普通高等教育 “十一五”国家级规划教材 《 汽车车身设计 》

1. 普通高等教育“十一五”国家级规划教材《汽车车身设计》普通高等教育“十一五”国家级规划教材《汽车车身设计》

2. 第一章 车身产品开发流程和设计方法

3. 提纲 第一节 概述 一、现代产品开发流程 二、现代车身设计技术 三、我国汽车工业的车身设计水平 第二节 现代车身产品开发流程和方法 一、现代车身产品开发流程 二、现代车身设计方法 第三节 基于知识的虚拟产品开发 一、基于知识工程 二、虚拟产品开发

4. 第一节 概述 现代产品开发流程 现代产品设计过程特点 • 并行的、协同的、面向全生命周期的设计模式 战略类产品开发项目流程 • 产品管理 • 概念开发 • 批量开发 • 批量准备

5. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 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数据驱动和验证技术 模块化设计技术

6. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 计算机辅助造型技术 • 将造型胶带图由三维扫描仪直接输入计算机，经过逆向建模和CAS造型，得到三维可加工的数学模型 • 优点： • 省略比例模型的制作环节，缩短造型周期 • 提高了数据精度 • 内外表面三维数据，为后序工程和工艺分析提供共享的数学模型

7. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 第一节 概述 二、现代车身设计技术 虚拟现实技术 • 是厂商展示实力、辅助造型设计的一种手段，为方案评审提供了准确的依据 • 能充分发挥人的创造性，使设计中渗入更多实用性、艺术性因素

8. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 空气动力学模拟 • 空气动力学原理在车身造型设计中的应用已经成为造型构思的重要依据 • 轿车：减少空气阻力和空气升力，提高整车的经济性和操纵稳定性 • 商用车：改进驾驶室的流线型设计，降低车辆的风阻和油耗，改善经济性

10. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 人机工程技术 • 改善驾驶员和乘员在驾驶和乘坐状态下的舒适性、视野性、手伸及性、操纵方便性等

12. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 数字样机技术(Digital Mock-up---DMU) • 基于协同作业机制与理念的并行开发技术 • 在车身开发中的应用： • 白车身焊接过程模拟 • 车门玻璃装配模拟 • 运动干涉分析

13. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 CAE数据驱动和验证技术 • 白车身和部件的静态、动态、安全、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和优化设计等 • 碰撞安全性分析 • 振动噪声分析（软件） • 动力学仿真（软件Admas）

14. 第一节 概述 二、现代车身设计技术 模块化设计技术 • 在系列化和平台设计的背景下提出 • 原则 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、成本低廉，且模块机构应尽量简单、规范，模块间的联系也尽可能简单。 • 模块化程度和趋势日益明显 • 零部件供应商自主开发能力提高 • 总成开发的技术革新 • 产品开发的职责向供应商转移 • 目前：车门、仪表板、顶后侧内饰、白车身 • 未来：白车身模块和座舱模块

15. 第一节 概述 三、我国汽车工业的车身设计水平 • 1. 三维设计 • 2.初步具备自主开发能力，初步具备和掌握了当前先进的设计手段，如计算机辅助造型技术、CAE分析和验证技术等 • 3. 产品开发流程和设计规范得到了提高和完善。 设计经验和数据积累还欠缺。

16. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 现代车身产品开发流程 各个阶段的进程都设有一个审查、验收的关键里程碑 在每个里程碑对新车型的所有指标都必须经过严格考核

17. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）车身产品开发阶段 1．产品策划 • 目的：规划和定义车身产品开发的指导原则、开发内容、关键技术、性能指标、实施路线、风险分析等 • 形成后续开发活动的指导性文件，作为造型、设计、试制、试验阶段的输入条件 • 重要的工作内容 • APQP——产品质量先期策划(确保产品让顾客满意的步骤) • QFD——质量功能展开（市场的要求转化为设计要求、零部件要求、工艺要求、生产要求） • SWOT分析等——优势、劣势、机会、威胁 • 对标

18. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）车身产品开发阶段 2．概念设计 • 确定方案和参数 • 内容：车身总布置、车身造型、结构可行性研究

19. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）车身产品开发阶段 3．技术设计 • 造型评审通过并冻结后，进行的结构方面的详细设计工作 • 内容：三维结构设计、二维工作图设计

20. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）车身产品开发阶段 4 ．产品试制 • 是产品开发过程中相当重要的验证环节 • 三个阶段：设计试制A、实验试制B和生产前阶段试制C • 快速原型技术(RP---Rapid Prototyping)

21. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 分类 按试验对象 • 整车试验 • 白车身试验 • 系统试验 • 零部件试验 按试验对象的制造状态 • A样车（件）试验 • B样车（件）试验 • C样车（件）试验 按验证目的 • 性能试验 • 可靠性试验 （一）车身产品开发阶段 5．产品试验 • 是产品验证的重要环节

22. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）车身产品开发阶段 6．生产准备 • 产品试制和试验后的设计冻结，意味着产品生产准备全面启动 • 内容：制造确认、批量生产确认

23. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （二）车身产品开发内容 1．车身造型 2．车身结构可研 3．三维结构设计 4．二维图设计 5．CAE计算及验证 6．车身试制 7．车身试验 8．工艺支持

24. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 二、现代车身设计方法 （一）性能设计 （二）精益设计 （三）并行工程

26. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 • 现代车身产品开发流程 （一）性能设计 现代设计是以CAE技术为支撑的性能设计。从概念设计开始，贯穿整个产品技术设计阶段，直到后序的产品试验验证，都以目标性能为指导 三大要素 • 前期对标 • 设计中CAE分析验证 • 产品验证环节捆绑于各个阶段，实行闭环控制

28. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 二、现代车身设计方法 （一）性能设计 主要控制阶段和过程

29. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 二、现代车身设计方法 （二）精益设计 • 常应用于制造活动，致力于通过规定产品在工厂内部的流动方式，消除瓶颈和采取节约的措施，不断提高制造效率 • 精益原则理论逐渐扩展到设计、市场和新产品引入等新兴领域

30. 第二节 现代车身产品开发流程和方法 二、现代车身设计方法 （三）并行工程 • 组织跨部门﹑多学科的开发小组，协同工作 • 对设计﹑工艺﹑制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计 • 优点：开发时间大大缩短，质量和成本得到改善 • 设计阶段的并行工程： • 开发流程的并行 • 设计方案的并行 • 项目团队的协同工作

32. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 基于知识工程 1.KBE的基本概念 KBE是一种工程设计方法学，它通过对设计方案、设计过程进行知识的捕捉和构造，并对设计方法和设计过程进行定义，根据功能要求、部件信息和处理过程的描述，快速生成新的设计方案，从而高效地指导设计

33. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 • 基于知识工程 2. KBE的应用价值 提高设计的自动化程度，降低设计迭代次数，缩短设计周期 使CAD设计融入领域专家的知识与经验，提高设计品质 设计早期就能检查设计方案对于制造性、工艺性、成本等要求的可行性，便于并行工程的实现，降低设计成本

34. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 • 基于知识工程 3. KBE的总体结构

35. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 二、虚拟产品开发 VPD基本概念 也称虚拟设计制造，是产品设计制造的真实过程在虚拟环境中的映射

36. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 二、虚拟产品开发 2. VPD关键技术 全息产品的建模理论与方法。 基于知识的设计 设计过程的规划、集成与优化 虚拟环境中的人机工程学 虚拟环境与设计过程互连 产生虚拟环境的工具集

37. 第三节 基于知识的虚拟产品开发 二、虚拟产品开发 3. VPD发展趋势 数字化 集成化 智能化 协同化 虚拟化

40. 模态