【導(dǎo)讀】款車子甚至汽車廠商的命運(yùn)。汽車的外形設(shè)計(jì)，專業(yè)的說(shuō)法叫做汽車造型設(shè)計(jì)，是根據(jù)汽。車整體設(shè)計(jì)的多方面要求來(lái)塑造最理想的車身形狀。汽車造型設(shè)計(jì)是汽車外部和車廂內(nèi)部造。它不是對(duì)汽車的簡(jiǎn)單裝飾，而是運(yùn)用藝術(shù)的手法、科學(xué)地表現(xiàn)汽車的功能、材料、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。汽車造型的目的是以美去吸引和打動(dòng)觀者，使其產(chǎn)生擁有這種車。汽車造型設(shè)計(jì)雖然是車身設(shè)計(jì)的最初步驟，是整車設(shè)計(jì)最初階段的一項(xiàng)綜合構(gòu)思，但卻是決定產(chǎn)品命運(yùn)的關(guān)鍵。汽車的造型已成為汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)最有力的手段之一。型主要涉及科學(xué)和藝術(shù)兩大方面。舊有的規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化將被推翻。目前部分技術(shù)實(shí)力高超的小型汽車廠商已經(jīng)開(kāi)始提供個(gè)人。汽車的保有量不斷增加，而相應(yīng)配套的市政。空間，駕駛室前移；加長(zhǎng)軸距，減少前后懸的長(zhǎng)度；行李箱向車尾部后移或向車頂部上移；為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)所占空間，需要對(duì)底盤和整。專門研究鈍體繞流的稱鈍體空氣動(dòng)力學(xué)；專門研究?jī)?nèi)流的稱內(nèi)流空氣動(dòng)力學(xué)。

　　

【正文】 的是如何處理各神曲率不同的復(fù)雜空間曲面，涉及曲面的建模、編輯、裁剪及平滑連接過(guò)渡等問(wèn)題。過(guò)去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為初步設(shè)計(jì)與準(zhǔn)確技術(shù)設(shè)好兩個(gè)過(guò)程，需經(jīng)歷 1:5 小油泥模型、等尺寸油泥模型及樣車制造等階段。其中還必須經(jīng)過(guò)多次的模型和實(shí)車的風(fēng)洞阻力試驗(yàn)，工 作極其繁瑣艱辛，周期長(zhǎng)達(dá)５年甚至更長(zhǎng)，同時(shí)存在開(kāi)發(fā)成本高、產(chǎn)品通用化系列化程度低和積累誤差大等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和廣泛使用，在車身設(shè)計(jì)中現(xiàn)已大量使用功能強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，如曲面造型能力很強(qiáng)的美國(guó)計(jì)算機(jī) UG 軟件系統(tǒng)，就為車身進(jìn)行 CAD/CAE/CAM 設(shè)計(jì)提供了極良好的基礎(chǔ)。 FEM 有限元的車身設(shè)計(jì) FEM（ FINITE ELEMENT MODE）有限元法是一種隨計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的計(jì)算方法，對(duì)分析復(fù)雜的幾何形狀受力情況和約束情況進(jìn)行較大簡(jiǎn)化后再粗略估算，與實(shí)際情況有較大差別。 FEM 在車 身設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，是先將車身剖分成由有限個(gè)單元組成的數(shù)以千百計(jì)的離散組合體，再運(yùn)用力學(xué)原理分析每個(gè)單元的受力特性，然后組集成各個(gè)單元的特性，從而得到車身的應(yīng)力場(chǎng)和具能有效的分析計(jì)算及模擬車身的實(shí)際受力和結(jié)構(gòu)形狀的變化，以及被約束的情況等。由于有元法計(jì)算精確，計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際，早在 50 年代就開(kāi)始應(yīng)用于飛機(jī)的設(shè)計(jì)，取得了很成功的經(jīng)驗(yàn)，后來(lái)很快推廣到汽車車身及零部件的設(shè)計(jì)中。目前 FEM 技術(shù)無(wú)論在理論研究上或?qū)嵺`指導(dǎo)方面都發(fā)展到成熟的階段，它在處理大型等距離微機(jī)化及增強(qiáng)前后處理能力方面，以及在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)智能型有限 元自動(dòng)估算誤差功能等都有了較大的進(jìn)展。 在 FEM 設(shè)計(jì)過(guò)程中，轎車車身可按簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)建模，如車身可按簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)建模，如車身上可 A、 B 柱類件均是由若干個(gè)零部件圍成的承載結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為梁薄殼結(jié)構(gòu)單元；車頂蓋和地板等板狀支承結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為板殼結(jié)構(gòu)單元；它們靠一種稱之為彈性件來(lái)連結(jié)。由于各結(jié)構(gòu)元屬細(xì)分法取得，則一個(gè)車身可簡(jiǎn)化為成千個(gè)單位件和節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成，以此建立有限元車身力學(xué)模型。 FEM的造型設(shè)計(jì)兩種，一般可分為概設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)及準(zhǔn)確設(shè)計(jì)三個(gè)階段，與之相對(duì)應(yīng)要建立三個(gè) FEM 模型。概念設(shè)計(jì)階段也稱簡(jiǎn)單 FEM，其任務(wù)是根據(jù)車身 總體設(shè)計(jì)思想和預(yù)期使用條件，經(jīng)過(guò)粗略有限元模擬以取得對(duì)下步設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用和取得相關(guān)數(shù)據(jù)，它對(duì)計(jì)算機(jī)的條件和計(jì)算時(shí)間都要求較低，可快帶獲取計(jì)算結(jié)果。過(guò)程 FEM 階段的任務(wù)是根據(jù)上步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、完成對(duì)零部件的設(shè)計(jì)、修改和取舍。準(zhǔn)確 FEM 的意義在于經(jīng)過(guò)實(shí)車試驗(yàn)后數(shù)據(jù)經(jīng)反復(fù)修改以確定出吻合的準(zhǔn)確 FEM，并可根據(jù)市場(chǎng)反饋意見(jiàn)，進(jìn)行快速局部修改，并建立對(duì)車身動(dòng)力學(xué)如碰撞響應(yīng)的有限元模型。 這里必須強(qiáng)調(diào)的是，在車身設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，概念設(shè)計(jì)的作用十分重要，通過(guò)概念設(shè)計(jì)就基本上確定車身的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，直接影響后續(xù)設(shè)計(jì)的正確和周 期，減少重復(fù)設(shè)計(jì)，而且概念設(shè)計(jì)成本約占總設(shè)計(jì)成本的 70%，對(duì)整車成本構(gòu)成的比重較大。 導(dǎo)流式車身造型設(shè)計(jì) 從汽車行駛速度造成的空氣阻力來(lái)看，汽車的百年發(fā)展史，其實(shí)質(zhì)就是汽車如何克服氣動(dòng)阻力的發(fā)展過(guò)程，車身的造型進(jìn)步則生動(dòng)的演繹著這個(gè)變化經(jīng)歷。可以毫不夸張地說(shuō)，在與氣動(dòng)阻力作斗爭(zhēng)過(guò)程中推動(dòng)了汽車車身的進(jìn)步和開(kāi)發(fā)。從最初的箱式車身發(fā)展到四十年代的甲殼式車身，就是得到當(dāng)代空氣動(dòng)力學(xué)在飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)應(yīng)用中的啟示而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，其氣動(dòng)阻力系數(shù)比箱式車身大幅度的下降了 1520 百分點(diǎn)，達(dá)到 0、 450、 5 的水平，把車速 一下子解放到 6070km/h。但隨著車速進(jìn)一步提高，發(fā)現(xiàn)凸起的甲殼蟲(chóng)車身尾部，在汽車行駛時(shí)將會(huì)形成較大的旋渦流區(qū)，使汽車不適宜作高速行駛，不過(guò)在當(dāng)時(shí)這已經(jīng)是一個(gè)很大的飛躍了。隨后幾十年的技術(shù)進(jìn)步，轎車車身跨越了 船形 車身的時(shí)代而演變到后來(lái)較低矮的 魚(yú)脊型 車身（圖二）。由于汽車的質(zhì)心下降，車身的外曲面十分流暢，這使得車身的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，抗側(cè)風(fēng)能力亦得提高，尾部旋渦區(qū)域明顯減小，直到當(dāng)今的大多數(shù)轎車車身仍基本上是沿用這種造型。 隨著轎車更高性能的要求和行駛速度更進(jìn)一步提高，四處流逸的空氣流在車體底部，鉆 進(jìn)不同的形狀的機(jī)件內(nèi)，猶如一個(gè)個(gè)小小的漏斗和風(fēng)篷，嚴(yán)重的阻礙汽車快速前移，并且氣流還會(huì)使車體底部產(chǎn)生如飛機(jī)翼般的向上舉升力，在汽車高速行駛時(shí)會(huì)較大的降低輪胎對(duì)地面的抓地能力，嚴(yán)重影響車輛的轉(zhuǎn)向操縱的控制性能，并使?fàn)恳︼@著下降，出現(xiàn)象行駛發(fā)飄等敝病。通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)各種造型的深入研究，以及更大功率更大直的風(fēng)洞出現(xiàn)和大量汽車模型的實(shí)驗(yàn)，一種更理想的楔型車身造型出現(xiàn)在汽車市場(chǎng)，也就是行話稱為 子彈頭 式的汽車。這種形狀的車身就象高速行進(jìn)的利斧把迎面來(lái)的氣流劈成上下兩部分。因?yàn)檐嚿碛幸粋€(gè)微微向下彎曲的尖形頭部，外 形又十分光滑流暢，使車身下部氣流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)升力，而車身上部沿車體輪廊的層狀氣流被理順得分明勻稱，而車尾的渦流則大為減少，造成車身表面氣體壓強(qiáng)分布較均衡，有助于解決氣動(dòng)阻力與氣動(dòng)升力的矛盾?？朔塑囕喿サ啬芰p降的弊端，有效的提高了高速氣流下的轉(zhuǎn)向陽(yáng)花操縱穩(wěn)定性，增大了抗側(cè)風(fēng)能力及直線行駛的穩(wěn)定性。為了克服普通魚(yú)脊式轎車在高速行駛時(shí)車前端的提升上舉力，應(yīng)用氣體導(dǎo)流式原理有助于問(wèn)題的解決，解決的方案并不復(fù)雜：一是保持車體底部的平衡，二是在轎車的前保險(xiǎn)桿下方固定一條較寬的裙幅式風(fēng)板，盡量減少流往車底的氣流。在車 體的上下氣流差的作用下，增大了車頭的下沉力，能有效克服轎車行駛轉(zhuǎn)向系的發(fā)飄、操縱性能變壞的現(xiàn)象。同理，在車后部為克服因?yàn)槲泊暗膶恿骷皽u流對(duì)尾底平流的壓力差而形成的車尾舉力，人們?cè)谖膊刻硌b了狹窄并微上翹曲的擾亂，以平衡壓力差，解決了高速行駛時(shí)車尾的懸浮現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明，這種擾流板對(duì)降低油耗還有一定的益處。氣流造形的開(kāi)發(fā)研究著重點(diǎn)是最優(yōu)化設(shè)計(jì)，大體上可分為兩方面的技術(shù)工作：一是氣動(dòng)造形的局部最優(yōu)化設(shè)計(jì)，另一方面是氣動(dòng)造形的整體最優(yōu)化設(shè)計(jì)。前者任務(wù)是確定車身的基本造形，必須達(dá)到車身的制造工藝學(xué)、人體工程學(xué)、美學(xué)及其 他相關(guān)學(xué)科的各方面要求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行車身的局部修改，增加空氣動(dòng)力附加裝置，實(shí)現(xiàn)減少氣動(dòng)阻力和提高行駛穩(wěn)定性的目的。而整體最優(yōu)化工作的任務(wù)則是根據(jù)高氣動(dòng)穩(wěn)定性和低氣動(dòng)阻力的流線型要求，最終完成實(shí)用化車型的整體布置。由于兼顧局部和整體的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，使車身美感和科學(xué)性達(dá)到和諧統(tǒng)一，從而追求車身造型的完美性和最優(yōu)化。 定制車身是發(fā)展趨勢(shì) 絢麗多姿、異采紛呈、個(gè)性鮮明的車身，是二十一世紀(jì)車身發(fā)展的趨勢(shì)，這既符號(hào)人類對(duì)美學(xué)、對(duì)個(gè)性的追求。既然人類服裝由統(tǒng)一的大批量生產(chǎn)朝按個(gè)人身材、愛(ài)好的量體裁衣過(guò)渡；住房由千篇 一律的結(jié)構(gòu)和外形向按住戶的要求、選擇形式各異的造型進(jìn)行建筑，那么滾滾的汽車更可以朝 我心中想要的式樣 制造，這才真正標(biāo)志著百年的汽車技術(shù)趨于成熟，體現(xiàn)了汽車產(chǎn)品的最終目的。展望未來(lái)，定制汽車車身是時(shí)代的特征和潮流，顧客不但可以自己選擇車身的圖案和造形，并以此進(jìn)行定制生產(chǎn)，體現(xiàn)鮮明的個(gè)性和多樣性。甚至將來(lái)的發(fā)展，會(huì)使汽車的性能都要服從于車身的造型，把傳統(tǒng)的 造型服從于性能 的原則翻了個(gè)身。目前市場(chǎng)上悄然興起的車身改制業(yè)務(wù)，不就生動(dòng)地體現(xiàn)人類對(duì)個(gè)性、對(duì)美學(xué)的執(zhí)著追求嗎？ 1999 年問(wèn)世的凱迪拉克 EVOQ 依沃克概 念轎車，令人耳目一新為之振奮，這種別具一格的車身造型突破了轎車傳統(tǒng)的曲面和圓滑風(fēng)格，外表幾何圖形線條異常突出，交叉的平面干脆利落，輪廓線尖削凸起，體現(xiàn)出若隱若現(xiàn)的鉆石般品質(zhì)和雕刻型視覺(jué)，映射出現(xiàn)代型戰(zhàn)機(jī)的形影，滿足了現(xiàn)代青年人對(duì)品質(zhì)、速度、藝術(shù)和高科技的追求?，F(xiàn)代著名的汽車制造商已開(kāi)始把車身定制業(yè)務(wù)當(dāng)作增加市場(chǎng)份額和與對(duì)手的基本來(lái)考慮，在經(jīng)營(yíng)方向和制造工藝技術(shù)上作出可積極的準(zhǔn)備。當(dāng)前車身定制業(yè)務(wù)開(kāi)展有較車車身的部分定制、全部定制及定制服務(wù)三種形式。所謂定制服務(wù)是指根據(jù)車主的特殊要求，如照明設(shè)計(jì)服務(wù)、改變車身 外表圖案和顏色，更換車內(nèi)座椅和車內(nèi)的布置裝飾，以及為音樂(lè)愛(ài)好者設(shè)計(jì)藝術(shù)動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)等等，以滿足不同車主各式各樣的個(gè)性鮮明的多種要求。 概念車向人們展現(xiàn) 最新汽車 科技成果，代表著未來(lái)汽車的發(fā)展方向，具有引導(dǎo)設(shè)計(jì)潮流的作用。從最新的概念車中發(fā)現(xiàn)新的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，能夠使我們緊隨國(guó)際上優(yōu)秀 汽車廠家 的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也對(duì)車友基于車輛的外觀、內(nèi)飾審美，延伸出的前瞻思考，提供了靈感來(lái)源