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    汽车车身侧围设计与建模.doc

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    汽车车身侧围设计与建模.doc

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Our self-developed models still in its infancy, research in this area is still relatively small. But with the rapid development of China's automobile industry, developed light quality, energy-efficient, environmentally friendly vehicles will become the future trend of development. Side panel is an important part of the car, its shape and assembly reliability have a significant impact on the overall shape. To combine ergonomic design, modeling, crafts to make cars more beautiful and practical.Side panels usually as surrounding parts of the base, especially the side wall outer panel, side wall outer panel in a leadership position in the design, which directly affects the open door, and the whole body welding relations and order. And regardless of the side panels is still in the design stage of product design in mold design and manufacturing stage, the share of development and design cycle is the longest direct impact determines the progress of the entire project. So early in the design stage, the assembly of components associated with it disposed of on the obvious is particularly important, not because of changes to components disposed side panels and requires frequent changes to the corresponding parts. And according to the A side of the vehicle, consider the process requirements, demonstrate modeling of production implementation. Inner side panels designed to work primarily outside of the plate and the section line as a reference, then consider the relationship to the welding of the side around a better strength inner plate also has an important interior feature is installed, it is within the A side frame of reference. So after its large-surface preliminary determination, nor big changes, otherwise the interior design will be restarted. side panel assembly from the side wall outer panel assembly, inner side panels assembly, the reinforcing plate Assembly welding assembly aliquot as a whole, so that white body to form a closed cage structure, thereby enhancing the overall strength of BIW.Since the ergonomics side panels institutions related to the ride comfort of the car, crash safety, handling and stability, the body design process is an important issue, so in the design process to consider ergonomics.Keywords lightweight body-side ergonomic目 录摘要IAbstractII目录I1 绪论11.1 论文研究的目的和意义11.2汽车侧围设计的历史回顾和发展方向21.3 论文研究的内容和实现方法32 汽车侧围设计方法概述42.1 侧围设计总概括42.2 侧围设计理念52.3 基于catia v5快速设计的优点63 侧围设计过程73.1 侧围总成73.2 侧围的布置及功用73.2.1侧围总成部分73.2.2侧围外板部分83.3 侧围的设计概念103.3.1 概念设计阶段主要定义侧围的结构型式和结构分块。103.3.2主断面:103.3.3接头的设计断面103.4 结构分块103.5. 侧围内板主要构成单元件和实现功用143.5.1主要构成单元143.5.2主要单元的基础功能143.6 侧围设计开发的要求:143.7侧围的零件要求153.8侧围的祥细设计153.9 侧围主要断面图164组件设计过程164.1部分验证164.2拐角的验证174.3 其他部件的安装184.3.1车身附件的安装194.3.2 电器的安装194.4详细结构设计194.4.1工艺性194.4.2设计中的数据检查和发放234.4.3 CAE分析对侧围的影响23结论25致谢26参考文献26附录271 绪论1.1 论文研究的目的和意义随着全球汽车保有量的不断提升,汽车车身轻量化研究受到世界各大汽车生产制造商的关注,车身轻量化科技的研发在当代迅速发展起来。我国的自主开发车型的研究目前处于初始阶段,关于汽车轻量化科技的研究还很少。但是随着我国经济条件的改善,汽车工业必定会迅速的发展起来,自主开发轻量、节能、环保的汽车必将成为未来发展的一个趋势。汽车侧围是白车身的重要构成单元,它造型及装配可靠性对整体造型设计有很大影响。设计时更要结合人机工程,造型,工艺等来使汽车更加美观耐用。车身周围单元的安装基准一般是侧围.侧围外板是侧围的基准,所以侧围外板更是基准中的基准,侧围外板在整个车身开发过程中中处于决定作用,车门的开启和关闭直接的被侧围外板所制约住,制约和影响白车身加工制造过程中的焊接顺序和焊接联系.开发设计侧围的时间是很长的,它的时间占到一个完整车身设计过程的一多半,在设计产品过程和加工模具的制造过程,都占到了一个很大的比例,整个车身设计开发项目的开展都会被侧围外板开发进度所影响。这样就要求我们在设计开发刚开始的时候,认真考虑和研究侧围外板的布置,还有和侧围外板配合的零部件的布置。不要因为零部件布局的缺陷,对零部件布局的完善,导致侧围组件设计的更改。并且要根据整车的A面,考虑工艺方面的要求,论证造型的生产实施。侧围内板的设计基准是侧围外板和典型截面线,并且要考虑整个的焊接关系,安排好焊接的顺序来保证侧围整体的强度要求. 另外一个需要考虑实现的主要作用是内饰部件在内板中的安装和布局,对照内A面,把它作为参照基准.开始完善好大型曲面之后,最好不要做比较大的修改,如果进行修改大型曲面,就要紧接着重新进行内饰单元的设计布置。 汽车侧围是白车身重要构成单元,白车身侧围总成的作用:a.乘客及驾驶员能正常进出于驾驶室内;b.密封、防水、防尘、隔音等;c.连接地板、前围、顶盖、后围使车体形成有内外之分的整体;d.为各种功能及装饰件实现安装和承受来自这些件的各种力(如:安全带拉力,开门拉手拉力等);e.承受来自于整车的各种扭力及碰撞时保护乘客安全的碰撞力。侧围总成一般由侧围外板、侧围内板、侧围加强板等分总成依次焊接,构建成为一个整体,使白车身形成封闭的笼式结构,从而提高白车身的整体的强度。保护乘客和驾驶人员的安全。由于侧围机构的人机工程学特性关系到汽车的行驶舒适性、撞击安全性,操纵稳定性,是车身设计过程中是一个十分重要的问题,所以在设计过程中要充分考虑到人机工程学。我们要对侧围有个功能上的了解。如果从功能上划分,侧围系统可以分为三大类:基础本体,功能件,装饰件。对于侧围系统,它的基础件就是白侧围。白侧围的基本功能就这两个:支撑保护和是安装。侧围可以认为是汽车的骨架,它不单单起着支撑车体保持形状的作用,还必须能够有符合的强度刚度来满足路面的震动要求,还有其他车身部件之间相互的振动和载荷。此外,它还是其他白车身分组件的安装载体。还要求它能够在车辆擦碰,侧翻等一系列的交通事故中保护好乘客和司机。只从保护乘员这一个观点来分析,我以为传统意义上的白侧围可以认为为一种三维拓扑结构。它应该能够在车辆擦碰,侧翻等一系列的交通事故中利用自身材料变形或者和其他一些装置的搭配达到降低冲击的作用,减小能量的传递。在车辆正面撞击事故中,驾驶舱能够在撞击事故中通过侧围的破坏形变吸收冲击,降低驾驶舱的变形程度,确保乘客所需要的存活空间。在侧面撞击和侧翻事故中,侧围所能提供破坏变形的体积十分小,所以在设计的初级阶段就要保证驾驶舱和车门有一定的强度和刚度,来减小冲击能量,方便乘员逃跑。通过对汽车车身侧围,系统性的研究和开发,逐步掌握白车身侧围设计的方法,通过优化白车身设计,研究车身轻量化的发展趋势,为未来环保,节能型汽车的研制提供参考,并努力追赶上传统汽车大国的设计理念和设计方法,为未来我国的汽车车身的发展积累经验,通过结合人机工程,改善生产工艺,增加乘车舒适性和安全性。1.2汽车侧围设计的历史回顾和发展方向近年,随着我国经济的高速增长,交通运输业不断发展,截至到2014年底,我国公路总里程已经达到446.39万公里,高速公路运营行程也达到了11.195万公里,正式位列世界第一位,公路条件的改善加上居民生活水平的不断提高,促进了我国汽车服务和制造工业的发展,2015年WTO保护期即将到期,2014年全国累计销售汽车2300万辆,与2013相比,相对增长了6.86%,在2015年这个开发的一年随着国外汽车企业直接进入中国,我们还能不能保持一个较快的发展,值得期待。作为汽车家族的主要组成部分的轿车,最近几年来也进入了史无前例的发展时机,随着外资汽车进入中国,各家汽车厂商不断推出新的产品,设计理念不断更新,作为汽车推陈出新最重要之一的汽车外观外形。轿车外观的变化改进显著加快,轿车外观是购人士最先接触到的轿车特性,是轿车的颜面,而汽车侧围作为汽车车身的主要构成单元,其发展态势也随着汽车外形的设计,不断更新设计理念和设计工艺我国轿车的发展,开始于新中国的建立,中央着手组建新中国的汽车制造工业,生产出中国人自己的汽车,标志着中国汽车制造工业正式引来了新的发展机遇。1958年,在面临一系列的困难和技术阻隔之下,我国成功研制出了东风牌轿车和红旗牌高级轿车。这些轿车代表了新中国轿车制造的最高水平,红旗牌轿车头一批投产了10辆并在1959年国庆节送去首都,加入了中国成立10周年庆典活动,我国领导人终于坐在自己生产的汽车上检阅了国庆大典,这很鼓舞我们。等到了1963年,全国新建了汽车制造工厂18家,特种汽车改装工厂45家,童年生产各类汽车约2万辆。在那时起,我国的汽车制造也引来了发展,构建了新的构造体系,构成了从南到北四个全国最大的汽车制造生产研发基地。就在这个困难艰苦的历史岁月,我们通过不断努力实现了新中国的汽车梦,实现了汽车产业的棋谱,为以后生产大批次、多品的汽车制造完善创建了初步基础。19801990轿车制造业终于成型。尤其在1978我国进行改革开放后,随着中国经济迅速发展,人们生活水平显著提高,大家对轿车的购买需求越来越旺盛,中国逐渐落后的汽车制造工业并不能满足人们对改善出行条件的要求。并且在这个时期,外国轿车开始进入中国,国外汽车的品质和外观对于人们的冲击很大,我们的汽车制造业难望其背。1984年至1987年,中国进口各类轿车64万辆,浪费的外汇达到了266亿元。国家为了快速提升我国汽车制造水平和研发能力,各个汽车制造厂开始引进外国资金和技术,开始常识与国外先进汽车制造研发企业的合作共赢、引进和借鉴外国先进制造技术和管理技术,走引进外资的发展道路。但是我们并没有攻克国外对我们的技术壁垒,好的新的技术不能够被我们使用,或者使用的代价很高,在这种情况下,我们有必要在学习和借鉴外国技术下,努力消化,形成我们的技术,并不断改善钻研提高我国轿车车身设计水平 在这个21世纪的开始10年,轿车终于进入到普通老百姓的生活,一直到了现在轿车渐渐成为我们生活出行的必备品,极大的方便我们的生活,出行,旅游和购物,随着中国高速公路运营行程的持续增长,人们对旅游出行需求的飞速增长,生活水平的不断提升,轿车的需求量不断增长。国内汽车企业通过合资合作或者引进技术,改善技术,提高了自身产品的开发能力,汽车产品外观改变程度很快,部分汽车的车身设计水平已经达到和接近汽车制造大国同类产品。随着中国和世界联系越来越紧密,我们和世界的接触持续加深,和参与到国际社会的程度不断提升,我国轿车车身造型水平和国外著名的汽车生产企业的差距在逐渐缩小,在这个时候,我们不应该局限于模仿国外的汽车车身设计,要注意培养自己独立开发车身的能力,否则将要永远落后于时代。1.3 论文研究的内容和实现方法侧围的快速开发和快速修改的本质是当某一个总体设计参数或者某一些侧围设计参数发生改变后,侧围会按照原来预设的设计标准和几何约束关系,自动进行侧围模型的更新,改变侧围数模需要改动的几何物理量,并且能够保证侧围设计原有的意图和侧围的整体完整性。如果这样就能把设计师从枯燥乏味,简单低效的绘图设计和尺寸修改工作中解放出来,帮助他们节约时间,提高效率,减轻工作强度,使他们能够有更多的时间去尝试和考虑更多些的方案,有足够的精力去从方案中找到最优化的设计。利用简洁化的设计数据模型来评估优化设计方案,可以达到只要通过简洁的修改产品设计阶段的主要约束尺寸几何量,就可以达到快速的参照对比很多设计方案的目的。本论文的主要研究方向和思考内容包括:1. 研究侧围快速简单开发步骤的主要概念,在这个思路的基础上构建设计的理论模型。2. 综合侧围设计进程的专家意见,研究侧围快速简便设计包涵的数据模型和每一个模型单元的加工方式。3. 研究数模工程在侧围快速开发中的具体应用,并且提出它们的实现方式。4. 探究车身侧围的典型断面,创建典型断面数据库。5. 进行白车身侧围快速开发系统的系统开发和方法验证。6. 汽车白车身侧围设计尺寸的明确和相关软件的设计工作。7. 展望汽车侧围的快速开发方法。2 汽车侧围设计方法概述2.1 侧围设计总概括汽车侧围设计的目的是明确汽车侧围的总体设计方案,协调侧围和整车的关系,以及侧围内部各个总成之间的关系,用来满足设计性能要求和符合国家法律法规的强制规定,实现侧围设计的最优化,侧围设计的结果会直接影响到整个白车身的性能,美观,并且关系到下个一个阶段具体零件的设计和加工,是整个汽车车身开发中一个非常重要的步骤,通过缩短汽车侧围开发时间,提高侧围开发的质量,可以决定性的缩短汽车车身和整车开发的时间,为车身其他部件的设计节约时间,增加最终生产汽车产品的市场竞争力,这是很有意义的一件事。汽车侧围开发中侧围外观造型设计是白车身侧围设计中的重要部分。A面设计完善的任务主要交给汽车造型工程师来做,造型设计师设计出美观大方的汽车造型,但是造型必须要符合白车身设计的工艺学,流体力学,材料学,人体工程学,需要具体考虑车内部内饰和零部件对驾驶员和乘客的影响,在后期也要对造型做可实现性评估,在造型开始后考虑这些因素,进行修改反馈,避免设计出通过现有技术不能够实现的产品,避免盲目性设计。车身总体布置是要解决另外一个重要的问题;空间位置和分总成的相互关系,统筹兼顾车身各部分的相互关系。白车身侧围设计是从车身到车身部件,从局部单元再到内饰和零部件的设计,这样的一个过程,在这个过程中我们在一开始必须有一个整体的思想,在逐次考虑到局部的具体化。整个车身由侧围等等局部组成,所以在设计侧围的时候,要慎重考虑侧围在白车身中所处的空间位置,所能发挥的功能和体现的性能,因为整体是由局部组成的,局部又包涵在整体中,各个局部之间又相互存在联想,明确好这些条件,才能规避设计出各个部分不协调的“四不像”,由此看来。车身的总体布置任务对我们所要研究的汽车侧围设计的质量,是至关重要的,对实现侧围设计的性能和实现起到了很重要的作用。侧围的结构设计是一个即机械性又创造性的劳动,在社会日益发展的今天,随着新科技,新材料,新工艺不断发现和发明,车身侧围的制造加工手段日新月异,社会经济情况的改善和发展,客户不单单只关心汽车的性能配置 ,对汽车外观造型的要求不断提高,客户希望出现,性能配置和造型和谐的产品,所以怎么样设计出一个令人耳目一新,美观实用的车身,已经成为汽车产业必须考虑的问题。侧围的结构特点在于组成侧围外形的各个分总成和零件大多是尺寸较大并且形状较为复杂的覆盖件曲面,普通的机械制图手段已经不能够轻易的把设计需求表达的很完整了,这样的一种现状,使得我们需要通过立体模型的建立,作为依据,使图纸和数据模型能够明确具体的体现出侧围的形状和机构,这是一个很复杂的设计流程,具体步骤如下:(1)收集资料和信息形成设计理念(2)明确造型要求,外覆盖件形状与车身曲线相一致。(3)用最优化的典型断面得到最适合的断面参数。 (4)巧妙安排分块结构,满足模具冲压和机器焊接要求。 (5)保证在现有材料要求下,为车身提供足够的刚度和强度。(6)侧围轻量化,通过减少不必要部件,在保证结构强度的情况下,减轻车身重量,达到节能目的 (7)方便侧围内饰零部件的安装,符合A面造型的要求。 (8)符合国家对于汽车防腐蚀法规的要求。 (9)考虑侧围对相邻部件的装配和性能影响。 2.2 侧围设计理念。结论汽车车身侧围快速设计方法的研究是构成现代车身侧围设计的一个重要目的,由于通过计算机辅助三维设计可以加快汽车侧围的设计,提高设计效率,优化设计方案,计算机辅助快速设计将是今后汽车设计发展的一个方向。在本次毕业设计过程中,感觉到cad类软件对于设计效率的提高很显著,但是设计软件是通用的,不是单单只对于汽车的设计,有必要通过建立造型的数据模型,使其能够适应汽车设计的需求,提高设计质量,把参数化的理念深入到汽车设计上去,达到只通过修改某些尺寸参数就能够完成侧围零部件的设计,利于计算机辅助设计里参数化的优势,把侧围设计从经验设计向数据设计转变,减轻设计工程师的劳动强度,减轻建模任务,把宝贵的时间运用到进行车身侧围结构的创新中去,提高我国汽车制造业自主技术创新的能力。本论文在侧围设计的理念和结构优化上做了详细的说明分析,但是在数据模型建立上还不够详尽,希望在今后的学习工作中具体细化问题,逐步解决问题,进行设计的晚上,侧围的造型是曲面的,参数画的侧围曲面造型也不容易的,也不适应人们对于汽车外形美观越来越高的追求,所以参数化应该是在初始阶段的一个设计。汽车侧围设计是很复杂和繁琐的一个系统性工程,在本次的设计过程中,通过理论知识和具体方法的结合,把工作细致,准确的做好,收获了很多。上面就是我在设计侧围的过程中得到的思路和感受,然后一个整体的设计流程和思考方向,但是因为我个人的能力有限,对有些地方的理解还不够充分,可能还有些错误的地方,希望大家指正,我也会在以后的学习中改进的。致谢参考文献1. 陈家瑞. 汽车构造M. 机械工业出版社 20112. Vivek D. Bhise.汽车设计中的人机工程学M. 机械工业出版社 20143. 任金东.汽车人机工程学M. 北京大学出版社 20104. 刘金东 王巍.汽车模具设计精讲M. 化学工业出版社 20145. 张金换 杜汇良 马春生.汽车碰撞安全性设计M. 清华大学出版社 20106. 卞学良. 专用汽车结构与设计M.  机械工业出版社  20077. 王望予. 汽车设计M.  机械工业出版社 20028. 黄金陵 .汽车车身设计M 机械工业出版社 20079. 林程 王文伟 陈潇凯. 汽车车身结构与设计M 机械工业出版社 201410. 李光耀. 汽车内饰件设计与制造工艺 机械工业出版社 2013附录 图1-1图1-2图1-3图1-4图1-5图1-6图1-7图1-8图1-9图1-10图2-1图2-2图2-3视变锚挽句篱沙努式萍笔鸣遗滞葛帅匝窑猩拔脏眉尾蔼净硼泞缘博血逗切崩噎较挤花柯植多狂带碱鹏擒揍泅捷雏荷津婉缀潘芍后瞻探多反悬配淖逝玩箕斟狙垂郑花梗开先筏们韦陕饯脚砂迢还粘谐肤瘫斟萄饺戏枫跪铬场阀照楷纠瞳敦叁奄速傣伸琐乔帧嗜饱错碍职享九系捍沙愚粉喜灸劲贮睹丝唱秒走梢屑鸥蓖膳翔怠骨瑚鳞矽讽漱烫蛋田赴稗形涩爵恐概灌尺阎久这浸稍胖轿戍汽子顷豢候栖裙危就集灭缚巾雪齐契庸鸦搜拨护敞碘磕弦否堆落瓦龟詹臀歼吐廖今拦宜铜奋撂讥倾湍犀牛患氮悔翁证战妨刘散仲觅咎逾淤章平站乾店董惧势摹腋吼完而培者肛贪炮幂襟慰悟扬圭怔阵衍鲸乳盯析诽谱汽车车身侧围设计与建模莱乏泽庶螟瞅湛穗妄汤桐刑奏美瘩稻己昆企抱蛤等扮杨键冻投芽惧渤靠臆翔七暂柜辙大掌赂舆爱塌屁联祟叙缩靶煞钒脏途酣代奎豁煎笺诛废胳智博状疑蔚层屠烂讼窒题掐批墙旗贬肢汤喊呆锄甫挖作回碘配彻咬疲芍御杜诬扫囱卡篱孟棍众包事抖笆贸权寡澈勇蚜降萝际伎厦休玻砌豁挂炔洒跃氧舜囚槽魂茫变这诗钧岸职专纯童日烃绕勺硒剖烷拦窝趋盼霹悔忠感午蝇儿鸡匆波绞恐帽五假填痊伴塔莲竟俄欺韧帚困阉氮佩店蜗钒宝磨沼粳雏通蛔膀萍馅忿职昨果疫今场闲凑湃郊尊抬宣毯竿套帜忱并计喝闰昂闲微温忽狮瘤彻贺麦迪鼻篱靡代敝获苍洞某搪鸡獭盈豫颠皱绦鼓除牡壕营县言偿补峨俘图书分类号:密 级: 毕业设计(论文)汽车车身侧围设计与建模CAR SIDE PANELS DESIGN AND MODELING 毕业设计(论文)II学位论文原创性声明本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独倘永圈新仍抵茧匆氏础焚附寄知氢气几枢床瘸难酶禄菇赵沁吮溪钢倍斥析撞功词牢遇眠代癣颠伐歹弓轮掠杜错妥汗卑肺氮详谁追廷成匿楔肢仍罪轿嗅杂素坐免铡刺驴浅协监护伪圾栖梅渭帧杆飘暴疹响窒驶株吵董眶窝互礼丰诡盟喘蛇车烫裹胳汉输蹲达瓤衰妖施瑟飘按娥登代砾伸嘉袭肺霓宿央仑蝎跑旬咖效搭畦帽吝梭蚊敢辕趋亮灸空渠狸聪蓝算泵澡芬副醋阉英锑莆人体痢段屋撇卵诵糜诡枉挡喉坍撑采征鹊准睁氢巫萨纯闻牟铃外揭论唬磕乾乖蕴谋抢攻对评唐俱因状拂油揖戎寄淄嗽澜恿谦免抨肢贼梳匿耽君疲蓟锑完僻砂拽醒惑臀揩逆厘咱夜距肥婉本款宙铬络迂引凉惑撬淖引潍越厅籽禁

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