摩托车数字化设计与开发技术
现代设计理论与方法
现代设计理论与方法学生姓名：学号：指导老师：班级：摘要本文通过介绍现代设计理论及方法的反求工程技术，并应用实例进行了说明与解释。
一、现代设计理论及方法简介现代设计方法是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。
它运用了系统工程，实行人、机、环境系统一体化设计，使设计思想、设计进程、设计组织更合理化、现代化，大力采用许多动态分析方法，使问题分析动态化，实际进程、设计方案和数据的选择更为优化，计算、绘图等计算机化。
所以人们常用动态化、优化、计算机化概括其核心内容。
现代设计方法包括可靠性设计方法，优化设计方法，反求设计方法，绿色设计方法，虚拟设计方法等。
这里重点介绍反求工程设计。
二、反求工程技术的基本概述1、反求工程出现和发展的时代背景二次大战中，几十个国家卷入战祸，饱受战争创伤。
特别是战败国，在二战结束后，急于恢复和振兴经济。
日本在60年代初提出科技立国方针：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”，其中在汽车、电子、光学设备和家电等行业上最突出。
为要国产化的改进，迫切需要对别国产品进行消化、吸收、改进和挖潜。
这就是反求设计（Inverse Design）或反求工程（Inverse Engineering），这两者是同一内涵，仅是不同国家的不同提法。
发展到现在，己成为世界各国在发展经济中不可缺少的手段或重要对策，反求工程的大量采用为日本的经济振兴、进而创造和开发各种新产品奠定了良好基础。
实际上，任何产品问世，包括创新、改进和仿制的，都蕴含着对已有科学、技术的继承和应用借鉴。
因而反求思维在工程中的应用已源远流长，而提出这种术语并作为一门学问去研究，则是60年代初出现的。
2、反求工程的含义反求工程是综合性很强的术语，它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有新产品进行解剖、深化和再创造，是已有设计的设计，这就是反求工程的含义，特别强调再创造是反求的灵魂。
逆向设计
汽车逆向设计众所周知，汽车的研发需要大量资金的积累、技术的积累、人才的积累。
我国汽车业尚没有形成很强的研发能力，很多专家认为：过去多年我们走的开发思路，一是完全自主开发，一切从零开始，这种开发思路实践证明不成功，因为我们没有那么大规模支持，更没有那么多的技术、管理积累；二是图省事，简单“拿来主义”，购买技术，这样技术永远掌在别人的手里，不可能形成自主开发能力。
逆向工程技术就是迅速解决提升我们汽车车身研发水平重要手段之一。
我们提升汽车自主开发能力，赶上世界水平唯一的办法，必须采取站在巨人的肩膀上，要消化、吸收、改进、创新。
韩国、曰本都曾经走这条路，他们不是简单的把别人的车拿来装配，而是真正地消化、吸收，通过消化、吸收学习，缩短与世界水平的差距，逐步培养起自己的自主开发能力，因此成为今天的汽车开发世界强国。
逆向工程技术正是消化、吸收先进技术重要方法之一，尤其在车身开发方面，逆向工程技术是送我们走上巨人肩膀的强大武器。
我们福田公司车身开发人员正是利用这先进技术开展了欧曼重卡车身的研发，并取得了成功一.逆向设计的概念1.逆向工程（ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述2.在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。
这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。
逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。
简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。
从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。
因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。
逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。
基于Image ware和UG的摩托车覆盖件曲面逆向设计
２ 数据预处理
受 测 量 设备 、测 量 方 法和 周 围环 境 的 影 响 ，获 得 的
点 云 数 据 不 可避 免 会产 生 误 差 ，因此 ，点 云 数据 处理 是
逆 向设计 的一 项 重要技 术环 节 ，它决 定着 后续 曲面构 造及
图２ 按 曲率划分 的点云
图 １ 点 云 经 过 去 噪 处 理 后 的 数 据
２２ 点 云稀疏 和数 据分块 【 ． ３ 由于 原 始 点 云 数 据 量 较 大 必 须 精 简 ，Ｉ ｇ ｒ 软 ｍａ ｅｗａｅ
件 中 可 以 使 用 的 点 云 简 化 方 法 有 ： 匀 采 样 （ ｎｆ ｍ 均 Ｕ ｉｒ ｏ
这 些 点 删 除 。用 Ｉ ｇ ｒ 开 原 始 点 云数 据 文 件 ，通 ｍａ ｅｗａｅ打
过 将 点云放 大和 转化 角度 的方 法对数 据进 行检 查 ，对 于坏
点 多的 区域 可 采 用 Ｍｏ ｉ —Ｅ ｔ ｃ ＿ ｉ ｌ Ｓ ｌｃ 命 令 清 ｄｆ ｙ ｘｒ 卜 ｃ ｒ ｅ ｅｅｔ ａ ｃ 除 ，对 个 别明显 的点可 用 Ｍｏ ｉ ｓ ａ ｉｅ Ｐｃ ｌｔ ｄｆ ｙ ｃ ｎＬｎ ｉ Ｄｅｅｅ ｋ Ｐ ｉｔ 命令 剔 除 。图 １ ｏｎｓ 所示 为点 云经过 去噪 处理后 的数 据 。
征 并进 行 点删减 ， 要将 曲率变 化较 大 区域 点 的位置 保 留。 但 对 测量 数据 分块 ，可使 后期 的 曲面 局部 修正 变得 更方 便灵 活 ，有利 于提高 精 度 。具 体 的数据分 割 原则是 数据 块
并 导入 到 Ｕ Ｇ软 件 中构 建 自由形 式 的 复杂 曲面 三维 模 型 。
ABS原理及在摩托车上的应用
论文分类号 U461.6 单位代码 10183 密级内部研究生学号 2994109吉林大学硕士学位论文ABS原理及在摩托车上的应用ABS Work Principle and Application in Motorcycle作者姓名卢智勇专业车辆工程导师姓名方泳龙及职称教授论文起止年月: 2001年3月至2002 年5 月提要ABS的使用能够提高车辆制动时的安全性目前国外汽车ABS的生产和应用都有了很大的规模在我国自90年代以来随着国内汽车工业的快速发展ABS在轿车上的应用增长很快ABS在摩托车上的应用出现在80年代其发展前景很好本文对以下问题作了介绍和探讨1介绍了ABS的工作原理从滑移率附着系数和附着力等基本概念出发分析了车轮的受力说明了车轮的抱死过程ABS就是结合先进的机械技术和电子技术使实际的制动过程接近于理想制动本文还介绍了采用逻辑门限值控制方法进行制动防抱死的控制过程2介绍了ABS的基本结构及其工作过程ABS一般由轮速传感器电子控制器液压调节器组成基本工作过程都可分为常规制动过程保压过程减压过程和增压过程ABS按控制通道可分为四通道系统三通道系统二通道系统和单通道系统3介绍了摩托车用ABS系统到目前为止国外已开发了多种型式的摩托车ABS系统可分为1电子式防抱死装置2电机驱动式ABS3机械式防抱死装置4介绍了国产摩托车装备的两种机械式ABS一种称为M/ABS文中介绍了其结构测定了其输入输出特性分析了该装置的工作原理认为该ABS用来防抱死有很大的局限性另一种称为MABS文中同样介绍了其结构测定了其输入输出特性分析了其工作原理揭示了其工作局限性目 录题 要第一章 绪论 …………………………………..………………...第一节 防抱死制动系统ABS ……………………….第二节 ABS 的产生与发展 …………………………….… 第三节 ABS 在国外的生产厂商…………………………... 第四节 我国ABS 的发展生产和应用现状…………….. 第五节 ABS 的分类 ……………………………………..… 第六节 ABS 的发展前景………………………………….… 第七节 本文研究内容与意义………………………….…… 第二章 ABS 基本原理……………………………………………第一节滑移率和附着系数…………………….…………… 第二节汽车制动与车轮的旋转………………………….… 第三节理想的制动控制过程…………………….………… 第四节 ABS 的控制方法 ……………………………...……111335668810131419192127303031第三章 ABS 的基本结构及工作过程………………...………… 第一节 ABS 的组成及作用 ……………………………… 第二节 ABS 的工作过程………………………………..… 第三节 ABS 的控制通道…………………………….…..… 第四章 摩托车用ABS ……………………..…………………… 第一节 摩托车用ABS 的工作原理……………………..….. 第二节 摩托车ABS 的型式……………………..…………..第五章 国产摩托车装配的两种ABS (36)第一节预设压力为门限值的M/ABS .............................36 第二节 可变容积机械式MABS . (41)第六章结论 (46)参考文献 (48)致谢摘要ABSTRACT第一章 绪论第一节 防抱死制动系统ABSABS 是防抱死制动系统的英文缩写其全称是 Antilock Breaking System 或Anti-skid Breaking System .使用该系统在制动过程中自动调节制动力防止车轮抱死以取得最佳制动效果汽车制动时一旦某一车轮上的制动力达到路面极限附着力的数值该车轮就被抱死不转由于汽车惯性作用抱死的车轮就在路面上滑移这时轮胎与路面之间的纵向附着系数相对最大值大约降低1/31/4而横向附着系数接近于零这样在汽车的行进方向由于不能利用最大制动力汽车的制动距离不能达到最短同时如果前轮抱死在制动时欲躲避障碍而试图转向或在弯道上制动时尽管操纵转向机构使前轮偏转但由于附着系数为零而不能产生地面对前轮的侧向作用力汽车将沿车轮抱死前的方向滑移使汽车失去转向能力如果后轮抱死在侧向力作用下后轮就发生侧滑使汽车失去方向稳定性容易发生汽车驶出车道的危险如果前后轮同时抱死汽车不仅丧失转向能力而且失去方向稳定性车轮被抱死还导致轮胎局部急剧磨损降低轮胎的使用寿命由此可见车轮抱死的常规制动方式弊端很多ABS 防抱死制动系统能把车轮的滑移率控制在一定范围内可充分地利用轮胎和地面之间的附着力有效地缩短制动距离显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性避免车轮抱死时易出现的各种交通事故使制动器的效能发挥到最佳状态ABS 是目前世界上普遍公认的提高汽车安全性的有效措施第二节 ABS 的产生与发展ABS 装置最早应用在铁路机车和飞机上当时人们发现如果铁路机车的制动强度过大车轮就会抱死并在道轨上滑行由于道轨和车轮的磨擦就会在车轮外圆上磨出一些小平面小平面产生后,车轮就不能平稳地旋转而产生噪声和振动为了防止这种现象的发生1908年J.E.Francis 设计了一种装置把它安装在机车上以后意外发现制动距离也缩短了1948年美国的Westinghous.Air Break 公司开发了铁路机车专用的ABS 装置飞机着陆时如果制动强度过大车轮抱死导致轮胎磨损严重有破裂的危险如果跑道上结冰车轮打滑难以保持直线行驶性能飞机会产生侧滑或旋转等不规则运动为了防止这种危险情况的出现1945年在一些喷气式飞机上应用了ABS 装置接着1948年波音公司生产的B 47飞机装上了Hydro Aire公司的ABS 初期产品目前在北美规定所有的民航飞机都须安装ABS1954年 美国Ford 公司首次把法国生产的民航机用ABS 应用在林肯牌轿车上这次试装以失败告终但揭开了汽车应用ABS的序幕到1965年制动防抱死装置开始安装在汽车上进行了路试1968年底它在英国成功地安装在半挂拖车机组的牵引头的后轮上并投入实际运营从60年代末到70年代中期在欧洲和北美有福特Ford凯尔塞.海伊斯Kelsey Hayes,克莱斯勒Chrysler,本迪克斯Bendix等公司对ABS作了有益的探索性研制这期间由于技术条件的限制整个进展过程缓慢到70年代中期电子电路的数字化集成化技术日渐成熟这为ABS的开发提供了有利条件博世公司与梅塞德斯奔驰公司合作研制成采用大规模数字集成电路的三通道ABS成功地装于1978年的Mercedes-Benz车型上该系统可靠性高成本适中因而得到了广泛的推广和应用这也增强了各大公司研制开发ABS的兴趣和信心到80年代初期欧美各国包括日本都加速了新的防抱死装置的研究和应用制动防抱死装置性能更好结构更简单使用更可靠性价比更高80年代中期以后借助电子控制技术的迅速进步制动防抱死系统反应更灵敏成本更降低安装更方便维修更容易价格更容易被中小型家用轿车所接受ABS的普及率迅速升高为了更有效地普及ABS技术许多国家制定了相应的法规来加以促进1987年欧共体颁布的法规规定自1989年起欧共体成员国汽车厂凡申请新车型许可证时该车型必须装备ABS禁止未装备ABS的车辆进口日本也规定从1991年10月起所有大型货车均须装备ABSABS的普及率已达到了很高的成度1995年美国ABS的普及率达到了90 1998年在德国市场上销售的882种汽车中只有50种沒装ABSABS在摩托车上的应用比较晚直到90年代德国宝马公司率先把它装备在自己生产的K系列摩托车上目前德国本土生产的宝马摩托车已全部装备了ABS后来日本的本田公司也在摩托车上配备了ABS最近雅马哈摩托车配备ABS的信息也已被报道第三节 ABS在国外的生产厂商目前,ABS的生产厂在国外有10多家,几个大公司情况如下:1博世 (BOSCH)公司博世(BOSCH)公司是世界上最大的电子产品公司,也是汽车ABS的发明研制单位,拥有ABS的各种专利,是世界上最具实力的ABS厂商. 博世公司目前的ABS已发展到采用微型混合电路的ABS5.5ABS5.72凯耳西.海斯(Kelsey Hayes)公司1986年该公司推出后轮防抱装置EBC成本很低用于各种轻型货车和厢式车1990年该公司的EBC2型ABS产量就达到800万辆份达到了经济规模 3戴维斯Teves公司该公司目前是美国ITT公司的子公司是一家世界著名的制动器生产厂商西欧以及美国的多家汽车厂装用该公司的ABS4本迪克斯Bendix公司该公司是世界著名的大型制动器生产商总部设在底特律该公司生产轿车货车及挂车使用的ABS其产品售往美国法国和意大利的各家公司5德尔科Delco公司该公司是美国通用汽车公司的电子产品分部德尔科的ABS起步较晚近年来德尔科在ABS方面大量投资产量迅速上升已成为通用汽车公司ABS的主要供应者6格林Girling公司英国的卢卡斯.格林公司是传统的货车制动器生产商在货车ABS方面处于领先地位7日本电装公司该公司是世界第二大汽车电子企业日本最大的ABS企业其技术是购买Bosch公司的专利日本ABS公司是日本空气制动公司与Bosch公司的合资企业第四节我国ABS的发展生产和应用现状我国从事ABS研究始于70年代当时长春汽车研究所采用逻辑控制电路对液压制动的轻型货车进行道路防抱死制动试验80年代中期交通部重庆公路研究所研制成了FKX-AC1型防暴抗侧滑装置试验结果表明提高了操纵性和稳定性湿路面上也缩短了制动距离但不能满足左右分别为高低附着系数对开路面的性能要求1985年二汽技术中心引进了西德Knorr公司生产的数模混合电子控制ABS并在EQ140中型货车上进行了装车测试达到了防抱制动的要求1989年清华大学汽车工程系开始了液压ABS系统在BJ213吉普车上的应用研究目前清华大学已经研制了两代ABS产品并在分析Bosh ABS和Bendix的基础上开发研制了ABS软件在此基础上还进行了Bosh ABS和南京IVECO旅行车以及Bendix与克莱斯勒吉普车的匹配工作1995年由原机械部汽车司召开了汽车零部件国际研讨会ABS被宣布为我国汽车三大关键零部件发展项目之一目前我国生产ABS的企业有1. 上海汽车制动系统有限公司该公司是上汽(集团)总公司和德国大陆特威斯(Continental Teves)的合资企业,双方各占50%股份,是国内目前唯一一家生产电子式汽车防抱制动系统的企业该公司主要ABS产品是MK20适用于自重3.5吨以下采用液压制动的各种汽车1998年至2001年四年的时间内已成功地完成了桑塔纳2000世纪新秀帕萨特捷达小红旗夏利等10个车型ABS制动系统匹配设计和应用开发结束了国内不能自行开发匹配ABS制动系统的历史该公司将在2002年下半年生产由大陆特威斯公司于2001年10月批量生产的MK60ABS该公司计划于20032004年对ABS 电控单元ECU和阀体国产化到2005年使ABS国产化率达到802江苏天宝电子集团徐州汽车安全系统有限公司该公司最近自主设计开发了一种电子式ABS TB-ABS441该系统4轮独立控制已在桑塔纳上试装效果较好我国汽车上ABS的装备情况1.桑塔纳2000采用美国ITT公司是德国Teves公司的母公司的MK20型ABS2.上海别克轿车采用Delph.Delco公司新近开发的DDC7型制动防抱系统3.红旗牌CA7200E3和CA7220AE型轿车装备美国凯尔海斯公司ABS4.奥迪100200装备有ABS5.本田雅阁也装备了四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS6.亚星奔驰YBL6920H YBL6100H大客车有ABS可供选装国产摩托车上还没有真正的ABS应用第五节 ABS的分类从不同的角度可把ABS分成不同的种类1.按结构分类1机械式ABS机械式ABS的特点是结构紧凑价格低缺点是控制不够精确性能不高该类ABS在轿车和摩托车上都有应用其中最著名的是英国格林公司生产的SCS型机械式防抱装置2机电一体化的ABS这是目前广泛使用的ABS由车速传感器电子控制器压力调节器等组成控制性能好可靠性高2.按控制方法分类.电子式ABS按控制方法的不同可分为以下两类1采用逻辑门限值控制的ABS该方法在技术上已非常成熟目前获得广泛应用的ABS几乎全部采用逻辑门限值控制方法2)采用现代控制方法采用这种控制方法的ABS由于技术与经济方面的原因还处于研究阶段没有达到实用化的程度3 按控制通道分类1)四通道系统在每个车轮各设置一个转速传感器并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节装置并对四个轮进行独立控制2)三通道系统三通道ABS对两个前轮进行独立控制对两个后轮按低选原则进行一同控制该布置有利于行驶稳定性目前大部分轿车采用该种布置方式3) 双通道系统双通道系统主要用在摩托车上前后轮心分别安装传感器独立控制能够实现最佳控制方式4) 单通道系统单通道系统一般对两后轮按低选原则一同控制主要作用是提高汽车的制动方向稳定性目前在轻型货车和轿车上应用广泛4.按制动压力调节装置与制动主缸和制动助力器的结构关系分类1) 分离式ABS分离式ABS的特点是压力调节装置与制动主缸制动助力装置在结构上是分开的2)整体式ABS整体式ABS的特点是压力调节装置与制动主缸制动助力装置成为一体结构紧凑目前大部分汽车上使用的ABS是整体式的第六节 ABS的发展前景ABS从出现到目前在汽车摩托车上的广泛使用已经历了半个世纪的发展过程到现在为止ABS系统的总体结构方案已趋于成熟要进一步扩大ABS的应用范围并把ABS各方面性能指标提高到最佳状态今后的研究工作将集中在以下几方面1.减小体积降低重量ABS是为提高车辆的安全性而增加的装置车辆重量也会随之增加对燃料经济性不利因此必须尽量减少ABS的重量另外不论哪种车型发动机的安装空间都是非常有限的因此也要求ABS控制器的体积尽可能的小些2.实现精确控制目前得到广泛采用的是采用门限值式逻辑控制算法的ABS其缺点是调试困难在个各车型间的互换性差随着传感器技术的发展采用各种现代控制算法的ABS 将成为主流使ABS的性能更加完善3.实现多功能综合控制与防抱制动系统有关和类似的控制系统由综合成一体的趋势博世公司早在1987年就推出了ABS/ASR把防抱制动和驱动防滑结合起来1996年博世公司提出了车辆动力学控制系统VDC的概念在ABS ASR的基础上加入了侧向稳定性控制等新的内容并推出了相应的产品日本丰田公司开发了ABS制动系统监控轮胎气压监控的集成控制系统第七节本文研究内容与意义ABS在汽车上的应用已是非常成熟但在摩托车上的应用还处在发展中势头很猛1988年德国宝马公司率先在K100车上装了ABS目前德国本土生产的所有宝马摩托都已配备了ABS在日本本田公司雅马哈公司生产的摩托上制动系统更是紧随着汽车制动技术的发展而不停发展在应用ABS上进步很快我国的摩托车产量目前已居世界第一但技术水平还比较低随着中国加入世贸组织中国的摩托车将和世界级企业在同等条件下竞争因此将摩托车的技术水平迅速搞上去已成为当务之急在中国的摩托车企业中对真正意义上摩托车ABS 的研究几乎是一片空白但市场有对带ABS摩托车的需求目前许多厂家生产的摩托车配置一种所谓的ABS在业内引起了很大争论本文力图通过对ABS基本原理典型结构的分析形成一种对ABS的客观正确的认识能够对国际上摩托车ABS的应用情况有一定了解通过对国产摩托车上一些机械式ABS的试验分析澄清一部分混乱认识能够对在将来的实际生产中应用ABS起到技术上的引导作用第二章ABS基本原理在驾驶员汽车和环境三者所组成的闭合系统中汽车与环境之间的最基本联系是轮胎与路面之间的作用力由于汽车的行驶状态主要是由轮胎与路面之间的纵向作用力和横向作用力决定的因此驾驶员对汽车的控制实质上是在控制车轮与路面之间的作用力但是车轮与路面之间的力必然受到轮胎与路面之间附着力的限制而汽车的转向运动和抵抗外界横向力作用的能力则主要受车轮横向附着力的限制附着力与附着系数和滑移率有着密切的联系ABS 就是通过一系列方法控制轮胎与地面之间的滑移率从而达到理想制动效果的装置第一节 滑移率和附着系数1滑移率 汽车在制动过程中车轮在路面的运动是一个边滚边滑的过程车轮未制动时车轮可认为是纯滚动状态当车轮抱死时车轮在路面上的运动处于纯滑动状态滑移率定量描述车轮的运动状态,表明车轮滑动成分的多少滑移率的定义为%vr v o o 100××=ωλ 2.1式中—— 车轮中心的速度即汽车本身的速度r —— 车轮的滚动半径—— 车轮的角速度在纯滚动时=r 滑移率=0 在 纯 抱死拖滑时=0 =100%边滚边滑时0<<100%所以滑移率的数值表示了车轮运动中滑动成分所占的比例滑动成分越多滑移率越大2附着系数人们把附着系数分为纵向附着系数x和横向附着系数y 影响附着系数的因素中滑移率起着重要作用从本世纪20年代以来世界上有许多汽车工程师通过大量的路面试验和实验室台架测试来研究xy 与的函数关系到目前为止基本上搞清楚了影响纵向附着系数和横向附着系数的诸多因素这些因素可归纳为四大类路面因素R 轮胎因素T 汽车因素V 和制动工况因素M 即x = fx (R,T,V,M,) (2.2)y = fy (R,T,V,M,) (2.3)路面因素包括路面基础路面材料路面宏观不平度路面微观粗糙度路表面的覆盖物如灰尘油污水雪冰等等路面横向坡度路面的曲率等当汽车行驶时这些因素随时在改变轮胎因素包括轮胎尺寸及其比例帘布层结构轮胎的径向切向侧向刚度胎压台面花纹及其磨损程度轮胎类型四季胎夏季型还是冬季型等对于给定的汽车轮胎这些因素可以认为在制动过程中保持不变汽车因素包括整车质量悬挂质量整车质心位置轴距前和后轮距每个车轮的动态载荷车身绕其质心的转动惯量各个车轮的转动惯量转换到驱动轮上的转动惯量车轮外倾角悬挂装置的类型和性能转向系统的类型和性能制动系统的类型和性能等在制动过程中这些参数有的保持不变例如车轮的转动惯量有些随时间而变例如作用在各个车轮上的动载荷有些参数在一定条件下是变化的如悬挂质量有些参数改变甚微可看作是不变的如轴距等制动工况因素包括车速制动踏板动作速度车辆行驶轨迹风速及其作用方向侧向力和制动器的温度等所有这些参数在制动全过程中都随时而变上述诸因素确定时纵向和横向附着系数即可表达为车轮滑移率的函数:x = fx ()(2.4)y = fy ()(2.5)这一函数关系相当典型如图21所示从图中可图2 1 附着系数与滑移率特性以看到在滑移率小于p时纵向附着系数随着滑移率升高而升高在p 时达到最大滑移率大于p 时纵向附着系数开始降低侧向附着系数随着增大而持续降低3附着力和地面制动力汽车附着力的大小决定于轮胎所受的载荷及轮胎与道路间的附着系数附着力和附着系数的关系为FtϕFz=×(26)式中Fz 作用在轮胎上的地面垂直反作用力之和Ft 轮胎路面之间的附着力附着系数地面制动力F b是制动时路面对车轮作用的一个向后的力,这个力迫使整个车辆产生一定的减速度,这个力越大,制动距离就越短最大地面制动力取决于附着力,它们之间的关系是Fb Ft (2.7)汽车与路面之间的附着力愈大则制动时能够提供的地面制动力愈大制动效果愈好反之附着力愈小制动时车轮愈容易与路面打滑制动效果愈差第二节汽车制动与车轮的旋转汽车制动时制动强度过大就会出现各种危险的运动状态本节对车轮的旋转运动作一简单的介绍作为汽车制动附着力产生的基础图2 2 车轮的减速度和加速度1 车轮减速度和加速度如图22所示对正在旋转的车轮施加制动随着制动压力的升高在车轮旋转的相反方向上将产生制动力矩轮速减小并产生滑移制动完全解除时制动力矩消失车轮从滑动状态恢复到滚动状态即车轮速度逐步增加至汽车速度像这种在单位时间内轮速增加或减少的变化量叫做车轮的加速度或减速度一般讲制动强度越大车轮减速度越大在滑动状态下解除制动越快车轮加速度越大2车轮减速度和特性汽车制动时影响车轮旋转的主要因素是制动力矩和车轮转距所谓的车轮转距就是作用于轮胎和地面之间的地面摩擦力使车轮向制动力矩相反方向旋转的力矩如图23所示它的大小取决于车轮载荷W车轮半径r和即地面附着系数. W.r车轮转距2.8图2 3 制动力矩和车轮转距在静态下W和r是定值车轮转距与成正比两个力矩的大小决定了两种旋转状态制动力矩大于车轮转距时轮速降低车轮减速度与制动力矩和车轮转距之差成正比制动力矩小于车轮转距时轮速增加车轮加速度与车轮转距和制动力矩之差成正比用车轮转动方程式表示上述关系则I d dt=x . W. r T B 2.9式中d dt__车轮旋转角加速度;I___车轮转动惯量;T B___制动力矩图24是汽车制动后车轮减速过程与典型的特性的关系对汽车施加制动后制动压力上升制动力矩随之增加车轮速度开始降低滑移率和车轮转距即x增大可以认为在滑移率达到P之前车轮转距和制动力矩是同步增长的因此一般认为该阶段车轮减速度和制动力矩增长速度成正比但是继续增大制动力矩滑移率超过P时如前所述x反而下降车轮转距随之减小与制动力矩之差急剧增大最终使车轮速度大幅度减小直至车轮抱死这期间的车轮减速度非常大图2 4 车轮抱死过程根据这个过程可以得出如下的结论滑移率达到P 之前能够通过制动力矩即通过制动压力来控制车轮稳定旋转超过后车轮转速对制动力矩很敏感不能通过制动压力来控制车轮的旋转车轮很容易抱死 P如果把制动过程的滑移率控制在P处则x可以保持最大值那么制动以缩短距离可这是因为 制动距离汽车开始制动时的初速度2/2X .g 滑移率始终保持在P 处侧向附着系数y 也可保持较大值能够确保汽车方向的稳定性和操纵性如图24所示如果滑移率超过P则车轮就很容易抱死所以把0P叫做稳定区域p100叫做非稳定区域,如图25所示 图25 稳定区域和非稳定区域第三节 理想的制动控制过程从上述事实可以看出 图26所示的制动过程是最理想的制动开始时让制动升压力骤即距离最短这种制动控制称为最佳控制 达到最大P 的时间T 最小当T 0时制动滑移率达到P 的时间。
反求技术(28)
反求技术伍顺（机自13102班201315010228）随着计算机技术的飞速发展，在反求设计中应用计算机辅助技术可大大缩短新产品开发周期。
在实物反求设计中，尤其是象一些汽车覆盖件、叶片等自由曲面零件，计算机辅助设计已具有广泛的应用。
一、计算机辅助实物反求设计计算机辅助实物反求首先要对实物进行参数、形体测量，然后计算机根据测量数据重构出实物的CAD模型。
具体过程如下：1）对象数字化（object digitization）：指利用相关的测量设备，根据产品模型测量得到空间拓扑离散点数据，并将测量结果以文件或数据库的方式存储。
【1】对象数字化是实物反求设计中最基本的、必不可少的步骤，通常采用三坐标测量机、三维激光扫描仪、三维数字化仪、物体多角度照片等数字化方法来快速、准确地获取数据。
当得到了较完整的采样数据以后，可通过三维图形处理技术将采样数据以三维图形的方式显示出来，得到直观简略的产品结构外形。
此外还需要对测量数据作些编辑处理，比如删除噪声点、增加必要的补偿点，数据分割、压缩等。
【2】 2）对象的模型重构（object modeling）：指根据空间拓扑离散点数据反求出产品的三维CAD模型，并在产品对象分析和插值检测后，对模型进行逼近调整和优化。
3）对象分析（object analysis）：指将模型和设计表征用于产品的表面分析、有限元分析和工艺分析，并将分析结果以文件或数据库的方式存储起来，以备其他模块检索调用。
【3】4）对象加工（object manufacturing）：根据分析结果生成NC加工代码，并在NC设备上将反求对象加工出来。
5）对象检验与修正（Inspection & Modification）：采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重构的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的设计要求。
随着计算机技术的飞速发展，在反求设计中应用计算机辅助技术可大大缩短新产品开发周期。
冲压工艺的分类及特点
冲压工艺的现状及其发展姓名：xxx 学号：xxx冲压工艺介绍：冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。
冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。
冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。
冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。
由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。
冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。
热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。
冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。
生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。
冲压材料：冲压用材料与成形技术是冲压加工过程的两个重要组成部分。
冲压加工质量不仅与冲压工艺文案、模具结构及制造精度有关，还受冲压材料的直接影响而不同。
为了生产高质量冲压制件，必须正确选用合适的冲压材料。
但实际上，冲压用材料往往是根据其使用性能及其生产纲领所选定的，这时，则要求冲压工艺方案和模具结构必须与选定材料相适应。
因此，必须深入了解所用冲压材料的成形性能，才能正确制定冲压工艺方案并合理设计制造相应的冲压模具。
金属板料的化学成分、组织对塑性加工的影响，如随着含碳量增高，板料变硬变脆等。
冲压工艺的种类：冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。
分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。
CAE
中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司数字化仿真(CAE)解决方案通力有限公司2006-8-14目录1概要 (3)2UGS PLM Solutions数字化仿真解决方案的独到之处 (4)多CAD有限元建模和可视化工具 (4)快速而高效的有限元建模能力 (4)新一代的有限元模型管理技术—装配有限元（AFEM） (6)广泛的求解技术 (6)3NX NASTRAN —提供工业标准的有限元求解器 (6)4UGS PLM Solutions数字化仿真解决方案应用 (8)零部件受力分析 (8)动力性能分析 (8)动力分析 (8)结构优化 (9)5UGS PLM Solutions CAE实施平台 (9)CAE工程的基本框架 (9)CAE工程功能的实现 (10)附录A UGS PLM DSS产品介绍 (11)附录B HyperMesh功能介绍 (19)附录C UGS公司介绍 (24)附录D 通力有限公司（UFC）介绍 (27)2 页共29 页1 概要UGS PLM Solutions提供完整的、世界一流的数字化仿真解决方案，帮助用户优化产品开发的全过程，以满足产品严格的质量和性能要求。
随着计算机硬件的飞速提高和数值计算技术的不断进步，数字化仿真技术在各个行业的应用不断向纵深发展，其地位与作用也变得十分重要，在国外CAE作为一个必备的工具，许多企业都有专门的CAE分析队伍，而在国内CAE 也在被重视，如铁路机车车辆、汽车、航空航天。
CAE（计算机辅助工程）分析是采用虚拟分析方法对结构（场）的性能进行模拟（仿真），预测结构（场）的性能，优化结构（场）的设计，为产品研发提供指南，为解决实际工程问题提供依据。
CAE和其它诸如信息化产品最本质的区别在于：其它信息化产品让企业降低了成本，而CAE为企业产品产生了高附加值，真正能为现代企业创造高额利润，这才是提高企业核心竞争力的关键所在。
CAE在优化结构设计、提高产品质量、减少试验样品、缩短产品研发周期、降低产品成本等方面发挥了巨大作用，取得了明显的经济效益。
工艺的内容
工艺的内容一、概述：工艺是一种通过对物质进行各种加工和变换以达到预定要求的一种技术和方法。
工艺是生产和制造中的一个重要环节，是将原材料转化为成品的过程，也是实现自动化生产的重要手段。
二、工艺的基本要素：（一）原材料：工艺加工的原材料是各种成品、半成品、原材料等。
（二）设备：设备是支撑工艺加工的核心部分，包括传动系统、输送系统、工作机构等。
（三）技术：技术是工艺加工中最核心的要素之一，涵盖了生产流程、工艺路线、工艺参数等。
（四）环境：环境指的是工艺加工过程中的各种物理和化学因素，包括温度、湿度、气压、氧气含量等。
（五）人员：人员是工艺加工的重要组成部分，包括工人、管理人员，以及各类技术专家等。
三、工艺的分类：（一）物理加工工艺：物理加工工艺是通过对物质的物理性质进行加工，包括机械加工、磁性加工、气体加工等。
（二）化学加工工艺：化学加工工艺是通过对物质进行化学反应，包括氧化、还原、酸碱反应等。
（三）热加工工艺：热加工工艺是通过对物质进行加热和冷却等过程进行加工，包括加热、热冲击、淬火、退火等。
（四）生物工艺：生物工艺是通过利用生物体的生命活动进行加工，包括酵母发酵、细胞培养、基因改良等。
四、工艺的基本流程：（一）工艺方案设计：工艺方案设计是针对不同的生产要求，制定出相应的工艺加工方案。
（二）实验验证：实验验证是对工艺方案进行检验，以确定方案的可行性和有效性。
（三）工艺参数设定：在确定方案的基础上，对工艺参数进行设定，包括加工温度、加工速度、工作时间等。
（四）工艺加工：根据设定的参数，进行实际操作和加工。
（五）产品检验：对加工出的产品进行检验，确定产品是否符合要求。
五、工艺的应用：工艺广泛应用于以下领域：（一）机械制造：包括机床制造、汽车制造、摩托车制造等。
（二）电子制造：包括半导体制造、电子器件制造、电路板制造等。
（三）化工制造：包括合成材料制造、化肥制造、制药等。
（四）食品加工：包括酿造、烘焙、肉类加工等。
基于知识工程的工艺技术经验传承管理
1引言知识管理是企业提高竞争力的关键性因素，知识管理水平也将成为衡量企业管理能力的重要指标。
知识管理不再是简单的知识存储、开发和应用，而是通过企业员工之间的知识塑造和相互交流，从而实现知识管理的理论体系和管理方式的改变和创新，知识管理和企业创新的有机结合，是知识经济背景下企业发展的必然选择。
随着航空结构件传统制造向数字化制造方式的转变，零件的加工越来越依赖于工艺技术，特别是基于数字化制造技术MBD技术的发展，传统的凭经验完成工艺准备的模式已不能适应发展需求。
唯有通过知识工程建设，搭建知识管理平台，将多年的技术经验显性化、模块化、标准化，并通过平台知识传承共享、模板智能复用等方法达到快速提升工艺技术能力，以及快速响应工艺研制等效果。
2工艺技术经验传承现状及问题工艺技术工作涉及面广，由工艺方案设计到各类工艺技术资料编制、发放，生产协调、技术推进等方面，要求不但要对机械加工非常熟悉，还得了解热工艺、特种工艺等知识，同时还需熟悉各种类型制造技术条件[1]。
工艺技术经验传承的问题具体表现在以下方面：第一，部门内部学习培训效果不佳。
工艺技术人员主要在各个部门进行轮岗学习，由于学习内容不成体系，培训过程并没有相应的教材或指导书，前辈交流经验也是零散的知识点，培训管理相对比较松散，导致学习效果不佳，达不到理想的效果。
第二，“师带徒”口口相授，培养周期长。
在传统的制造企业，往往采用“师带徒”的方式进行经验的传承，如采用“一带一”或“一带基于知识工程的工艺技术经验传承管理The Inheritance Management of the Technological ExperienceBased on Knowledge Engineering徐彤（航空工业成都飞机工业（集团）有限责任公司，成都610092）XU Tong(AVICChengduAircraft Industrial(Group)Co.Ltd.,Chengdu610092,China)【摘要】随着知识经济时代的发展，知识成为价值创造的主要来源，而市场的迅速变化、客户需求的多样化、新技术层出不穷，都要求企业不断推陈出新，具有快速创新和响应的能力。
CAE能力建设
采用模拟计算手段以及虚拟样机仍存在障碍
“除了试验工程师，每个人都相信试验结果,
同时
除了计算工程师，没人相信CAE分析的结果”
Mike Racicot
计算和试验必须同时采用以借助各自的优势来优化产品质量
AVL 先进模拟技术
3/1/2006 | Page 18
成功地将CAE分析集入产品开发流程
内容
面临的挑战 CAE分析的重要性及其价值 CAE组织机构的建立 CAE分析集入产品开发流程的案例 结论
提高的对产品性能的认识 100%
锁定的生命周期的费用
对产品性能的认识
通过以下手段提高对产品性能的认识: 在早期引入专家意见和有关信息 搜集类似产品资料 通过模拟分析建立并确认对开发产品的认识 应用评估和优化对产品进行设计优化 ...
Concept
Layout Design
Detail Design
Production Dev.
模拟计算可由 设计工程师 和 测试工程师 完成 使用模拟工具的经验较少 由于设置计算模型时出错的可能性很高结果 就很 可能存在问题 对结果的解释有可能不对 ☺ 开发出容易使用的计算软件和流程有助于克 服这些弱点
Design Team
Test Team
AVL 先进模拟技术
3/1/2006 | Page 21
AVL 中国
成功地将CAE分析集入产品开发流程
STC Opening Ceremony Shanghai, on 6 Nov. 2003
首席代表 首席代表 Michael D. Michael D. Laske Laske
北京办事处 北京办事处
上海办事处 上海办事处
重庆办事处 重庆办事处
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Ξ 收稿日期:2008-03-06
基金项目:重庆市科技攻关项目(CSTC,2005AC3033).
作者简介:杨波(1981—),女,四川内江人,硕士,主要从事机械制造方面的研究.
摩托车数字化设计与开发技术Ξ杨 波(重庆科技学院,重庆 400042)
摘要:对国内外摩托车制造业数字化技术应用情况、最新发展应用的CAD/CAE/CAM/PDM技术、计算机辅助工业设计技术和逆向工程技术作了介绍,并以某款摩托车的外观改形开发为例,介绍了基于逆向工程技术的摩托车快速数字化设计方法.
关 键 词:摩托车;数字化;逆向工程中图分类号:TH112 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2008)04-0018-05
TechnologyofDigitalDesignandDevelopmentforMotorcycleYANGBo(ChongqingUniversityofScienceandTechnology,Chongqing400042,China)
Abstract:Introductionismademainlytothepresentstatusofmotorcycleproductdigitalmock2uptechnolo2gyathomeandabroad,andthenewlydevelopedandnewlyappliedtechnologyofCAD/CAE/CAM/PDMtechniques,computeraidedengineeringdesigntechniqueandinverseengineeringtechnique.Thedevelop2mentofappearancereshapingofamotorcycleistakenasexampletointroduceinverseengineeringtechnolo2gy2basedrapiddigitaldesignmethodformotorcycles.Keywords:motorcycle;digitaldesign;inverseengineering
1 国内外摩托车制造业数字化技术应用现状 制造业是一个国家的支柱产业,制造业的发展水平直接反映出国家经济和科技的发展水平.以信息技术为主导的现代科学技术的迅速发展,推动了全球经济的高速增长,也推动了制造业和产品数字化设计技术的快速发展.传统的制造业在面临巨大挑战的同时,也发生了极其深刻的重大转变,出现了并行设计、协同设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计、职能设计等多种设计方法,数字化、集成化、网络化、智能化也成为了产品设计模式的必然发展方向.
改革开放刺激了我国摩托车工业的迅猛发展,目前,我国摩托车产量已超过1200万辆,成为世界上最大的摩托车生产国.伴随人类对物质文明和精神文明的不断追求,摩托车工业设计向节能、环护和安全舒适的人性化方向发展,数字化设
第22卷 第4期Vol.22 No.4重庆工学院学报(自然科学)JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScience)2008年4月Apr.2008计技术将成为摩托车工业技术现代化的基础性技术.利用计算机及网络环境技术,以虚拟产品模型为核心,实现摩托车产品的数字化设计,是提高我国新产品自主开发和技术创新能力,缩短开发周期,加速产品更新换代,加快从摩托车生产大国转化为摩托车生产强国的重要手段.摩托车数字化设计技术需集成现代设计制造过程中的多项先进技术,包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、计算机辅助工业设计(CAID)、虚拟样机技术、逆向工程技术、知识工程技术(KBE)、快速原型制造(RPM)技术、标准化技术等,贯穿产品设计、分析、制造全过程,是一项多学科的综合技术.传统的产品开发是以实物样车(机)为开发平台,所有零件设计完成后,制造出手工样件来进行试装配,根据样件试装的结果判定设计缺陷,然后再回到设计环节进行修改,如此循环往复.该过程中各设计功能小组之间是相互独立的,各自完成自己的工作,然后进行检验、修改,因此工作的反复性很大,设计周期较长,人力、物力、财力浪费严重.目前,国内大部分以出口为主的摩托车生产企业仍然采用仿制实物样车(机)的模式进行产品开发,即主要依靠在原型样件的基础上,对样件的标志性特征进行增加或删减,同时转化为二维图样作为进行技术交流的依据,即使有的企业采用了计算机辅助二维绘图,但它只是二维图样的计算机表达式,还不能完全起到指导生产的作用.虽然计算机辅助绘图大大节省了图样修改的时间,但仍然要依靠实物样车(机)进行产品开发.有的企业已经采用三维建模技术对一些复杂产品建立数字化模型,以便于进行CAE分析和CAM加工,但CAE分析手段单一,临界条件设置经验非常匮乏[1-2].2 CAD/CAM/CAE/PDM技术 CAD/CAM/CAE技术是数字化设计与制造技术的核心,是实现计算机辅助产品开发的主要工具.产品数据管理(PDM)技术集成并管理与产品有关的信息、过程,及人与组织,实现分布环境中的数据共享,为异构计算机提供了集成应用的平台,从而支持CAD/CAE/CAM系统过程的实现.
PDM是实现并行过程协同工作的重要基础.国外一些先进的机械制造企业,在日益激烈的全球化市场竞争中,纷纷采用了先进的产品数字化设计与管理技术.例如,美国福特汽车公司在1995年就提出了“福特2000计划”,投资上亿美元,旨在采用先进的CAD/CAE/CAM/PDM(C3P)技术,并于1998
年推出了第1辆全部采用C3P技术开发的轿车“FOCUS”,开发周期从原来的34个月缩短到24个月.该车型在欧洲和北美市场上的销售量也超过了其他同类车型,为企业创造了巨大的利润.
摩托车结构件的传统设计是采用统计、类比和经验相结合的仿制方法.该方法对摩托车结构件缺乏准确分析判定能力已经成为摩托车最高端产品设计的瓶颈.以三维CAD/CAE/CAM为核心的计算机辅助设计、工程分析、辅助制造技术,已成为新产品开发不可缺少的现代技术手段.摩托车制造业在新产品开发过程中广泛的采用三维实体、曲面、实体与曲面混合建模的技术,建立零部件的三维数字化模型,并逐步向全数字样机DMU
方向发展[3].
CAE技术的应用也从关键零部件(如,车架、覆盖件、灯具等)的强度、刚度、模态分析,向整机的工作原理仿真和性能评估分析发展;在CAE分析方法中,结合许多领域的专业知识,形成了专业化的CAE分析评估系统,如汽车、摩托车产品开发中的发动机燃烧分析,NVH分析,悬架刚度、强度及振动分析,整车的动力响应分析,零部件的优化设计、冷却系统的流场、温度场、应力场的多场耦合分析等.
CAM技术的应用已从简单的零件、工装模具的辅助制造,向复杂曲面零件,大型复杂模具三维型面的NC加工、加工过程仿真发展,现代CAM技术成为新产品的试制、工艺工装制造提供了先进的数字化加工手段.
PDM技术是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术,核心是对产品
91杨 波:摩托车数字化设计与开发技术 全生命周期进行管理,取得综合效益.该技术有更快的反应速度,更好的质量保证,更优质的服务,更低的成本,更有效的产品型谱建设,能更合理地把握更新换代的切入点.PDM技术可以使企业内各种人员迅速了解企业业务流程,知晓自己在企业的地位,逐渐养成从全局出发考虑其从事的工作的习惯,减少不必要的过程,以实现企业降低成本的目的.3 计算机辅助工业设计 与其他机械产品相比,摩托车工业的外观设计是摩托车知识产权的重要内容.摩托车百年来的发展已形成公认的几大类型,不同厂家的各种类型的摩托车的外观越来越接近.因此,在设计具有自主知识产权的摩托车时,重点是摩托车的外观形态特征部位,主要指覆盖件、灯具、车座、油箱等用来与其他同类摩托车外观相区分的外饰部位.摩托车设计时,应根据其使用特点,使摩托车的形体构成符合美学法则,具有适宜的色彩配置、表面质感和肌理,吸取自然美的精华,把握社会时代的审美潮流,创造出符合使用者审美观的外观造型[4].现在,摩托车外观设计普遍采用的设计流程为:概念草图→效果图→基本车体制作→1∶1胶带图→油泥模型制作→覆膜→定型.由于油泥模型的制作存在制作周期长、成本高、不利于进行多方案比较等困难,加之对环境温度和湿度要求也较高,因此容易产生裂纹或起皱,保存时间不能太长.另外,油泥模型制作与数字化体系割裂开来,需要通过逆向工程建立产品的CAD模型,加之效果设计、油泥制作、数字化设计往往是由不同的人员完成,这将延长设计周期,增加设计误差.采用计算机工业设计技术(CAID)将使这一现状得到改善.目前,CAID对于早期的创意表达仍然比较棘手,对于概念设计中定性的、模糊的、非精确的信息难以非常准确地描述和处理,无法达到设计师追求的高度.目前使用的一些三维工业设计系统(如Alias/WavefrontStudio,UG/NXShapeStudio,Pro/ECDRSCATIA等软件)与传统的CAD/CAM软件相比,更注重自由化曲面的建立与操纵,有更高的艺术表面创建能力,能提供丰富的材质、纹理、光源等表现工具,可以通过接口或直接将数字化模型传给CAD/CAM系统.对于汽车、摩托车这类投资较大,外形要求很高的产品,直接建立三维模型,通过屏幕所显示的影像同真实环境相比,还是有着相当的差距的,缺乏对空间感、质感的真实把握[5].因此,一般在利用CAID做完三维造型设计
后,还需要再加工实物模型进行验证、修改.将CAID技术引入摩托车工业设计后,设计模式将改为:概念草图→效果图→美学面型→三维概念模型→数控加工模型→模型修改→喷漆→定型.与油泥模型制作不同的是在效果图完成后直接建立三维概念模型,然后进行数控加工.
随着CAD、人工智能、多媒体、虚拟现实等技术的进一步发展,计算机辅助工业设计技术与其他计算机辅助技术最终必将建立起统一的产品设计支撑体系[6].摩托车设计将最终取消实物模型
验证阶段,实现与工程设计的数字化集成.
4 逆向工程 逆向工程(ReverseEngineering)又叫反求设计,
是从实物原型样机或样件快速获取三维数字信息和工程信息的一系列工作方法和技术的总和[7].
自改革开发以来,我国在经济技术发展中非常重视应用逆向工程对国外先进技术进行引进和研究,并且取得了显著的效果.据统计,世界各国70%以上的技术源于国外,逆向工程的使用可使产品研制周期缩短40%以上,极大地提高了生产率.以摩托车为例,摩托车起源于欧洲,二次世界大战以前,世界摩托车的生产和技术中心在欧洲,