《汽車設(shè)計(汽車設(shè)計軟件catia)
汽車工程專業(yè)的書籍
汽車工程專業(yè)參考書目：
1汽車理論與設(shè)計：
《汽車理論》,余志生,機械工業(yè)出版社；《汽車理論》，吳光強，人民交通出版社；
《汽車設(shè)計》,王望予,機械工業(yè)出版社
2車輛工程：
《微型計算機原理與接口技術(shù)（第2版）》，馮博琴吳寧，清華大學(xué)出版社
3汽車造型：
《汽車造型設(shè)計(流程.實踐)》，劉芝鷺，清華大學(xué)出版社）
本專業(yè)培養(yǎng)具備機械工程基礎(chǔ)知識和理論，扎實掌握車輛工程專業(yè)基礎(chǔ)知識和能力，能在科研院所、企業(yè)、高新技術(shù)公司從事各種車輛（包括汽車、改裝車輛、特種車輛）的研究、設(shè)計、制造、檢測、實驗、開發(fā)、應(yīng)用研究等工作以及能從事運行管理、經(jīng)營銷售的高級工程技術(shù)人才。
汽車設(shè)計的設(shè)計過程？
汽車設(shè)計與制造全過程
一、汽車的設(shè)計過程
1.制訂產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃
在汽車產(chǎn)品開始技術(shù)設(shè)計之前，必須制訂產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃。首先，必須確定具體的車型，就是打算生產(chǎn)什么樣的汽車。其次是進行可行性分析，根據(jù)用戶需求、市場情況、技術(shù)條件、工藝分析、成本核算等，預(yù)測產(chǎn)品是否符合需求，是否符合生產(chǎn)廠家的技術(shù)和工藝能力，是否對國民經(jīng)濟和企業(yè)有利。第三步是擬定汽車的初步方案，通過繪制方案圖和性能計算，選定汽車的技術(shù)規(guī)格和性能參數(shù)o-最后一步是制定出設(shè)計任務(wù)書，其中寫明對汽車的形式、各個主要尺寸、主要質(zhì)量指標、主要性能指標以及各個
總成的形式和性能等具體要求。
產(chǎn)品開發(fā)的前期工作，是分析各方面的影口向因素，明確產(chǎn)品開發(fā)的目的和工作方向。否則，不經(jīng)過周密調(diào)查研究與論證，盲目草率上馬，輕則會造成產(chǎn)品先天不足，投產(chǎn)后問題成堆；重則造成產(chǎn)品不符合需求，在市場上滯銷，帶來重大損失。在產(chǎn)品開發(fā)的前期，企業(yè)為了進行各種研究與探討，概念設(shè)計和概念車在近年來逐漸興起。概念設(shè)計，是對下一代車型或未來汽車的總概念進行概括描述，確定汽車的基本參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)和基本性能的設(shè)計。概念設(shè)計同樣需要研究產(chǎn)品的開發(fā)目的、技術(shù)水平、企業(yè)條件、目標成本、競爭能力等。概念設(shè)計可能只停
留在圖紙上和文件上的描述，稱為“虛擬的”概念車；也可能制造出實體的樣車供試驗和研究。概念設(shè)計可能只是一種參考方案或技術(shù)儲備，也有可能納入正式的產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃。所以概念設(shè)計只供產(chǎn)品開發(fā)參考，但也有可能成為正式產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃的重成部分，—成為新一代車型的初步設(shè)計。
2.初步設(shè)計
汽車初步設(shè)計的主要任務(wù)是構(gòu)造汽車的形狀設(shè)計，主要包括如下內(nèi)容：
(1)汽車總布置設(shè)計總布置設(shè)計(又稱初步造型)，是將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?，以保證各總成運轉(zhuǎn)相互協(xié)
調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車各部分合理的相互關(guān)系，需要定出許多重要的控制尺寸。在這個階段，需要繪制汽車的總布置圖，繪出發(fā)動機、底盤各總成、駕駛操作場所、乘員和貨物的具體位置以及邊界形狀；也包括零部件的運動(如前輪轉(zhuǎn)向與跳動)范圍校核。經(jīng)過汽車總布置設(shè)計，就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀。
(2)效果圖是表現(xiàn)汽車造型效果的圖畫。造型設(shè)計師根據(jù)總布置設(shè)計所定出的汽車尺寸和基本形狀，就可勾畫出汽車的具體形象。效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型設(shè)計師靈感的速寫畫。彩色效果圖是在構(gòu)思草圖的基礎(chǔ)上繪制的較正規(guī)的繪畫，需要正確的比例、透視關(guān)系和表達質(zhì)感。彩色效果圖包括外形效果圖、室內(nèi)效果圖和局部效果圖，其作用是供選型討論和審查6效果圖的表現(xiàn)技法多種多樣：可采用鉛筆、鋼筆，也可采用毛筆(水彩畫或水粉畫)等，而月前較流行的是混合技法——用麥克筆描畫、噴筆噴染以及涂抹、遮擋等同時表現(xiàn)技法。只要效果良好，表現(xiàn)技法可不拘一格。
(3)制作縮小比例模型
縮小比例模型是在構(gòu)架上涂敷造型泥雕塑而成。轎車縮小模型常用1：5的。比例，亦即是真車尺寸的1／5。英、美等國采用英制尺寸，模型的比例是3／80造型泥是一種油性混合物，又稱油泥，在常溫下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前須經(jīng)烘烤。縮小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進一步表達造型構(gòu)思，具有立體形象，比效果圖更有真實感，要求比例嚴格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個縮小比例汽車模型，需要從各個角度審視，反復(fù)推敲，精工細雕，因而很難在兩三天內(nèi)完成。
(4)召開選型討論會
經(jīng)過初步設(shè)計，繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個縮小比例模型，就可以召開選型討論會。會議的目的是從若干個造型方案中選擇出一個合適的車型方案，以便作為技術(shù)設(shè)計的依據(jù)。選型討論會主要討論審美問題，但也涉及結(jié)構(gòu)、工藝等方面，故通常由負責(zé)人召集造型設(shè)計師、結(jié)構(gòu)設(shè)計師和工藝師等參加會議。選型討論會結(jié)束，說明選定車型的造型構(gòu)思基本成熟，汽車的初步設(shè)計亦結(jié)束。
3.技術(shù)設(shè)計
技術(shù)設(shè)計包括確定汽車造型和確定汽車結(jié)構(gòu)兩個方面。
(1)確定汽車造型
1)繪制膠帶圖。膠帶圖是用細窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1:1(全尺寸)汽車整車圖樣，可表達零部件形狀及外形曲線。膠帶圖的外形曲線數(shù)據(jù)取自選定的縮小比例模型，可用來審查整車外形曲線的全貌。如發(fā)現(xiàn)某條曲線不美觀或不符合要求，可將膠帶揭起重新粘貼，直到滿意為止。膠帶圖完成后，縮小比例模型放大的曲線又經(jīng)過進一步修訂。
2)繪制1：1整車外形效果圖。單純由縮小比例的繪畫表達汽車的外形效果尚嫌不夠，還需要繪制等大尺度(全尺寸)的彩色效果圖。現(xiàn)代造型設(shè)計非常重視等大的尺度感?？s習(xí)、比例圖樣和全尺寸圖樣的真實感是截然不同的。打個比方，雛雞看上去很小巧可愛，若放大5倍就顯得太胖太臃腫。汽車也是一樣，縮小比例模型上某些圓角或曲線看上去很小巧雅致，放大5倍后就顯得笨拙臃腫。因此，汽車形狀的最后確定，不能從縮小比例的圖樣或模型直接放大，而應(yīng)經(jīng)過1：1效果圖和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和審美要求。
3)制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽車外形定型的首要依據(jù)。根據(jù)縮小比例模型的放大數(shù)據(jù)，結(jié)合膠帶圖和1：1效果圖的的修訂情況，就可以制造1：1外部模型。這個模型是在一個帶有車輪的構(gòu)架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用數(shù)以噸計的造型泥，并雕塑得細致、平整、光順，所以制造一個1：1外部模型的時間很長，通常需要幾個星期。
4)制作1：1內(nèi)部模型。1：1內(nèi)部模型用以審視汽車內(nèi)部造型效果和檢驗汽車內(nèi)部尺寸o1：1內(nèi)部模型與1：1外部模型同時制作，其設(shè)計和尺寸相互配合。1：1內(nèi)部模型的形狀、色彩、覆蓋飾物的質(zhì)感和紋理都應(yīng)制造得十分逼真，使人具有置身于真車室內(nèi)的感覺。
5)造型的審批。1：1外部模型、內(nèi)部模型、效果圖完成后，需要交付企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)審批，使汽車最終定型。汽車造型設(shè)計是促進汽車銷路的重要競爭手段，大公司為了擊敗對手會采用頻繁更換車型的手段，對汽車造型設(shè)計的需求就十分迫切，并在整個汽車設(shè)計過程中占有愈來愈重要的地位。
6)確定汽車結(jié)構(gòu)
汽車造型審定后，就可以著手進行汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計。汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是確定汽車整車、部件(總成)和零件的結(jié)構(gòu)。也就是說，設(shè)計師需要考慮由哪些部件組合成整車，又由哪些零件組合成部件。零件是構(gòu)成產(chǎn)品的最基本的、不可再分解的單元。毫無疑問，零件設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的根基。零件設(shè)計時，首先要考慮這個零件在整個部件中的作用和要求；其次，為了滿足這個要求，零件應(yīng)選用什么材料和設(shè)計成什么形狀；最后，零件如何與部件中其他零件相互配合和安裝。按照零件所使用的材料，可分為金屬材料和非金屬材料兩大類。金屬材料又可分為鋼鐵(黑色金屬)材料和有色金屬材料兩大類。汽車所采用的非金屬材料種類繁多。鋼鐵是汽車上所使用的最重要的材料，占全車重量的大部分。鋼鐵的主要優(yōu)點是強度、剛度和硬度高，耐沖擊和耐高溫，因而用于汽車上載荷大、高溫、高速的重要零件。所謂強度高，就是這種材料可承受較大的力而不被破壞；所謂剛度高，就是這種材料可承受較大的力而變形很小。汽車的零件在工作時，有的零件承受拉力而有伸長的趨勢；有的零件承受壓力而有縮短的趨勢；有的零件承受彎曲力矩而趨于彎曲變形；有的零件承受扭轉(zhuǎn)力矩。事實上，許多汽車零件的受力比上述例子復(fù)雜得多。如汽車變速器的軸就同時承受了拉、壓、彎、扭多種力。汽車零件不僅是承受靜載荷，而且，由于汽車的行駛隨路況變化，還要承受十分復(fù)雜的動載荷。作為設(shè)計師，必須充分考慮零件的受力情況，經(jīng)過周密的計算，確保零件的強度和剛度的數(shù)值在允許的范圍內(nèi)。
確定汽車零件的形狀，也要花費設(shè)計師許多心血。例如，發(fā)動機氣缸體的形狀就非常復(fù)雜，需要設(shè)計氣缸和水套，考慮與氣缸蓋、油底殼的接合，安裝曲軸、進氣管、排氣管和各種各樣的附屬設(shè)備，乃至氣缸體內(nèi)部細長的潤滑油通道……，所有這些因素都應(yīng)考慮周全，每個細節(jié)均不能遺漏。汽車車身零件的形狀就更特別，既不是常見的平面或圓柱體，也不是簡單的雙曲面或拋物面，而是造型師根據(jù)審美要求而塑造的。在確定零件的形狀時，還需要考慮零件的制造方法，例如零件在機床上怎樣裝夾定位，刀具怎樣加工，半成品怎樣傳送、堆疊等。
設(shè)計師必須把所設(shè)計的汽車結(jié)構(gòu)用圖紙表達出來。圖紙是設(shè)計師與企業(yè)中的工藝師、技工和其他人員交流的“工程語言”。我國頒布了10多項機械制圖的國家標準，規(guī)定了繪制機械產(chǎn)品圖紙的方法。在工科院校還設(shè)置專門的課程，訓(xùn)練學(xué)生掌握這種標準的工程語言。圖紙繪制的方法，是按照投影原理并借助于幾個視圖、剖面或局部放大等，把產(chǎn)品的立體形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳細而清晰地表達出來。圖紙應(yīng)按指定的比例繪制并且寫出對產(chǎn)品的技術(shù)要求。零件圖需要詳細地標注出各部分的尺寸?？偝蓤D應(yīng)清楚地表達零件相互裝配的關(guān)系并標注出相關(guān)的裝配尺寸。設(shè)計一輛汽車，需要繪制數(shù)以千計的圖紙。一些復(fù)雜的圖紙，圖面的長度竟達3-5m。
在設(shè)計時，設(shè)計師必須無條件地執(zhí)行國家制定的有關(guān)法規(guī)和標準。對于出口的產(chǎn)品，還必須執(zhí)行外國的標準，如ISO(國際標準化組織)、SAE(美國汽車工程師協(xié)會)、JIS(日本工業(yè)標準)、EEC(歐洲經(jīng)濟共同體)、ECE(歐洲經(jīng)濟委員會)等標準。圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系編成“組”及其下屬的“分組”號碼。每個部件、每個零件及其圖紙都給定一個編號，以便于對全部圖紙進行管理。
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