完成了全部设计工作(详见如下图片). 如果需要两维图在绘制两维车身图.图3.4.11 车门附件建模以便确定车门设计硬点图3.4.12 车门铰链设计与建模以便确定车门设计硬点图3.4.13 车门锁机构设计与建模以便确定车门设计硬点图3.4.14 车门COPY件装配建模与内板设计硬点确定图3.4.15 基于造型硬点,车门设计断面及其它设计硬点的车门内外板设计与建模图3.4.16 车门总成总装设计与建模以便检查设计硬点的满足情况和装配质量检查(2) 前后保险杠设计保险杠外曲面设计是根据造型面加特征进行, 然后进行保险杠的内结构与支承结构设计.保险杠一般都是PVC塑料模具压成，还有用玻璃钢糊制，但用PVC塑料还要考虑金属支架，金属支架大家要注意的一点是大家切记，支架的结构要参照同类结构，包括螺栓绝不能说是用5mm 螺栓。