【正文】 是仿生設(shè)計(jì)的完美體現(xiàn)，它模仿了白鱀豚的背 部造型。 作為邢臺(tái)文化圖騰的牛，在中國(guó)古代是勤勞的象征。該學(xué)科一經(jīng)問(wèn)世便引起眾多關(guān)注，顯示出了巨大的發(fā)展空間。 邢臺(tái)的主要景區(qū)有云夢(mèng)山、九龍峽、大峽谷、天河山，去這些景區(qū)旅游的人群主要是邢臺(tái)或是邢臺(tái)附近城市的居民，因?yàn)殡x景區(qū)較近，旅游過(guò)程可在一天之內(nèi)完成。邢臺(tái)市也有一個(gè)別名，叫臥牛城。同樣，一方水土孕育一方文化。一則是為了向偉大的汽車設(shè)計(jì)師奧羅致敬，二則是水滴型車頂能夠在滿足空氣動(dòng)力的要求的同時(shí)，兼顧美觀性。但可惜的是，由于種種原因，當(dāng)時(shí)這款車并沒(méi)有投入生產(chǎn)。如上所述，水滴形狀的造型會(huì)將空氣阻力降到最低。那么，什么是風(fēng)阻系數(shù)呢？所謂風(fēng)阻系數(shù)，代表的是物體穿過(guò)流質(zhì)的難易程度，即汽車克服空氣阻力的難易程度。 不同的人對(duì)美有著不同的理解，但有些美學(xué)風(fēng)格是社會(huì)普遍接受的，符合大眾的審美，如圓潤(rùn)美學(xué)。例如，在女性車上，車頂大多為優(yōu)美可愛(ài)的曲線；在男性車上，車頂則表現(xiàn)為陽(yáng)剛的較平直的線條；商用車的車頂會(huì)顯得沉穩(wěn)大氣。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè) 車身的設(shè)計(jì)風(fēng)格 車身由多個(gè)部件組成， 每個(gè)部件都是表現(xiàn)車型特征的重要條件。不止是設(shè)計(jì)者，這兩點(diǎn)也是現(xiàn)代社會(huì)各類人才的必備素質(zhì)。而新穎的事物可能會(huì)讓人覺(jué)得古怪，難以接受，但這卻恰恰證明了 新生事物的生命力，閃爍著智慧的火花。我們 應(yīng)該學(xué)會(huì)并善用這些規(guī)律，把它們應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。它圓潤(rùn)的大燈，拱起的背以及有特色的輪拱，已經(jīng)成為了甲殼蟲獨(dú)特的標(biāo)志，就像一只俏皮的甲殼 蟲在街上愜意的爬行。感性美和理性美既是矛盾的個(gè)體，又相互包容，是汽車設(shè)計(jì)必不可少的部分，它們共同組成的汽車的美。隨著時(shí)代發(fā)展，電動(dòng)車已成為一種不可或缺的交通工具，市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)車的各方面要求越來(lái)越高，而且不再局限于傳統(tǒng)的性能方面，更執(zhí)著于對(duì)電動(dòng)車美學(xué)的追求和品味，如果說(shuō)電動(dòng)車的性能是產(chǎn)品的生命，那電動(dòng)車的美學(xué)設(shè)計(jì)就是她的靈魂，如何滿足市場(chǎng)和買家對(duì)這方面的追求已成為電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的一條新的命脈，而電動(dòng)車的美學(xué)設(shè)計(jì)，也發(fā)展成為一種新的學(xué)科。人們?cè)谏鐣?huì)的 進(jìn)步中發(fā)現(xiàn)了美，并且一直沒(méi)有止住探索美的腳步。缺乏特色，不能體現(xiàn)出景區(qū)的特點(diǎn)，不能與景點(diǎn)的景色相呼應(yīng)，完全不能融入景區(qū)。 （ 7）概念型 概念型電動(dòng)車是一種并不進(jìn)行商業(yè)量產(chǎn)，但能預(yù)示出未來(lái)電動(dòng)車發(fā)展趨勢(shì)的車型。雖然這種外形的電動(dòng)車數(shù)量不多，但也逐漸成為一種趨勢(shì)。在這之后的電動(dòng)車都從機(jī)械骨架型逐漸轉(zhuǎn)型到了四輪的廂式馬車型，看起來(lái)就像是馬車一樣。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 解決途徑 通過(guò)查閱相關(guān)資料，深入了解邢臺(tái)的歷史文化，并根據(jù)邢臺(tái)當(dāng)?shù)氐奈幕帮L(fēng)俗構(gòu)想適合的電動(dòng)觀光車基本外形。外觀 是人們接觸新事物的第一印象，好的外觀會(huì)讓人更易接受。美觀的外表會(huì)使人身心愉悅，也會(huì)讓人更愿意乘坐。天河山，云夢(mèng)山皆風(fēng)光秀麗，登之有飄然若仙之感?？梢哉f(shuō)，從 2020 年開始，純電動(dòng)車時(shí)代已撲面而來(lái)。電動(dòng)觀光車可以應(yīng)用在許多地點(diǎn)，如景區(qū)、校園。邢臺(tái)作為 一座歷史悠久的文化古城，有必要設(shè)計(jì)一款獨(dú)具邢襄文化特色的觀光車。 課題的依據(jù)及意義 近年來(lái)，地球環(huán)境污染日益嚴(yán)重，溫室效應(yīng)、石油枯竭、霧霾等現(xiàn)象深深影響著人們的生活，也給人們的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。在邢臺(tái)，存在著十分嚴(yán)重的交通問(wèn)題和汽車尾氣排放污染問(wèn)題，霧霾的天氣總是困擾著人們。 現(xiàn)在，在政府的大力扶植下，電動(dòng)車數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但我們應(yīng)該看到，電動(dòng) 觀光車的推廣依然存在很大問(wèn)題。牛是邢臺(tái)文化的圖騰。與汽油機(jī)相比，電動(dòng)車環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等的特點(diǎn)，讓電動(dòng)車如今也有了一席之地。從外形上看，這種車的外形不再與馬車相似，而是更趨向于現(xiàn)在的汽車，水平高度較低，而中間偏高，也逐漸演變成為一種十分重要的外形。 （ 6）改裝型 正如它的名字，改裝型電動(dòng)車是將汽油車改裝，即將汽油機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)等組件用電動(dòng)機(jī)等替換。概念車雖不進(jìn)行量產(chǎn)，但卻以它新穎的外形和技術(shù)，不斷推動(dòng)著電動(dòng)車的發(fā)展。 3 車身設(shè)計(jì)需考慮的因素 圖 2 8 西安景區(qū)電動(dòng)觀光車 圖 2 9 廣西景區(qū)電動(dòng)觀光車 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè) 美學(xué) 車身的美學(xué) 汽車是人類最偉大的發(fā)明之一，生來(lái)就伴隨著藝術(shù)。英國(guó)詩(shī)人濟(jì)慈曾說(shuō)過(guò)：“美的事物是永恒的喜悅”；愛(ài)迪生也曾說(shuō)：“最能打動(dòng)心靈的還是美。所謂感性美，是指人們依據(jù)自身的情感給與的視覺(jué)評(píng)價(jià) 。當(dāng)時(shí)希特勒希望能設(shè)計(jì)出一款車，可以讓平民也能享受到駕駛的樂(lè)趣，于是，在工程師費(fèi)迪南的努力下，首量緊湊型轎車誕生了，以它的流線外觀和平民情節(jié)，迅速占領(lǐng)了市場(chǎng)，在幾十年后的今天，它的受歡迎程度也絲毫未減。甲殼蟲對(duì)美學(xué)的極致追求，不斷的向人們證明著，汽車不僅僅是簡(jiǎn)單的交通工具，還能夠傳達(dá)感情、彰顯個(gè)性。 首先，設(shè)計(jì)人員要富有創(chuàng)造性。設(shè)想，一個(gè)設(shè)計(jì)師構(gòu)想出來(lái)了一個(gè)完美的設(shè)計(jì)，但卻不會(huì)表達(dá)，無(wú)法將它傳達(dá)給他人，該是多么尷尬。而協(xié)作能力直接影響著所設(shè)計(jì)的車輛能否實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。設(shè)計(jì)頂棚時(shí)，在顧忌空氣阻力與剛度的情況下，可以有很多造型創(chuàng)意。這種車型最大的特點(diǎn)是兩側(cè)不設(shè)車門，而且正面的玻璃極大，以便于乘客更好的觀賞沿途的風(fēng)景。而圓潤(rùn)美學(xué)應(yīng)用到電動(dòng)觀光車外型上，主要體現(xiàn)在車身的外形設(shè)計(jì)上，實(shí)際上這也是符合空氣動(dòng)力學(xué)的。如果形狀不好，這種氣流就會(huì)被打破而產(chǎn)生混亂的 氣流，增大空氣阻力。后來(lái)，奧羅對(duì)汽車空氣動(dòng)力造型研究產(chǎn)生了巨大的興趣。 圖 3 9 水滴車郵票 2020 年。 車身仿生設(shè)計(jì) 邢襄文化與牛文化 文化是人類特有的。 邢臺(tái)文化獨(dú)具一格，其在四千年歷史長(zhǎng)河中形成自強(qiáng)不息、崇德尚武、慷慨悲歌的文化特征和品行，在中華文化中獨(dú)樹一幟。關(guān)于邢襄文化，已經(jīng)在第五章簡(jiǎn)要介紹過(guò)了。 若是將觀光車應(yīng)用在校園，則面向?qū)?象就是大學(xué)生。最直觀的就是人類依據(jù)鳥類流線型的身體和翅膀，設(shè)計(jì)出了飛機(jī)；依據(jù)魚類的身體特征設(shè)計(jì)出了船身，用槳模仿魚鰭；依據(jù)蝙蝠的聲波系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出了雷達(dá)。人們喜愛(ài)它吃苦耐勞和溫和馴良的精神。 圖 3 12 牛的生物特征 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 3 14 汽車仿生學(xué) 這是一款典型的模仿鯊魚的汽車。 同樣，正視圖的曲線也應(yīng)該有一定弧度。由于是設(shè)計(jì)車頂，所以還是要以實(shí)用為重點(diǎn)，要設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔大方，不能過(guò)于花哨或是難以制造。 圖 4 10 車頂曲面 再做出支撐車頂?shù)牧⒅安Ａ?、后視鏡。在這個(gè)尺寸下，不會(huì)浪費(fèi)多余的空間，又不會(huì)讓乘客覺(jué)得擁擠。 冷彎型鋼是一定寬度的帶鋼，在常溫下經(jīng)過(guò)一組縱向排列的軋輥，逐漸變形，以達(dá)到符合要求的形狀尺寸。 根據(jù)所學(xué)的材料力學(xué)知識(shí)，可知應(yīng)力與軸力的關(guān)系為： AFN?? 其中， δ 為所受應(yīng)力， F 為軸力， A 為截面面積。本篇論文對(duì)傳統(tǒng)的電動(dòng)觀光車進(jìn)行了詳細(xì)的分析，分析指出了了電動(dòng)觀光車具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，是城市發(fā)展的必需品，在世界能源危機(jī)日益凸顯和國(guó)家旅游業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，具有廣闊的發(fā)展前景。 邢臺(tái)文化獨(dú)具一格，其在四千年歷史長(zhǎng)河中形成自強(qiáng)不息、崇德尚武、慷慨悲歌的文化特征和品行，在中華文化中獨(dú)樹一幟。 本篇論文詳細(xì)分析了現(xiàn)有電動(dòng)觀光車的優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)及市場(chǎng)和文化價(jià)值，研究并解決了現(xiàn)有電動(dòng)觀光車外形單一不能體現(xiàn)城市文化且不符合空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。在滿足條件的情況下，還要盡量做到外形美觀，這并不是一件容易的事情，需要投入大量的心血。以前總是覺(jué)得無(wú)論是汽車還是電動(dòng)車，它們的外形都是差不多的，對(duì)外形也不是很在意。而邢襄文化的代表是牛文化。 本文通過(guò)大量查閱資料，首先分析了電動(dòng)觀光車的發(fā)展歷史，著重介紹了電動(dòng)觀光車的各種外形，從中整合出自己的設(shè)計(jì)思路。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 32 頁(yè) 表 4 1 邊長(zhǎng)、壁厚與截面的關(guān)系 由表可知，邊長(zhǎng) 25mm，壁厚 2mm 的冷彎鋼管的截面面積為 ，即A=。 圖 4 15 冷彎鋼 冷彎型鋼一般使用碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235，其塑性和焊接性能都比較好，同時(shí)又兼顧經(jīng)濟(jì)性。其一，冷彎型鋼具有各種特薄、形狀合理又復(fù)雜的截面。 圖 4 14 整車側(cè)視圖 車頂支架的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 本文所設(shè)計(jì)的是可載 8 人的電動(dòng)觀光車，主要應(yīng)用在校園和景區(qū)，車頂架的尺寸要根據(jù) 8 人的乘坐空間設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 4 8 水滴型車頂 綜上所述，本文設(shè)計(jì)的車頂即滿足仿生學(xué)設(shè)計(jì)，能很好的宣傳邢襄文化，又滿足空氣動(dòng)力學(xué)。 根據(jù)上面兩個(gè)圖，可以畫出車頂?shù)拇笾驴蚣?，如下圖所示： 圖 4 3 車頂框架 有了框架，使用 UG 曲面網(wǎng)格命令，把車頂拉出來(lái)。說(shuō)到牛的外貌特征，那拱起的牛背可以算是牛最明顯的特征之一了。在設(shè)計(jì)此款車頂之前，我們先來(lái)看一看仿生設(shè)計(jì)在其他車身上的具體體現(xiàn)。本論文主要研究的是對(duì)牛的形態(tài)仿生學(xué)。人類將這些從自然界生物身上學(xué)到的理論移植到設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中，從而提高其實(shí)用性和功能性。此款觀光車適用廣泛，主要是邢臺(tái)景區(qū)和校園。 一個(gè)城市，除了其正式的稱謂以外，往往還有一個(gè)別名，如濟(jì)南又稱為泉城，廣州又稱為五羊城。 俗話說(shuō)，一方水土養(yǎng)育一方人。 電動(dòng)觀光車不同于需要高速行駛的汽車，并不需要太多的考慮的空氣阻力，因此，我舍棄了繁瑣又對(duì)觀光車沒(méi)有太大意義的空氣阻力計(jì)算，選擇了依照水滴的外形設(shè)計(jì)觀光車外形。 圖 3 8 水滴車 這款車的風(fēng)阻系數(shù)僅為 ，就算在現(xiàn)在，也僅有擁有 風(fēng)阻系數(shù)的奔本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 馳 CLA 能與之匹敵。 作為流體力學(xué)中應(yīng)用最廣泛的學(xué)科，空氣動(dòng)力學(xué)如今已經(jīng)在去多領(lǐng)域 有了相應(yīng)的應(yīng)用。 圖 3 4 圓潤(rùn)美學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 3 5 汽車風(fēng)阻仿真 當(dāng)購(gòu)買汽 車時(shí)，經(jīng)常會(huì)聽到很多廠家將“風(fēng)阻系數(shù)”作為一個(gè)宣傳點(diǎn)。我認(rèn)為，車頂對(duì)整車造型的意義是很大的，甚至可以左右整個(gè)車的風(fēng)格，因此設(shè)計(jì)造型時(shí)不應(yīng)該僅僅考慮車頭而忽略車頂?shù)脑O(shè)計(jì)，有個(gè)性的車頂往往讓人耳目一新。根