现代设计方法在汽车设计中的运用.
现代设计方法-汽车可靠性设计2019 共167页
设规定时间为 t ，产品寿命为 （随机变量）。
如果 t 表示该产品在时间内能够完成规定的功能。
在一批产品中， t 是一随机事件，发生的概率为
R ( t) P ( t)
( 0 t )
设有N件产品，从开始工作到时刻 t 发生的故障的件数 Nf(t)。
平均可靠度估计值
Rˆ(t)NNf (t) N
如发动机熄火，发动机工作不平稳，功率下降。注意，若产品工作 时的功能参数已漂移到规定的界限之外，即使仍能运行，也属于不 正常工作而视为“失效”，如6缸发动机只有2缸工作，汽车仍可正 常运行，也认为发动机发生故障。
1.3 产品可靠性的度量
1.3.1 可靠度R(t)与不可靠度F(t)
可靠度—产品在规定的条件，规定的时间内完成规定功能的概率.
50年代，R问题能愈更突出。美国军用雷达因故障不能工作时间达84%，陆军的电 子设备在规定时间内有65%~75%因故障不能使用，从此美国开始可靠性系统研究 工作。1952年，美国国防部成立了“电子设备可靠性咨询小组（AGREE）”，1957年 发表了著名的“军用电子设备的可靠性”报告，提出了在生产、试制过程中产品可靠 性指标进行试验、验证和鉴定的方法，以及包装、储存、运输过程中的R问题及要 求。这份报告被公认是电子产品可靠性工作的奠基性文件。至此，可靠性理论的研 究开始起步，并逐渐在世界范围内展开，可靠性工程开始形成一门独立的工程学科。
1.3.3 失效率λ (t)
工作到时刻 t 尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。 平均失效率估计值
ˆ(t)N [fN (t N tf)(t )N ]ft(t)N t[N 1 f(N t)f(t)]f(t)1 1 F (t)R f( (tt) )
《现代设计方法》课程教学大纲
现代设计方法》课程教学大纲课程代码：020232025 课程英文名称：Advanced Design Methods 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：车辆工程能源与动力工程装甲车辆工程大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标现代设计方法是汽车类专业的一门重要的专业基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握优化设计和有限元的基本理论和方法，同时通过一些工程实例的研究，培养学生分析和解决工程问题的能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本概念、理论和方法，运用这些理论分析，解决工程实际问题，并达到如下要求：1．掌握现代设计方法的基本概念、理论及发展趋势。
2．掌握优化设计理论的基本概念、建模方法、搜索方法和无约束问题、有约束问题的求解方法等内容，使学生能够用优化设计方法解决设计中的实际问题。
3．掌握有限元方法的基本理论和方法，在此基础上，能够熟练使用大型工程软件进行实际的工程设计和计算。
（三）实施说明本课程主要包括两部分内容：机械优化设计、有限元方法。
教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。
根据本专业特点，教师应结合本专业的实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。
课程的教学目标通过讲授、课后作业和后续的实践课程三个环节来实现。
教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。
（四）对先修课的要求在学习本课程之前，必须先修完《线性代数》、《理论力学》、《材料力学》等课程。
（五）对习题课、实验环节的要求本课程的主要难点就是在较短的学时内使学生掌握机械最优化设计方法和有限单元法的基本概念、方法和具体步骤。
因此根据课程的基本概念，思想和方法应用及典型的工程问题，选择安排一定的习题，习题通过课堂练、讲相结合和课后作业完成。
现代设计方法及其应用
现代设计方法的应用为了保证设计质量、加快设计速度、避免或减少设计失误，并适应科学技术发展，使设计工作现代化，引发了现代设计方法的研究。
现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。
它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。
产品设计是以社会需求为目标，在一定设计原则的约束下，利用设计方法和手段创造出产品结构的过程。
市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料不断涌现，推动了设计方法和技术的进步，产品设计从传统的经验设计进入现代设计。
现代设计的特征是以计算机技术为核心（这是现代设计的主要特征），以设计理论为指导。
传统设计：以生产经验为基础，以运用力学和数学形成的计算公式、经验公式、图表、手册等为依据进行。
随着理论研究的深入，许多工程现象不断升华和总结为揭示事物内在规律和本质的理论，如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲劳理论、润滑理论等。
现代设计方法：是基于理论形成的方法。
用这种方法指导设计可减小经验设计的盲目性和随意性，提高设计的主动性、科学性和准确性。
因此，现代设计是以理论指导为主、经验为辅的一种设计。
以计算机技术为核心对设计产生的影响的表现：①设计手段的更新：推动了设计手段从“手工”向“自动”转变。
②产品表示的改变：推动了产品表示从“二维”向“三维”的转变。
③设计方法的发展：促进了新设计方法出现，高性能的计算机硬件和先进的软件技术是这些方法实施的保证。
新设计方法有：限元分析、优化、模态分析、并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。
④工作方式的变化：促进了设计方式从“串行”到“并行”的变化。
⑤设计与制造一体化⑥管理水平的提高：产品设计是一个复杂的系统工程，设计过程中涉与大量设计数据和设计行为的管理。
数据库技术的发展改变了传统的手工管理模式，各种PDM系统的广泛应用大大提高了设计的管理水平，保证了设计过程的高效、协同和安全。
⑦组织模式的开放：传统的局限于企业内部的封闭设计正在变为不受行政隶属关系约束的、多企业共同参与的异地设计。
现代汽车设计理念和技术创新研究
现代汽车设计理念和技术创新研究一、引言随着人们生活水平和经济水平的提高，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具之一。
而作为汽车的制造者，汽车设计理念和技术创新水平的提高也变得尤为重要。
本文将主要探讨现代汽车设计理念和技术创新研究的相关问题。
二、国内外汽车设计理念的发展汽车设计理念包括整车造型、车辆空气动力学、座椅舒适性等方面。
在国内和国外，汽车设计理念的发展历程各不相同。
1、国外汽车设计理念的发展早在20世纪初，汽车造型设计已经呈现出不同的风格。
20世纪50年代，欧洲车型逐渐被美国车型所取代。
但是在20世纪70年代以后，欧洲的汽车设计理念又重新占据了主导地位。
现代汽车设计理念的发展也是基于传统车型的改良和突破。
2、国内汽车设计理念的发展中国的汽车设计起步较晚，到20世纪60、70年代才有了国产汽车的设计制造。
但是由于产业链不完善，技术人才不足等因素，中国的汽车设计在形态等方面还比较单一，整车造型上相对较为保守。
三、现代汽车技术创新研究1、动力总成技术在国内，汽车生产厂家越来越注重动力总成技术的研究和开发，力求提高汽车动力性能、降低油耗和排放等。
2、智能化汽车控制技术智能化汽车控制技术是指通过计算机、网络通信等多种技术手段将汽车智能化，使汽车能够实现无人驾驶、智能导航、远程诊断等功能。
3、汽车轻量化技术轻量化技术是指通过优化材料、减少汽车质量等方式降低车辆重量，从而提高汽车的燃油效率和行车性能。
四、结论如今，人们的生活离不开汽车，汽车成为重要的工具。
而在汽车制造业中，汽车设计理念和技术创新研究已成为行业内不可缺少的一部分。
随着中国汽车工业本土创新能力的提高，相信中国汽车在未来的发展中也会和国际汽车同步发展。
现代汽车的设计方法
现代汽车的设计方法现代汽车的设计方法是一个复杂而综合性的过程，它涉及到多个方面，包括外观设计、车身结构设计、动力系统设计、内饰设计、人机工程学设计等等。
现代汽车的设计方法主要可分为以下几个步骤：1. 市场调研：在设计一款新车型之前，汽车设计师需要进行市场调研，了解消费者的需求和喜好。
这样可以使设计师更好地把握市场需求和潮流趋势，确保设计的产品能够满足消费者的需求。
2. 概念设计：在进行市场调研后，设计师会进行概念设计，包括外观造型、车身结构、车辆比例等。
概念设计是一个创意过程，设计师需要将市场需求和自己的创意相结合，形成独特而富有吸引力的设计方案。
3. 造型设计：在概念设计确定后，设计师会进行具体的造型设计。
这一过程涉及到外观线条的塑造、曲线的修饰、细节的雕琢等。
设计师需要运用各种设计软件和工具，如CAD、CAM等，来实现设计图纸的绘制和模型的制作。
4. 工程设计：在完成造型设计后，设计师需要进行工程设计，包括车身结构设计、动力系统设计、底盘设计等。
这一步骤需要考虑到安全性、可靠性、乘坐舒适性等方面的要求。
设计师需要与工程师紧密合作，确保设计方案的可行性。
5. 内饰设计：在设计过程中，内饰设计也是非常重要的一环。
内饰设计需要考虑到人机工程学、乘坐舒适性、功能性等方面的要求。
设计师需要和工程师、人机工程学专家等密切合作，确保内饰设计与整车设计相协调。
6. 原型制作：在设计方案确定后，设计师会制作原型车或3D打印模型。
通过原型的制作，设计师可以更好地了解设计方案的实际效果，并进行调整和改进。
原型制作是设计过程中的一个关键环节。
7. 试制和测试：在原型制作完成后，设计师会进行试制和测试。
这一步骤涉及到车辆性能测试、安全性测试等，以确保设计方案的可靠性和安全性。
8. 生产准备：在设计方案得到验证和完善后，设计师需要进行生产准备。
这一步骤涉及到工艺设计、生产工艺准备、供应链管理等。
设计师需要和工程师、生产经理等密切合作，确保设计方案能够顺利投入生产。
现代化设计方法的典型案例
现代化设计方法的典型案例随着科技的不断发展，现代化设计方法在各个领域得到了广泛应用。
这些方法旨在提高设计效率、优化设计质量，并降低设计成本。
本文将介绍几个典型的现代化设计方法，并分析其在实际应用中的效果。
一、数字化设计数字化设计是现代化设计方法中最常见的一种，它通过计算机辅助设计（CAD）软件来实现。
CAD软件能够快速、准确地完成设计任务，提高设计精度和效率。
数字化设计的典型案例包括汽车、飞机、建筑等领域的设计。
例如，在汽车设计中，数字化设计使得汽车零部件的制造精度和效率得到了显著提高，同时也降低了制造成本。
二、人工智能辅助设计人工智能技术的发展为设计领域带来了革命性的变革。
人工智能辅助设计（AI-Design）通过机器学习、深度学习等技术，能够自动识别设计问题、生成解决方案，并不断优化。
这种方法的典型案例包括智能家居、智能交通、智能医疗等领域的设计。
例如，在智能家居设计中，人工智能辅助设计能够自动识别家居环境中的各种因素，并据此进行智能化的控制和调节，提高家居生活的舒适度和便利性。
三、绿色设计随着环保意识的不断提高，绿色设计已成为现代化设计方法的重要组成部分。
绿色设计旨在降低产品设计对环境的影响，包括减少能源消耗、降低废弃物排放等。
绿色设计的典型案例包括电子产品、建筑材料等领域的设计。
例如，在电子产品设计中，绿色设计能够降低产品的能耗和废弃物排放，提高产品的可持续性和环保性。
四、模块化设计模块化设计是一种将复杂产品分解为多个可重复使用的模块的设计方法。
这种方法的优点在于能够降低设计成本、提高生产效率，同时也有利于产品的升级和扩展。
模块化设计的典型案例包括智能硬件、可穿戴设备等领域的设计。
例如，在可穿戴设备设计中，模块化设计能够将不同的功能模块进行组合和替换，以满足不同用户的需求，提高产品的灵活性和适应性。
综上所述，现代化设计方法在各个领域的应用已经取得了显著的成效。
数字化设计提高了设计的精度和效率；人工智能辅助设计为设计领域带来了革命性的变革；绿色设计降低了产品设计对环境的影响；模块化设计则有利于产品的升级和扩展。
现代汽车造型分析与设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计现代汽车造型分析与设计周超 潘铎上汽大众汽车有限公司 上海市 201805摘 要： 随着人们的日益增长的物质需求与汽车业的蓬勃发展，汽车造型设计越来越受到人们的关注。
汽车造型的设计可以体现其内在的情怀与深远意义，为汽车品牌争取到更多客户，优秀的汽车造型也可以引起顾客的情感共鸣。
本文基于现有的一些现代汽车造型进行多方面的分析，对其进行归纳总结，从而为汽车制造提供设计的灵感。
关键词：汽车造型 造型设计 设计艺术近些年随着国内居民的消费能力的提升，顾客越来越重视汽车造型相关设计。
虽然我国相比于国外在现代汽车造型设计方面开始的更晚，但目前汽车造型设计正在快速发展，汽车销售市场涌现出越来越多造型各异的车型。
汽车具有优雅流畅的线条更容易获得顾客的青睐，汽车造型也作为汽车的一种价值属性被赋予文化和品味标签。
所以探究现代汽车何种造型具有艺术美感，能够打动顾客的造型设计有哪些，这具有重大研究意义。
1 汽车造型的演变汽车造型设计过程中，需要考虑的是机械与人机工程学、空气动力学等要素。
机械工程学主要是考虑汽车造型中涉及的机械传动、气液压、机械制造等，体现在汽车材料、生产工艺方面。
人机工程学则主要考量客户心理、生理及人体测绘等，体现人对汽车的身体与心理需求方面，进而对其进行评估活动。
空气动力学则主要考量汽车运行中的平稳性、操作感、气动噪声等。
这些要素综合起来形成了汽车造型设计相关基础理论，作为汽车设计更符合时代需要的初步指导。
汽车造型经过了马车形、箱形、流线型、船形、鱼形、楔形等历史演化过程。
在当今新时期，对于汽车造型已不满足于只考虑其中一种要素，而是三种要素同步开展研究，综合纳入设计考量[1]。
这样才能既满足于汽车功能的更好实现，同时被大众审美所接受，造出更接近于理想的现代汽车造型。
2 现代汽车造型设计要点2.1 统一、变化在汽车造型设计中，变化与统一指其在基于多种要素基础上，采取既能表现规律性又内含一定变化的组合结构，使得多种要素之间对立与统一达到一个平衡，使其设计中体现可变而不乱，统而不僵的艺术水平。
汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用
汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用对于汽车制造商和设计师来说，设计一款坚固、耐用且安全的底盘车架是至关重要的。
在现代汽车设计过程中，有限元分析技术（Finite Element Analysis, FEA）被广泛应用于底盘车架设计中，以保证其结构的可靠性和性能。
本文将探讨有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用，并介绍其在结构优化、材料选择和碰撞安全等方面的重要作用。
有限元分析技术是一种计算求解结构力学问题的数值分析方法，通过将底盘车架分割成有限个小单元（有限元），借助计算机进行离散化求解，从而得到车架在外力作用下的应力、应变、位移等力学响应。
这一计算模型可以准确描述车架的力学特性，并预测其结构行为。
首先，有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用之一是结构优化。
通过对车架的有限元模型进行各种负载条件和约束条件的分析，设计师可以确定哪些局部区域受到最大的应力，从而确定哪些地方需要加强或重新设计。
例如，在汽车底盘车架的连接点和受力集中的区域，可以使用有限元分析来评估应力分布情况，以确保其强度和刚度满足设计要求。
此外，有限元分析还可以帮助设计师优化车架的减重设计，在保证结构安全性和刚度的前提下最大限度地降低车重，提高燃油经济性。
其次，有限元分析技术在材料选择方面也发挥着重要作用。
通过在有限元模型中引入不同材料的特性参数，设计师可以比较不同材料组合的效果，选取最佳材料以满足设计要求。
例如，比较不同材料的强度、刚度、耐腐蚀性等特性，以在保证结构安全性的前提下选择最轻最强的材料。
这种材料选择的优化可以有效地提高整个车架的性能，并且在节约成本的同时提高车辆的可靠性和可维护性。
最后，有限元分析技术在碰撞安全方面也具有重要意义。
通过对车架在碰撞事故时的有限元分析，设计师可以模拟和预测车辆受到冲击后的结构变形、应力分布和吸能能力等。
这对于汽车碰撞安全的设计和评估非常重要。
通过有限元分析的结果，设计师可以根据不同碰撞力的作用方式，合理设计车架吸能结构，以保护车辆内部乘客的安全。
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现代设计方法在汽车设计中的运用
1关于现代设计方法含义的简要阐述
据实践调查发现，与以往传统设计方法相较来说，现代设计方法具备鲜明层次特点。
例如：以往传统汽车设计只能通过数学理论和动力系数获得最终设计方案，而现代设计方法可借助最先进电子设备, 准确找出设计期间存在的问题，进而利用计算机软件将其有效解决。
随着社会经济的不断发展，越来越多先进电子设备开始应用到汽车设计中，通过对变速器和发动机的精准管控，不仅能极大简化汽车设计难度，还能尽可能在最短时间内提出一个相对完善设计方案［2］。
经过反复实践CAD软件应用己逐渐趋于成熟化，拥有较多数据库，如汽车设计零件，甚至是较健全系统，在汽车设计过程中可根据自身实际需求选择恰当零件，借此极大缩短汽车设计时间。
由此可知，将现代设计方法应用到汽车设计中不仅能缩短设计期限，提高汽车设计工作效率，确保设计具备适应性和经济性优势，还能确保设计完成的汽车更加满足汽车市场需求，推动我国汽车行业朝更好方向前进。
2现代设计方法在汽车设计中的具体应用
1）人机工程应用。
通常可将该方面内容分为两点进行阐述。
第一，汽车座持设计。
在进行汽车造型设计时出现频率最高的便是座椅近似弧而设计形式，往往该种设计可对人体起到良好支撐作用，尤其是身体两侧和大腿部分。
人体头部则可保证颈椎呈现自然放置状态, 避免因长时间停留对颈椎带来不利威胁。
汽车结构设计期间应确保满足以下原则：①汽车座椅尺寸大小应根据人体尺寸严格把握，主要将舒适性放在首位；
②汽车座椅应具备调节功能，便于满足不同类型人乘坐需求；③根据座椅分布不均匀原则，可在座椅设计时重点考虑到人体背部和腰部支撑科学性。
同时汽车座椅设计时还要保证位置和形状充分满足两个支撑点要求，其中一个支撐点设置在距离人体第4~5胸椎高度上，通常为肩靠，而第二个支撐点则需设置在腰部位置，通常为腰靠。
其中肩靠设计可很好缓解乘坐人的颈椎压力，腰靠则能保证人体在正确坐姿情况下腰部曲线不发生任何变形情况，并且汽车座椅的采购选择还应尽可能具备无DU、耐用及阻燃等优势，因座椅材料是汽车的主要减震元件，所以为确保乘坐人员感受到舒适性应选择适宜靠背或是坐垫，进而为汽车操作舒适性提供良好保证，可为驾驶人员提供广阔视野范围。
另外还应为汽车脚踏板等操作元件提供充足操作范围，进而便于更好满足其提出的便利性要求［2］。
第二, 汽车设计过程中，方向盘大多都为圆盘形状，很符合人们的常规性使用习惯，直径大小在19mm〜27mm之间，并且圆形盘还具备结构简单，工艺性能较佳及适应性较强等特点。
同时方向盘上还包括众多使用功能，如车载电话、音响控制等，不仅能使驾驶人员在手不离开方向盘基础上顺利完成驾驶任务，还能避免因驾驶分心出现安全事故隐患。
可能对汽车设计方向盘设置产生影响的三大要素如下：①汽车坐垫表面和方向盘之间的最短距离；②汽车方向盘最边缘位置到人体中心的最短距离；③方向盘最下边缘到人体大腿中心和汽车座椅靠背的最短距离等。
2）虚拟技术应用。
虚拟技术主要是指在进行汽车产品设计时, 确保整个
设计流程都能以计算机虚拟形式展现出来，进而能在计算机设备上实现
产品设计工作。
例如：借助计算机技术可将汽车外观、形状及颜色等设
计完成，随后再利用计算机模拟手段选择合理汽车零件和设施设备，最
终设计结束后可在计算机上看到整体设计成效。
这种设计方法不但能避免出现较大人力、物力资源浪费现象，还能适当简化设计流程，通过计算机设备得到较为科学设计方案，针对设计生产过程中的各项步骤展开针对性分析，避免出现难以估计损失后果［3］。
当前现代设计方法中
最常见的应用软件便是UG,可将汽车设计涉及到的所有数据信息全部整合到一起，并且各个模块中都储存设计数据, 形成了一个庞大数据库，
一旦其中任意数据岀现变化，那么其他数据也将随之改变。
同时该软件还具备较强三维设计技术，不仅能将汽车内部和外部构造真实展示出来，还能将内外部设计成效反映出来，帮助人们对汽车市场有一个更深入掌握，针对汽车结构、性能及外观等不断创新优化，在此基础上更好满足人们对汽车需求。
3结束语
总之，现代汽车设计方法不仅能缩短设计期限，还能大大提高汽车设计工作效率，并且借助虚拟仿真技术准确找出汽车设计期间存在问题，促使汽车整体舒适性和安全性得以增强。
就当前情况来看，无论是汽车设计技术水平还是应用设备，均与国外发达国家存在着明显差距，若想改善这一局面，应积极将现代设计方法应用其中，促使汽车设计性能得到提升，进而汽车使用寿命也能得到延长。