【正文】 業(yè)陷入困境，甚至面臨巨大的危機(jī)，但汽車(chē)工業(yè)卻一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，其發(fā)展水平也被公認(rèn)為衡量一個(gè)國(guó)家總體科學(xué)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。同時(shí)，后置后驅(qū)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化了車(chē)輛坡道性能，長(zhǎng)2695mm，寬1520mm。其動(dòng)力能源由磷酸鐵鋰電池提供，續(xù)航里程110公里至180公里，循環(huán)壽命可達(dá)1500次，單車(chē)按照最低續(xù)航里程110公里，按每天平均行駛50公里計(jì)算，電池可用八年。我們也常聽(tīng)到諸如A級(jí)、B級(jí)車(chē)之例的說(shuō)法，這是參考德國(guó)轎車(chē)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。逆向就是在根據(jù)已有的東西和結(jié)果，通過(guò)分析來(lái)推導(dǎo)出具體的實(shí)現(xiàn)方法。CATIA還可以快速、便捷的調(diào)整虛擬人不同的作業(yè)姿態(tài)，以滿足不同作業(yè)姿態(tài)下的空間尺寸測(cè)定。如此才能創(chuàng)造出人—機(jī)—環(huán)境互相協(xié)調(diào)而舒適高效的工作環(huán)境，從而提高工作效率?？煽焖侔l(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的區(qū)域，重新作出分析，并進(jìn)行姿態(tài)優(yōu)化。該模型依靠它的指定目標(biāo)人群，可以用于評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與其目標(biāo)的吻合程度。HAA作為HBR的輔助模塊，可以對(duì)處于虛擬環(huán)境中的人機(jī)互動(dòng)進(jìn)行特定的分析。HBR提供的工具包括：人體模型生成、性別和身高的百分比定義、人機(jī)工程學(xué)產(chǎn)品生成、人機(jī)工程學(xué)控制技術(shù)、動(dòng)作生成以及高級(jí)視覺(jué)仿真等。這也許就是為什么世界上前25位的汽車(chē)制造商有18家選擇CATIA的原因。系統(tǒng)還具有靈活的混合建模、虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、以流程驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行有限元分析等能力。由于CATIA為成功實(shí)施DMA提供了一個(gè)集成環(huán)境， 以用于取得設(shè)計(jì)目標(biāo)和管理所有相關(guān)的數(shù)據(jù)，所以全球已有1000多個(gè)汽車(chē)制造公司陸續(xù)地把CATIA作為他們?cè)O(shè)計(jì)和制造流程的核心系統(tǒng)。自由外形設(shè)計(jì)(FRF) CATIA自由外形設(shè)計(jì)產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)師一系列工具，來(lái)實(shí)施風(fēng)格或外形定義或復(fù)雜的曲線和曲面定義。CATIA逆向工程模塊(CGO)CATIA可使設(shè)計(jì)師將物理樣機(jī)轉(zhuǎn)換到CATIA Designs下并轉(zhuǎn)變?yōu)樽謽訖C(jī)，并將測(cè)量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CATIA數(shù)據(jù)?；谙惹岸x零件的輔助零件定義和依據(jù)其之間接觸進(jìn)行自動(dòng)放置，可加快裝配件的設(shè)計(jì)進(jìn)度，后續(xù)應(yīng)用可利用此模型進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)、分析、制造等。這也許就是為什么世界上前25位的汽車(chē)制造商有18家選擇CATIA的原因。利用CATIA強(qiáng)大的仿真功能，制造商可以看到部件和子裝配是如何裝配在一起的，以及人體在裝配車(chē)間的活動(dòng)。工程師首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行每個(gè)部件的檢查，并在計(jì)算機(jī)的模擬幫助下進(jìn)行分析，然后才需要物理樣機(jī)。 DaimlerChrysler, BMW, Ferrari, Fiat , Porsche, Renault, 和 Volkswagen已經(jīng)體會(huì)到了CATIA給他們帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[5]。在建造物理樣機(jī)之前建立電子樣機(jī)并進(jìn)行測(cè)試能節(jié)省大量的開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的工作環(huán)境。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測(cè)取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。車(chē)身總布置設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是“以人為本”。對(duì)于不同用途的汽車(chē)總部置設(shè)計(jì)也是不同的，即使是同一類(lèi)車(chē)，因其用途、性能要求以及所選的各總成的類(lèi)型尺寸的不同，總布置設(shè)計(jì)也是千差萬(wàn)別的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，客車(chē)、轎車(chē)和多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)車(chē)身的質(zhì)量約占整車(chē)質(zhì)量的40％～60％，有些車(chē)型的車(chē)身占整車(chē)制造成本的百分比甚至還要略高一些[1]。提出了綜合考慮駕駛員舒適性、視野性、腿部操縱空間、方向盤(pán)、頂蓋等因素的H 點(diǎn)區(qū)域法。人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和現(xiàn)代化制造方法的發(fā)展促使汽車(chē)車(chē)身總布置的不斷更新和完善，傳統(tǒng)與創(chuàng)新藝術(shù)風(fēng)格的有機(jī)結(jié)合也影響著車(chē)身總布置的美學(xué)實(shí)踐。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)在汽車(chē)上的應(yīng)用，車(chē)身總布置也在飛速的變革與發(fā)展。然而，每一款新車(chē)型的問(wèn)世都離不開(kāi)車(chē)身總布置和它的設(shè)計(jì)工具，汽車(chē)車(chē)身總布置是汽車(chē)概念設(shè)計(jì)階段的一項(xiàng)相當(dāng)重要的方案設(shè)計(jì)工作。利用CATIA進(jìn)行總布置設(shè)計(jì),CATIA對(duì)于提高車(chē)身總布置的質(zhì)量，以及縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義關(guān)鍵詞：車(chē)身總布置設(shè)計(jì)；人機(jī)工程學(xué)； 人體模型；眼橢圓。因此，僅從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)汽車(chē)車(chē)身的經(jīng)濟(jì)效益也要高于其它兩個(gè)總成。車(chē)身總布置是在整車(chē)總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在汽車(chē)設(shè)計(jì)中，車(chē)身內(nèi)部布置應(yīng)當(dāng)能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車(chē)安全性、視野性等要求。這些圖形稱(chēng)為車(chē)身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)工具。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信[4]。但是要成功實(shí)施DMA需要一個(gè)集成的環(huán)境，以用于取得設(shè)計(jì)目標(biāo)和管理所有相關(guān)的數(shù)據(jù)。CATIA為汽車(chē)設(shè)計(jì)師和工程師提供了豐富的功能，包括3D實(shí)體造型、曲面造型和線架造型。以這種方式，CATIA和ENOVIA可以加快工程和制造的各個(gè)階段，從曲面和外形風(fēng)格建模到底盤(pán)和電路系統(tǒng)等等。通過(guò)分析這些結(jié)果，可以明顯減少不合理的設(shè)計(jì)，顯著減少開(kāi)發(fā)周期和成本。 CATIA的功能特點(diǎn)裝配設(shè)計(jì)(ASS) CATIA裝配設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)師建立并管理基于3D零件機(jī)械裝配件。 高級(jí)曲面設(shè)計(jì)(ASU)CATIA高級(jí)曲面設(shè)計(jì)模塊提供了可便于用戶建立、修改和光順零件設(shè)計(jì)所需曲面的一套工具。該產(chǎn)品同時(shí)提供了一套有價(jià)值的工具來(lái)管理大量的點(diǎn)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行過(guò)濾、采樣、偏移、特征線提取、剖截面和體外點(diǎn)剔除等。對(duì)NURBS的支持使得曲面的建立和修形以及與其它CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換更加輕而易舉。 DaimlerChrysler, BMW, Ferrari, Fiat , Porsche, Renault, 和 Volkswagen已經(jīng)體會(huì)到了CATIA給他們帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。工程師首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行每個(gè)部件的檢查，并在計(jì)算機(jī)的模擬幫助下進(jìn)行分析，然后才需要物理樣機(jī)。 CATIA人機(jī)工程功能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用CATIA還具有人機(jī)工程功能。一個(gè)友好的用戶接口確保了人體因素分析能夠由非人體分析專(zhuān)家進(jìn)行研究。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠精確的預(yù)測(cè)人的行為。HME能夠滿足專(zhuān)業(yè)人機(jī)工程分析師、技術(shù)支持維護(hù)工程師等不同設(shè)計(jì)人員的需要。HPA允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用，建立起自己的實(shí)際應(yīng)用，建立起自己的舒適度和強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，來(lái)滿足不同的需要。另外，通過(guò)人們已經(jīng)熟悉的形狀、顏色、材料、位置的組合來(lái)表示操作過(guò)程符合人的行動(dòng)特點(diǎn)，減少操作人員的學(xué)習(xí)過(guò)程，使機(jī)器符合操作人員的經(jīng)驗(yàn)、行為特征和操作想象，從而也能夠減少操作出錯(cuò)。在人機(jī)工程學(xué)中以人為本的設(shè)計(jì)理念思想指導(dǎo)下，滿足人體一般作業(yè)空間概略設(shè)計(jì)需要。CATIA不僅能夠還原實(shí)物原型，而且還能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，制造出新的產(chǎn)品。按德國(guó)汽車(chē)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)劃分主要依據(jù)軸距、排量、重量、性能等參數(shù)，字母順序越靠后，該級(jí)別的車(chē)軸距越長(zhǎng)、排量和重量越大，轎車(chē)的豪華程度也隨之提高。隨著城市純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)施配備逐步完善，EJ02還具備電池快換系統(tǒng)續(xù)電功能。這樣的設(shè)計(jì)不僅可以緩解城市交通擁堵的現(xiàn)狀，還能讓用戶行動(dòng)自如。汽車(chē)車(chē)身總布置是在整車(chē)總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其指導(dǎo)思想是“以人為本”。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測(cè)取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。所以車(chē)身設(shè)計(jì)在整車(chē)設(shè)計(jì)中占有重要地位。傳統(tǒng)車(chē)身設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)在于：在設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段都要反復(fù)進(jìn)行平面圖形和立體模型的制作過(guò)程。（2）費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作強(qiáng)度大。（3）設(shè)計(jì)精度低。計(jì)算機(jī)和數(shù)控加工技術(shù)的配合，可用來(lái)精確制造機(jī)械零件和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自行檢驗(yàn)和裝配，這就是計(jì)算機(jī)輔助制造?？s短了開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和制造的周期。這樣使初始設(shè)計(jì)可信度大為提高。它對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，以及增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力等方面，都起著巨大的作用。車(chē)架上平面線：車(chē)架縱梁上翼面上較長(zhǎng)的一段平面或承載式車(chē)身中部地板或邊梁的上緣面，并與水平面平行時(shí)，在前視和側(cè)視圖上的投影線，即為Z坐標(biāo)線。前輪垂直線：通過(guò)左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線，稱(chēng)為前輪垂直線。如果用現(xiàn)有的車(chē)身、車(chē)架拼裝新車(chē)型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。在繪制總布置圖時(shí)，先確定零線的位置。地面線可暫時(shí)不畫(huà)，待前、后輪中心至車(chē)架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為圓心，以車(chē)輪靜力半徑為半徑，分別畫(huà)兩個(gè)圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。為了保證汽車(chē)各部分合理的位置關(guān)系，需要設(shè)計(jì)人員定出許多重要的控制尺寸。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測(cè)取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。車(chē)身總布置原則車(chē)身總布置是其它設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)，是汽車(chē)設(shè)計(jì)的初始步驟，其自身的好壞決定著車(chē)身設(shè)計(jì)的成敗。就像人的身體一樣，汽車(chē)也須有一幅骨架，這就是車(chē)架。大梁式車(chē)架的優(yōu)點(diǎn)是能夠提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，且結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。這種承載式車(chē)身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。 圖 22 承載式車(chē)架 圖 23 車(chē)身覆蓋件 3）鋼管式車(chē)架鋼管式車(chē)架就是用鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在框架上。通常人們只將汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)劃分為非承載式車(chē)身和承載式車(chē)身。上下車(chē)更方便。人機(jī)工程學(xué)是從人的生理和心理特點(diǎn)出發(fā)，研究人、機(jī)、環(huán)境相互關(guān)系和相互作用的規(guī)律，以優(yōu)化人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的一門(mén)學(xué)科，其目標(biāo)是讓人在使用機(jī)械的用時(shí)有“安全、健康、舒適、高效”的感覺(jué)。合理的人機(jī)工程布置設(shè)計(jì)，不僅關(guān)系到車(chē)內(nèi)空間利用率和乘坐舒適性，而且還會(huì)影響整車(chē)造型及尺寸，進(jìn)一步影響整車(chē)性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)轳{駛操縱是機(jī)動(dòng)車(chē)輛駕駛員最基本、最頻繁、最重要的操作，所以駕駛操縱系統(tǒng)人機(jī)界面匹配的合理程度，對(duì)車(chē)輛行駛的安全性、對(duì)駕駛員的身心健康、駕駛操作的舒適性以及在正常工作時(shí)間內(nèi)繼續(xù)駕駛車(chē)輛所能保證的工作效率等，都有重大的影響汽車(chē)行車(chē)安全性及車(chē)內(nèi)乘員的人體保護(hù)技術(shù)；汽車(chē)車(chē)輛的撞車(chē)、翻車(chē)事故嚴(yán)重的威脅乘員的安全性。具體的標(biāo)準(zhǔn)限值因車(chē)輛類(lèi)型、使用條件、運(yùn)行環(huán)境的不同而異。汽車(chē)的道路交通適應(yīng)性我們認(rèn)為，應(yīng)該把人——車(chē)——路作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究，設(shè)計(jì)汽車(chē)性能時(shí)既要充分考慮到人的因素，如人體尺寸、人的生理和心理特征、人的習(xí)慣等人——車(chē)的關(guān)系，又要考慮到道路交通特性。將人機(jī)工程學(xué)的原理應(yīng)用于車(chē)身總布置設(shè)計(jì)中，以解決上述問(wèn)題，成為汽車(chē)設(shè)計(jì)中的重中之重。（2）基于人體形態(tài)的界面設(shè)計(jì)（3）基于力特性的界面設(shè)計(jì)（4）基于人腦特性的界面設(shè)計(jì)車(chē)身總布置設(shè)計(jì)應(yīng)該符合人腦對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和反應(yīng)規(guī)律。其研究的對(duì)象是人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)人機(jī)系統(tǒng)）各組成部分的屬性，但重點(diǎn)研究的是人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的總體屬性，以及人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系的規(guī)律。這三個(gè)子系統(tǒng)中兩兩互相交叉，又構(gòu)成三個(gè)交叉系統(tǒng)，即人—機(jī)系統(tǒng)，人—環(huán)境系統(tǒng)，機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)，這三個(gè)交叉系統(tǒng)的交叉則構(gòu)成人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。機(jī)的因素很多，在此主要對(duì)機(jī)械，電器系統(tǒng)進(jìn)行歸納，大致可概括為五方面：1信息傳遞技術(shù)；2操縱控制技術(shù)；3安全保障技術(shù)；4動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)；5宜人化技術(shù)。隨著機(jī)動(dòng)車(chē)輛用途大日益擴(kuò)大，形態(tài)的日益多樣化、功率和工作速度的不斷增加、自動(dòng)化程度的不斷提高、行駛道路和和交通環(huán)境條件的日益復(fù)雜，駕駛員的工作越來(lái)越重，因而對(duì)改善駕駛員勞動(dòng)條件要求越來(lái)越迫切。而舒適性、安全性直接與人相關(guān)，尤其是駕駛員的舒適性與安全性，所以研究對(duì)駕駛員操縱空間的研究是極為重要的。（2） 人適機(jī):為了適應(yīng)機(jī)器需要，使用者必需通過(guò)訓(xùn)練或者對(duì)使用者予以一定的身體限制，發(fā)揮人的可塑性和學(xué)習(xí)性，讓人去適應(yīng)機(jī)器，保證人機(jī)系統(tǒng)的最佳工作效率和效益。圖22圖2－2表明，不同種族之間的人體尺度差異如身高的差異主要是由于四肢的遠(yuǎn)位部分（即小腿和小臂）在長(zhǎng)短上的差異而引起的。表22列出我國(guó)成年人的人體主要尺寸表22人體主要尺寸測(cè)量項(xiàng)目 百分位數(shù)年齡分組男（1860）女（1855）1510509095991510509095991543158316041678175417751814114914841503157016401659169744485059717583394244526366742792892943133333383492522622672843033083192062162202732532582681851931982132292342424134284364654965055233874024104384674764946小腿長(zhǎng)324338344369396403419300313319344370376390 表23我國(guó)成年人的立姿人體尺寸測(cè)量項(xiàng)目 百分位數(shù)年齡分組男（1860）女（1855）1510509095991510509095991436147114951568164316641705337137113881454152215411579124412811299136714351455149411661195121112711333135013859259549681024107910961128873899913960100910231050656680693