【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斷地提高，人們對(duì)交通工具的要求也越來越高。汽車早成為人們生活中 不可缺少的交通工具。對(duì)于經(jīng)濟(jì)寬裕的人們來說，汽車不僅是單純的代步工具，而是一件精細(xì)的藝術(shù)品。而對(duì)于普通的群眾來說，接觸最多的就是穿梭在大街小巷，城市之間的客車，客車為人們的生活提供了極大地便利。而現(xiàn)代的人們不僅對(duì)客車乘坐的舒適性有要求，同時(shí)就對(duì)客車的造型設(shè)計(jì)提出了更高的要求，不僅是保證結(jié)構(gòu)的合理性，還要有一定的美觀性 ,符合人們的審美觀，符合時(shí)代的潮流。針對(duì)人們的這些要求，我們有必要對(duì)現(xiàn)有客車的造型作一番大的改動(dòng)，要在保證公益性的原則下發(fā)揮創(chuàng)意，為我國(guó)的人民生活和生產(chǎn)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 本文主要研究工 作 本課題就是運(yùn)用 強(qiáng)大三維造型的 軟件 UG 進(jìn)行 JD6600 型客車車身進(jìn)行造型設(shè)黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 計(jì)。 通過本課題的研究，掌握車身 造型設(shè)計(jì) 原理和方法，了解一些有關(guān) CAD/CAE的前沿技術(shù)和方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用 UG 軟件中的建模、渲染等功能來完成工作。同時(shí)，還要 收集 和學(xué)習(xí)我大量 有關(guān)造型、工業(yè)設(shè)計(jì)、美術(shù)等方面的 書籍、 資料 。只有通過這些不同領(lǐng)域知識(shí)的綜合，真正地將科學(xué)和藝術(shù)融合在一起，才能設(shè)計(jì)出更舒適、更美觀、更安全，符合時(shí)代要求的客車。 設(shè)計(jì)軟件 UG 簡(jiǎn)介 按照要求，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)有些圖紙需用 UG 完成。因此，有必要在此對(duì) UG這個(gè)軟件作一介 紹。 UG(Unigraphics)是 Unigraphics Solutiongs 公司推出的集 CAD/CAE/CAM為一體的三維機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)，也是當(dāng)今世界廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件之一，廣泛應(yīng)用于航空、航天，汽車和造船等領(lǐng)域。 UG 是一個(gè)交互的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）系統(tǒng)，具備了當(dāng)今機(jī)械加工領(lǐng)域所需的大多數(shù)工程設(shè)計(jì)和制圖功能。 UG 是一個(gè)全三維、雙精度的造型系統(tǒng)，使用戶能夠精確地描述任何幾 何形體，通過對(duì)這些形體的組合，就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和制圖 。 它的功能覆蓋了從概 念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過程，并且廣泛地運(yùn)用在汽車、航天、模具加工及設(shè)計(jì)和醫(yī)療器械行業(yè)等方面。它提供了強(qiáng)大的實(shí)體建模技術(shù)，提供了高效能的曲面建構(gòu)能力，能夠完成最復(fù)雜的造型設(shè)計(jì)。 UG 自從 1990 年，進(jìn)入我國(guó)以來，以其強(qiáng)大的功能和工程背景，已經(jīng)在我國(guó)的航空、航天、汽車、模具和家電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。尤其 UG 軟件 PC 版本的推 出，為 UG 在我國(guó)的普及起到了良好的推動(dòng)作用。 UG 具有以下優(yōu)勢(shì)： 可以為機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及電器設(shè)計(jì)單位提供一套完整的設(shè)計(jì)、分析和制造方案。 UG 是一個(gè)完全的參數(shù)化軟件，為零部件的系列化建模 、裝配和分析提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)支持。 UG 可以管理 CAD 數(shù)據(jù)以及整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期中所有相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)逆向工程（ Reverse Design）和并行工程（ Concurrent Engineer）等先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。 UG 可以完成包括自由曲面在內(nèi)的復(fù)雜模型的創(chuàng)建，同時(shí)在圖形顯示方面運(yùn)用了區(qū)域化管理方式，節(jié)約系統(tǒng)資源。 UG 具有強(qiáng)大的裝配功能，并在裝配模塊中運(yùn)用了引用集的設(shè)計(jì)思想，為節(jié)約計(jì)算機(jī)資源提出了行之有效的解決方案，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 由于 UG 功能強(qiáng)大，其包括以下幾個(gè)模塊： CAD 1. UG/入口 (UG/Gateway) 2. UG/實(shí)體建模 (UG/Solid Modeling) 3. UG/特征建模 (UG/Features Modeling) 4. UG/自由曲面建摸 (UG/Freeform Modeling) 5. UG/用戶自定義特征 (UG/UserDefined Features) 6. UG/工程制圖 (UG/Drafting) 7. UG/裝配建模 (UG/Assembly Modeling) 8. UG/高級(jí)裝配 (UG/Advanced Assemblies) 9. UG/虛擬現(xiàn) 實(shí) (UG/Reality)漫游 (UG/FlyThrough) 10. UG/逼真著色 (UG/Photo) 11. UG/標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)系統(tǒng) (UG/FAST) 12. UG/WAVE 技術(shù) 13. UG/幾何公差 (UG/Geometric Tolerancing) CAM 1. UG/CAM 基礎(chǔ) (UG/CAM Base) 2. UG/后置處理 (UG/Post processing) 3. UG/車加工 (UG/Lathe) 4. UG/型芯和型腔銑削 (UG/Core amp。 Cavity Milling) 5. UG/固定軸銑削 (UG/FixedAxis Milling) 6. UG/清根切削 (UG/Flow Cut) 7. UG/可變軸銑削 (UG/VariableAxis Milling) 8. UG/順序銑切削 (UG/Sequential Milling) 9. UG/制造資源管理系統(tǒng) (UG/Genius) 10. UG/切削仿真 (UG/VERICUT) 11. UG/線切割 (UG/Wire EDM) 12. UG/圖形刀軌編輯器 (UG/Graphical Tool Path Editor) 13. UG/機(jī)床仿真 (UG/Unisim) 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 14. UG/SHOPS 15. Nurbs(B 樣條 )軌跡生成器 (Nurbs(BSpline) Path Generator) CAE 1. UG/有限元分析 (UG/Scenario for FEA) 2. UG/有限元 (UG/FEA) 3. UG/機(jī)構(gòu)學(xué) (UG/Mechanisms) 4. UG/注塑模分析 (UG/MF Part Adviser) 鈑金件 (Sheet Metal) 1. UG/鈑金件設(shè)計(jì) (UG/Sheet Metal Design) 2. UG/鈑金制造 (UG/Sheet Metal Fabrication) 3. UG/鈑金件排樣 (Ug/Sheet Metal Nesing) 4. UG/高級(jí)鈑金設(shè)計(jì) (Ug/Advanced Sheet Metal Design) 5. UG/鈑金沖模工程 (Ug/Sheet Metal Die Engineering) 用戶化 UG/Open 1. UG/Open MenuScript 2. UG/用戶界面設(shè)計(jì) (UG/Open UIStyler) 3. UG/Open GRIP 4. UG/Open API 5. UG/Open++ WEB 產(chǎn)品 1. UG/Web 服務(wù)器 (UG/Web Server) 2. UG/Web 表示 (UG/Web Express) 3. UG/Web 渲染 UG/(UG/Web Render) 基于知識(shí)的工程 (Knowledge Based Engineering) Ug/GenConnect 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 管路應(yīng)用 (Routing Applications) UG/Routing, UG/Tubing, UG/Piping, UG/Conduit, UG/Raceway, UG/Steelwork. UG/電氣配線 (UG/Harness) 質(zhì)量工程應(yīng)用 (Quality Applications) UG/設(shè)計(jì)檢驗(yàn) , UG/檢測(cè) , UG/逆向工程 (UG/Design Verification, UG/Inspection, UG/Reverse Engineering) 數(shù)據(jù)交換 (Data Exchange) IGES,STEP,DXF 二維交換和直接轉(zhuǎn)換器 特殊應(yīng)用 (Special Applications) UG/快速成型 (UG/Rapid Prototyping) UG/管理者 (UG/Manager) CADAM 移植 (CADAM Migration) UG/移植 (UG/MX) 而我這次設(shè)計(jì)中要用到的模塊有： 1. UG/入口 (UG/Gateway) 2. UG/實(shí)體建模 (UG/Solid Modeling) 3. UG/特征建模 (UG/Features Modeling) 4. 自由形狀建模 (Free Form Modeling) 自由形狀建模用于設(shè)計(jì)高級(jí)自由形狀，或直接在實(shí)體 上，或作為獨(dú)立片體，片體類似于實(shí)體除去它們沒有閉合一容積。 片體建模完全與實(shí)體建模集成并允許自由形狀獨(dú)立建立之后作用到實(shí)體設(shè)計(jì)。許多自由形狀建模操作可以直接產(chǎn)生或修改實(shí)體。自由形狀片體和實(shí)體與它們定義的幾何體相關(guān)，允許重訪早期設(shè)計(jì)決策及自動(dòng)更新下游工作 。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 5. UG/高級(jí)裝配 (UG/Advanced Assemblies) 6. UG/逼真著色 (UG/Photo) 渲染將提供他們?yōu)楦行У乇硎驹O(shè)計(jì)概念 需的工具，減少原型樣機(jī)成本并更快地帶產(chǎn)品到市場(chǎng) 。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 2 造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 及要求 工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)概述 工業(yè)設(shè)計(jì)的定義 1970 年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)理事會(huì) （ International Council of Societies of Industrial Design， ICSID ） 為工業(yè)設(shè)計(jì)下了一個(gè)完整的定義： “工業(yè)設(shè)計(jì)，是一種根據(jù)產(chǎn)業(yè)狀況以決定制作物品之適應(yīng)特質(zhì)的創(chuàng)造生活。適應(yīng)物品特質(zhì)，不單指物品的結(jié)構(gòu)，而是兼顧使用者和生產(chǎn)者雙方的觀點(diǎn)，使抽象的概念系統(tǒng)化，完成統(tǒng)一而具體化的物品形象，即著眼于根本的結(jié)構(gòu)與機(jī)能間的相互關(guān)系，其根據(jù)工業(yè)生產(chǎn) 的條件擴(kuò)大了人類環(huán)境的局面。 ” ICSID 于 1980 年在巴黎舉行的第十一次年會(huì)上修訂工業(yè)設(shè)計(jì)的定義為：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練、技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而賦予材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工、裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行 工作，而且，當(dāng)需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝、宣傳、展示、市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí)，這也是屬于工業(yè)設(shè)計(jì) 的范疇。 ” 美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)會(huì)（ Industrial Designers Society of America， IDSA）也對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的定義和工業(yè)設(shè)計(jì)師的任務(wù)等進(jìn)行了論述： 工業(yè)設(shè)計(jì)是創(chuàng)建和發(fā)展概念和規(guī)格的專業(yè)服務(wù)，以便優(yōu)化產(chǎn)品的功能、價(jià)值、外觀以及系統(tǒng)，而使用戶和制造商共同受益。 造型的特征與意義 造型 是指創(chuàng)造出的物體形象 ；而形象是指能引起人的思想或感情活動(dòng)的具體形狀或姿態(tài)，既包含了事物的模樣、形狀等，又蘊(yùn)含有姿態(tài)情狀的概念。由此，造型是指創(chuàng)造物體“外形”與“神態(tài)”的活動(dòng)。 產(chǎn)品造型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中就設(shè)計(jì)本身而言，主要是指產(chǎn)品視覺表現(xiàn)，可以是紙面上的表達(dá)，也可 以是立體或?qū)嶓w的體現(xiàn)，是以人的感受方式將產(chǎn)品內(nèi)在的性能體現(xiàn)在人的知覺系統(tǒng)中，導(dǎo)致直覺 領(lǐng)悟，從而產(chǎn)生心理感受。產(chǎn)品造型的處理 是一種形式美的手段，以形態(tài)形式美的結(jié)構(gòu)為表層，以求達(dá)到產(chǎn)品外部造型的性能與 使用者潛在期望相吻合的理想目標(biāo)，追求產(chǎn)品與人之間的最佳匹配。 產(chǎn)品造型是產(chǎn)品物態(tài)化的形體與外觀神態(tài)的結(jié)合，具有自我特定的表情模樣。黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 產(chǎn)品的特征一般包括信息性、功能性、創(chuàng)造性、概念性和識(shí)別性。 可以預(yù)見，在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品造型的識(shí)別性將成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的利器和企業(yè)生存的護(hù)身符。具體來說就是企業(yè)為了塑造其形象，通過產(chǎn)品 識(shí)別設(shè)計(jì)，將終端產(chǎn)品予以 具象化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，并通過整合性宣傳形成自己的特征與風(fēng)格，使公眾對(duì)產(chǎn)品 及其品牌產(chǎn)生一致的認(rèn)同感和價(jià)值觀。 美國(guó)學(xué)者赫伯特 A. 西蒙提出：設(shè)計(jì)是人工物的內(nèi)部環(huán)境（人工物自身的物質(zhì)和組織）和外部環(huán)境 （人工物的工作或使用環(huán)境）的結(jié)合。產(chǎn)品造型作為產(chǎn)品內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境的媒介，其本身既是內(nèi)部環(huán)境的組成部分（容納、保護(hù)內(nèi)部環(huán)境），同時(shí)又起到與外部環(huán)境溝通適應(yīng)的作用。換句話說 ，產(chǎn)品的造型價(jià)值可以分為物質(zhì)與非物質(zhì)兩大類。而產(chǎn)品造型的價(jià)值更大的體現(xiàn)于非物質(zhì)層面，其主要是指產(chǎn)品造型所傳達(dá)的各種信 息，以及這些信息所帶給消費(fèi)者的體驗(yàn)、心理感受、精神滿足等等。換句話說，產(chǎn)品是物質(zhì)與非物質(zhì)的統(tǒng)一，而產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)正是通過 對(duì)設(shè)計(jì)符號(hào)與設(shè)計(jì)語(yǔ)言的運(yùn)用，將物質(zhì)要素與非物質(zhì)要素相融合，形成一個(gè)有機(jī)的整體。 造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 汽車 造型設(shè)計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面和分支，具有鮮明的工業(yè)設(shè)計(jì)工作的特色。它不是對(duì)產(chǎn)品的簡(jiǎn)單裝飾，而是以藝術(shù)手法巧妙地表現(xiàn)產(chǎn)品的功能、材料、工藝和特點(diǎn) ，并形成符合審美規(guī)律的形體。汽車造型無疑要表現(xiàn)汽車的特征，使人們對(duì)這種交通工具的性能、材料等內(nèi)容產(chǎn)生美感。 任何一種藝術(shù)形式都有它的語(yǔ)言，而 對(duì)于產(chǎn)品造型而言，主要是指意念中的點(diǎn)、線、面、體的結(jié)合，其作用是促使視覺元素的形成。 造型色彩不僅僅只是為了描寫某種物體或