车身设计和光顺性分析概述
汽车车身结构与设计的相关分析
工装设计汽车车身结构与设计的相关分析蔡林耕（大连辽机路航特种车制造有限公司，辽宁 大连 116600）摘 要：本文分析了车身结构的设计要求，然后研究目前对车身结构的设计方法，最后讨论如何在设计中使用技术。
通过研究，帮助车身结构设计人员制定更加合理的车身设计方案，提升车身结构的设计水平。
关键词：汽车车身；结构；设计；分析引言：汽车的车身结构是汽车的主要组成部分，其设计的合理性会直接决定车辆安全性和舒适性，并且对消费者的选择也产生直接影响。
为此，就要对车身结构进行最为合理的设计，满足各方面的要求。
1 汽车车身结构的特点和设计要求1.1 汽车车身结构特点汽车车身是汽车的关键部分之一，在设计的过程中需要重点关注。
汽车车身应该能保证安全性和舒适性，尤其要让消费者和驾驶者在购买、驾驶的过程中能直观地感受到[1]。
目前汽车行业的车身结构以承载式车身为主，因为这类车身能够让驾驶者获得更加舒适的驾驶体验，同时也能极大程度地保证驾驶人员的安全，因此该结构在设计中被普遍使用。
1.2 汽车车身结构的设计要求目前的汽车车身结构设计中，主要采用轻量化的设计方法，对于车企而言，也要随着人们生活水平提升，消费者对汽车要求的提升，不断对汽车车身设计进行优化，满足消费者增长的需求。
因此，设计过程中要不断引入全新的设计理念，设计出更加轻便、成本控制更好的汽车车身，也要引入人性化设计思维，让消费者有更强的舒适感[2]。
因此，必须要在汽车车身结构的基础上来进行车身的设计，这样就能充分利用车身结构的特点，提升车身设计的可行性，在外观设计合理的情况下还满足结构的要求，满足消费者使用的需求，让维修、拆装、生产也更加方便。
1.3 汽车车身结构设计内容1.3.1 车身横梁的设计车身的横梁结构包括车身的顶盖横梁和底板横梁，对车身结构设计的过程中，车身横梁的性能决定了车身的抗侧碰能力，对车身的安全有着直接影响。
1.3.2 车身纵梁设计车身的纵梁包括前舱纵梁、顶盖边梁、地板纵梁、上边梁等等，纵梁和汽车的弯曲性能和正碰性能有关，提升纵梁强度能让汽车更好低于来自正面的冲击，保证汽车的安全。
车身曲面光顺与a级曲面评价标准
车身曲面光顺与A/B/C三级曲面评价标准1基本概念（1）A/B/C级曲面阐述A级曲面: 对于高可见区零件（外表面及仪表板上及前表面，门内饰板等），曲面的质量要达到大的特征面要达到如下所述的3阶曲率连续或3阶曲率以上连续,局部少可见区达到2阶曲率连续或2阶曲率以上连续. 特征面的连接和联结处或零件分块线处在高可见区要2阶曲率及2阶曲率以上曲率连续，少可见区特征联结处或不特别重要的零件分块线（缝隙处）区可小区域1阶曲率连续。
对于大曲面特征最好采用单一特征曲面，个别不能用一个面而必须用两个特征面拼接的高可见区大面，要努力争取三阶及三阶以上的连续，以使曲面质量达到较高水平。
在光顺A级曲面时，建议CAD软件中，Preference中精度误差Tolerance值设置小于等于0.001（一般用0.0001），角度误差小于0.1度(一般用0.01度)。
软件中默认值0.0254和0.5度只适合C级曲面。
B级曲面: 曲面的质量要达到少可见区域如下所述的2阶连续或2阶以上连续,局部极少可见区达到1阶连续或1阶以上连续. 或达不到A级要求的较好曲面。
软件中默认值改为0.01和0.1度适合B级。
C级曲面: 曲面的质量要达到小的极少可见区域如下所述的1阶连续或1阶以上连续,局部极少可见区达到0阶连续或0阶以上连续. 软件中默认值0.0254和0.5度适合C级曲面。
当然不重要的较小易成型零件可以考虑精度误差Tolerance值设置成0.05及1度，以便减少建模时间。
所有种类曲面，都要满足如下一些要求: 设计部门从美学角度通过的造型形状面数模要符合所有已知的结构工程、制造工程和人机工程标准及人类能力因素（Human Factors Criteria），并且要满足所有的模具制造工程和工装夹具的要求。
但在不改变造型风格基础上或造型能忍受的情况下，要尽力放宽曲面与测量点云之间的变化范围，以获得较好的曲面质量。
即光顺的罚值（Threhold）可以适当放大。
车身结构优化设计与性能分析
车身结构优化设计与性能分析一、前言汽车行业经历了长达一个世纪的发展，车身结构也随之不断进化。
从最初的单纯金属制造到现在的多材料结构，每一次的演变都让汽车更加安全与高效。
本文将从车身结构的优化设计入手，探讨如何提高汽车性能。
二、车身结构的优化设计1. 材料选择在过去，车身结构主要是由钢铁等金属材料构成，但现在随着新材料技术的不断发展，更多的新材料被应用于车身结构上。
比如碳纤维，它的强度和刚度比钢铁还高，同时它的重量却要轻很多，可以大大减轻汽车的整体重量，提高汽车的燃油效率和节能性能。
2. 结构设计车身结构设计需要考虑车辆的性能和安全性。
为了达到这些目标，工程师们通常会采用一些设计手段来确保车辆在各种条件下的安全性和性能。
例如，在汽车碰撞时，工程师必须确认车身结构能承受撞击力，并且车内乘客得到足够的保护。
设计车身结构时，还要考虑到气动以及流体力学特性，以确保汽车在高速行驶的过程中能够保持稳定的行驶。
3. 仿真计算与传统的试错方法相比，仿真计算可以更加快速而精确地对车身结构进行评估，减少时间和成本。
使用高效的计算机仿真软件，工程师们可以对施力、载荷、应力、扭矩和应变等因素进行详细的分析和优化。
在此基础上，设计出更加优异的车身结构，缩短研发周期，提高产品质量。
三、车身结构性能分析1. 刚度车身结构的刚度对于汽车牵引、平稳行驶、路面过滤等方面的表现有极大的影响。
由于车身结构的强度和刚度取决于材料和构造，在材料性能相同时，通过合理结构设计和优秀的组装工艺可以极大提高车身的刚度。
2. 强度车身结构的强度代表着汽车在受到外力冲撞时对撞击力的抵抗能力。
因此，提高车身的强度可以保证汽车在各种行业标准测试下的安全性能。
3. 抗拉能力抗拉能力是车身结构性能的一个重要指标，它代表了车身在受到拉力时的能力。
因此，车身结构的材料和结构设计需要具备足够的抗拉能力，以确保车辆在行驶过程中不易损坏。
4. 范德瓦尔斯力分析驾驶车辆时，车身的稳定性对乘客的感觉和安全性都是非常重要的。
汽车车身照明系统的设计与性能分析
汽车车身照明系统的设计与性能分析随着汽车工业的迅猛发展，车身照明系统作为汽车的重要组成部分，发挥着越来越关键的作用。
车身照明系统的设计与性能对于车辆的安全性、可视性以及整体车辆美观度有着重要影响。
本文旨在探讨汽车车身照明系统的设计原则、主要构成以及性能分析。
首先，汽车车身照明系统的设计应遵循以下原则：安全、可视性和美观。
安全性是车身照明系统设计的首要目标，包括保证行车过程中前后车辆的识别、行车意图的展示等。
可视性是指驾驶员能够清晰地辨认车辆、路面和周围环境的能力，因此，照明系统应提供足够明亮的光线。
美观性是指车身照明系统的布局和形式应与整车外观相协调，以提升整体车辆的审美价值。
车身照明系统主要由前照灯、尾灯、刹车灯、转向灯等组成。
前照灯是车辆在夜间行驶时的主要照明装置，常见的有卤素大灯、氙气大灯和LED大灯。
卤素大灯是传统的光源，其优点是成本低、照明效果较好，但能效较低，寿命相对较短。
氙气大灯是一种高强度放电灯光源，具有高亮度、低能耗、长寿命的特点，但价格较高。
LED大灯则是近年来较为流行的光源，其优点是能效高、寿命长、反应快、可调光等，但成本相对较高。
尾灯是后方车辆对于行驶车辆的重要指示和警告信号的显示装置，用于指示行驶状态、减速和停车。
常见的尾灯有普通尾灯、刹车灯和倒车灯。
普通尾灯主要用于指示行驶状态，通常为红色。
刹车灯在行车司机踩下制动踏板时亮起，用红色高亮度的光线提醒后方车辆发生制动操作。
倒车灯则是在车辆倒车时亮起，用于提醒周围车辆和行人。
转向灯是用于指示车辆转向意图的照明装置，通过闪烁来向其他车辆和行人传递车辆的转向意图。
转向灯通常安装在车辆两侧的位置，分为前转向灯和后转向灯。
前转向灯通常为橙色或白色，并安装在前翼子板上，用于指示车辆转向的方向。
后转向灯则位于尾灯内部，并与尾灯共用光源。
在性能分析方面，汽车车身照明系统的性能评价主要包括亮度、光色、能效和寿命等方面。
亮度是指照明系统所提供的光线强度，足够明亮的亮度可以提升行车可视性。
汽车车身设计总结报告
目录1. 汽车车身的发展趋势及其学习的重要意义。
(2)2. 汽车车身总布置设计的基本方法与过程。
(6)3. 汽车车身的基本结构。
(12)4. 汽车车身的有限元分析的基本方法及过程 (18)5. 汽车车身的尺寸工程。
(22)6. 汽车车身的冲压成形。
(23)7. 汽车车身的焊接。
(27)8. 汽车车身的同步工程。
(31)1. 汽车车身的发展趋势及其学习的重要意义。
汽车车身是实现汽车功能的重要系统，车身的设计与制造水平影响整车的动力性、平顺性、安全性、舒适性、经济性。
轿车车身很大程度影响汽车的质量和市场销售。
近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车安全性、舒适性、可靠性、耐久性和造型美观性的要求越来越高。
汽车车身不同于一般的机械产品，有着自身的特点和设计要求，而实际上，轿车车身在发展过程中，外形的演变最直观，最富有特色，主要经历 个阶段，分别为马车形、箱型、甲壳虫形、船型、鱼形、楔形、子弹头形。
年，德国工程师卡尔·本茨发明第一辆汽车，而最初的汽车车身基本上沿用了马车的造型，因此被人们称为没有马的“马车”，由于当时汽油机功率较小，一般为木制框架加装结构简单的敞开式车棚，后来，由于人们对乘坐舒适性的要求，车身加上了挡风板，挡泥板等多种辅助构件，图1-1分别为戴姆勒 号和奔驰 号，而奔驰 号为世界上第一辆以汽油机为动力的三轮汽车。
图1- 1马车形车身由于绝大多数马车形车身都是敞篷的，因此如果遇上刮风下雨天气，乘坐舒适性肯定会大打折扣，因此，在 年，美国福特公司生产出一种新型的 型车，如图车体类似于箱子，因此，人们将其称为“厢型车”，车身由一开始的简陋帆布篷发展到后来带有木制框架的厢型车身，这事车身外形设计的开端，厢型车车身高大，室内空间也比较大，然而其规则的外形也就决定了汽车在行驶的过程中会产生巨大的空气阻力，一开始，公司决定通过加大发动机功率，即由原来的单缸发动机转化为 缸、 缸、 缸，一路纵队排开，实际上，这种布置方式也即是我们通常所说的“直列式”，与此同时，发动机罩也随之变长。
汽车车身曲面光顺与评价方法共72页文档
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
汽车车身曲面光顺与评价方法
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
汽车车身曲面光顺中控制顶点的排列
汽车车身曲面光顺中控制顶点的排列随着科技的不断发展，汽车的设计也越来越注重美学，这也促进了汽车车身曲面的光顺化。
汽车车身曲面的光顺化能够提高车辆的空气动力学性能和外观美感，具有至关重要的意义。
而在汽车车身曲面的光顺中，控制顶点的排列显得尤为重要。
控制顶点，即表示汽车车身曲面的关键位置的点。
控制顶点的排列影响着车身的光顺度、曲率连续度等关键指标。
因此，在设计汽车曲面时，在决定控制顶点的排列时，需要考虑如下因素。
首先，需要考虑到车身曲率的变化。
车身曲率会随着曲线的变化而不断变化。
因此，在控制顶点的排列中，需要遵循曲率变化的规律，将控制顶点沿曲线分布，以确保车身曲面尽可能地光顺。
其次，需要考虑车身曲面的整体平滑程度。
在排列控制顶点时，需要考虑整车车身曲面的光顺程度和连贯性，避免控制顶点的过多或不足造成外观不自然的情况。
同时，还需要注意控制顶点的密度，不宜过于密集，否则可能会影响汽车整体造型的美观度。
第三，需要考虑车身细节。
在控制顶点的排列中，还需要考虑到车身细节部件的曲面，如车门、天窗、进气口等。
这些细节部件的曲面也需要光顺，为此，需要在它们的曲线中加入一些关键控制顶点以使其光顺。
最后，需要利用计算机辅助设计（CAD）技术进行优化。
在汽车车身曲面的光顺设计中，计算机辅助设计技术十分关键。
通过 CAD 技术，可以对控制顶点进行快速排列和优化，以达到车身曲面尽量光顺连续的效果。
总之，在汽车车身曲面的光顺设计中，控制顶点的排列是一个关键问题，需要遵循曲率的变化，考虑车身曲面整体平滑程度和细节，利用计算机辅助设计技术进行优化。
只有这样，汽车车身曲面才能光顺自然，更具美感和科技感。
作为汽车设计中最为关键的一环，汽车车身曲面的光顺设计在很大程度上决定了汽车外观的美感和风格，并且会对车辆空气动力学性能产生直接的影响。
在设计汽车车身曲面的过程中，控制顶点的排列是非常关键的一个环节。
控制顶点的排列决定了汽车车身曲线的光顺程度和连贯性。
汽车车身结构设计及成型工艺概述
汽车车身结构设计及成型工艺概述现阶段和未来的汽车工艺行业的发展面临着来自新能源汽车和以环境保护为主的压力，通过不断的技术创新和思维创新来开展汽车车身设计和工艺制造工作，有效的提高的汽车性能，充分保障汽车行驶时的舒适性以及安全性，有效的降低汽车油耗和减少可燃气体的排放，提高资源利用效率加快产品的更换。
1 车身的作用以及有关的结构特点我们都知道，车身的主要作用是用来载运乘客或者是货物的，其功能相当于一个临时住所或者是流动仓库，这个住所或者仓库是受到质量以及空间限制的，能够活动的建筑物，车身的具体作用需要分车型来确定。
对于轿车的车身来讲，其主要作用一般包括以下几点：其一就是车身是车的四大组成部分之一，对于汽车的整车功能来讲具有非常重要的意义，除此之外还能够提供更舒适的乘车环境，保护开车人的安全。
对车身进行设计还能够保障降低空气的阻力，加强轿车的美观性。
车身的特点主要集中在以下几个方面：其一就是制造车身的材料是十分多的；其二是车身外形的发展速度比较快，更新换代比较快。
车身结构特点主要集中在组成车身外形的各个零部件比较多，并且零部件的表面积比较大，形状比较复杂并且多为自由面。
2 汽车车身设计探究2.1 汽车车身的设计流程在对整个汽车进行开发的过程中，我们主要是从概念设计、产品设计、工艺设计最后将所有技术和理念转化为商品来实现汽车的整体开发。
车身设计是整个车的一个非常关键的因素，其需要用于整辆车的流程全面协调，与整车开发进行全过程和全系统的对接。
2.2 汽车车身设计需要兼顾的要素在汽车车身的设计过程中，我们需要考虑多个性能和要素。
主要涉及到汽车的全兴、耐久性、工艺、成本以及重量等等。
而NVH、安全性耐久性对于维护车身的性能尤为关键。
车身设计的质量标准需要在兼顾这些因素的基础上并确保各个权重比例以维持整体的平衡效果。
总之，我们的目的就是尽量用最低的成本和工艺以及重量来实现叫的耐久性和安全性等等，从而使得车身的功能和质量都得到保证，这对于人们的汽车性能使用是非常重要的。
- 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)。
二、车身光顺性分析
本文为确保所设计的车身光顺性较好，本人 通过调整曲率梳来保证曲线的光顺性，通过 截面曲率分析、环境映射分析、高光线分析、 斑马线分析来判断曲面的光顺性。
1、光顺的概念
到目前为止，光顺性仍然是一个模糊的概念。这是因为光顺 性涉及几何外形的美观性，难免受主观因素的影响，一般认 为直线、圆弧、平面、柱面、球面等简单几何形状是光顺的。 光顺是工程上的术语，包括光滑与顺眼两方面含义。光滑是 指空间曲线和曲面的连续阶，数学上一阶导数连续的曲线即 为光滑的曲线。而顺眼是人的主观感觉评价，不同的外形设 计人员按照同样的设计要求，可能设计出不同的曲线曲面， 看起来同样光顺。 车身外形曲线曲面的设计既要保证良好的空气动力学特征， 又要符合汽车造型的艺术原则，总是要求生产出的产品汽车 的外形是光顺的。
会特别擅长设计某一种车型，而乔治-亚罗所擅长的正是跑 车，也正是法拉利，成就了大师的声誉。法拉利599 GTB Fiorano是一款极富视觉冲击力的具有雕塑感的跑车。它的 造型如此多姿，每一个新的角度都反射出新的光线。它的形 体阐释了它那极致的运动风格，同时也保留了一份独有的精 致。看到红色法拉利599GTB，容易让人联想起传说中的赤 兔马，因为它的颜色，也因为它的奔马立标，更因为其流线 造型带来的速度感。 作为一款超跑，长时间的风洞测试和无数次模拟实验，使这 款新车具有极为出色的下压力和阻力特性。经过优化设计的 车身下底板、后部扩散器和飞拱结构使车辆在以300km/h的 速度疾驰时的空气阻力只有160kg。同样地，车辆的阻力系 数Cd仅为0.336。
轿车车身设计和光顺性分析
学校：安徽工程大学
学院：机械与汽车工程学院 专业：车辆工程 作者：陈龙
车身造型与汽车电子一起已经成为目前汽车
整车产品中最活跃的因素。造型是汽车的外 观，是汽车评价中最直观、最负感染力的部 分，好的造型对提高产品竞争力、反映企业 文化有着重要意义。光顺性好的车身不仅给 人一种美好的视觉享受而且使汽车获得更好 的动力性、燃油经济性,而且国内车企在车身 造型这块还很薄弱，国内车企车身造型 一般 都是请外国设计公司（德国、意大利）设计 的。因此，在车身造型这块还有很大的研究 空间，所以，我觉得跟肖老师一起研究轿车 车身设计和光顺性分析这个课题非常有意义。
spline1
spline2
在此处设置点 的切线方向
第八步：采用“plane”命令建立平面plane 2、plane3、 plane4如下所示：
ZX平面
plane3
plane4
plane2
第九步：采用“intersection”命令对四个平面：ZX平面、plane2、plane3、 plane4，其中每个平面分别跟五条曲线曲线1、translate2、translate3、 translate4、translate5求交点，得20个交点。分别把各个平面和曲线的交点用 “spline”命令连接成线得到spline3、spline4、spline5、spline6如下所示：
曲线3
NURBS曲线的光顺准则
a、二阶光滑性。 它包含两方面的内容:曲线的曲率连续和样条曲线在节点处曲率可能发生 跳跃，这时要求其节点处左、右曲率差的跃度之和应尽可能的小于某一 阀值。 b、不存在多余的拐点。 对曲线来说拐点肯定是有的，但只要设计者认可的即可。不能多于规定 的拐点数量。 c、曲率的变化应比较均匀。 一些曲线即使在不存在多余拐点的情况下，由于它的曲率出现骤增或骤 降时也会造成曲线的不光顺。此时必须增加保证曲线的曲率变化比较均 匀的条件。 d、没有多余变挠点。 变挠点与拐点类似，需要符合曲线的设计要求，多余的变挠点使曲线不 符合设计者的要求。 E、挠率的变化应比较均匀。 曲线即使在不存在多余变挠点的情况下，由于它的挠率出现骤增或骤降 时也会造成曲线的不光顺。sketch tracer模块 通过导入轿车图片并结合CATIA中的 Freestyle模块、Generative shape design 模块进行轿车车身造型。
1、车型选择
本文选择的车型是法拉利599GTB进行车身造型。 法拉利599GTB的外观由乔治-亚罗设计，任何一个设计师都
第四步：通过对所取点进行微调并结合曲率梳命令“porcupine curvature analysis”通过曲线曲率梳判断曲线的光顺性，经过不断重复微调曲线各个控制 点的位置使曲线1、曲线2、曲线3三条曲线的曲率梳满足曲线光顺的准则。各 曲线曲率梳情况如下所示：
第五步：采用“translate”命令对曲线2、曲线3进行偏置得到曲线 translate2、曲线translate3如下： translate2
spline3
spline5
spline6
spline4
第十步：采用“multi-sections surface”命令以曲线1、translate2、 translate3、translate4、translate5为主曲线，以spline1、spline2、spline3、 spline4、spline5、spline6为脊曲线形成车身曲面如下：
translate3
第六步：采用“symmetry”命令，以yz平面为镜像中心平面镜像translate2 和translate3，得到曲线translate4和translate5如下：
translate5 translate4
第七步：采用“spline”命令分别连接曲线1、曲线translate2、曲线translate3、 曲线translate4、曲线translate5的首末点并设置各点的切线方向得到spline1、 spline2如下所示：
2、车身三维建模过程
第一步：通过CATIA软件中的sketch tracer模块将法拉利599 GTB Fiorano车型的图片导入CATIA软件中。
第二步：将视图调整为前视图调整坐标系原点到前轮中心处
坐标系原点
第三步：利用“3D curve”命令取点成线得曲线1、曲线2、曲线3： 曲线1
曲线2