【正文】 進(jìn)而會(huì)影響整車性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 [12]。 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。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用承載式車身是最符合設(shè)計(jì)要求的。上下車更方便。本車采用承載式車身，因?yàn)椴捎眠@種承載方式的 轎車 車身質(zhì)量小，剛度高，成本相對(duì)低。 通常人們只將汽車車身結(jié)構(gòu)劃分為非承載式車身和承載式車身。 圖 24 汽車的車架 就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架， 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14這就是車架。 圖 22 承載式車架 圖 23 車身覆蓋件 3）鋼管式車架 鋼管式車架就是用鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在框架上。承載式車架由鋼或鋁經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高。 這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。大梁式車架適用于大載重量的貨車、中大型客車、越野車。大梁式車架的優(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。車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 車身承載方式的確定 車身承載方式 就像人的身體一樣，汽車也須有一幅骨架，這就是車架。 （ 2） 滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求 ； （ 3）以人為本，滿足人機(jī)工程學(xué)要求 。 車身總布置原則 車身總布置是其它設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)，是汽車設(shè)計(jì)的初始步驟，其自 身的好壞決定著車身設(shè)計(jì)的成敗 。它們包括人體模型、眼橢圓、頭廓包絡(luò)線、手伸及界面等。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。為了達(dá)到以上性能。為了保證汽車各部分合理的 位置 關(guān)系，需要 設(shè)計(jì)人員 定出許多重要的控制尺寸。 外形設(shè)計(jì)：在保證美學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)的情況下完成造型設(shè)計(jì) 車身總布置：根據(jù)車身總布置方法及設(shè)計(jì)原則完成車身總布置設(shè)計(jì)； 坐椅布置：依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理布置座椅等， 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：利用 CATIA設(shè)計(jì)完成車身總布置圖。 地面線可暫時(shí)不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定 后，再以前、后輪中心為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個(gè)圓弧，則兩圓弧的切線即為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11地干線。需要時(shí)可畫出網(wǎng)格線，間距為 200mm或 400mm，便于繪圖時(shí)坐標(biāo)點(diǎn)的換算或量取。 在繪制總布置圖時(shí)，先確定零線的位置。原車身、車架的坐標(biāo)不隨新車的坐標(biāo)而變動(dòng)。 如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10當(dāng)車架與地面平行時(shí)，前輪垂直直線與前輪中心線重合（如乘用車）。 前輪垂直線：通過左、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，稱為前輪垂直線。 地面線：地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線，稱為地面線。 車架上平面線 ：車架縱梁上翼面上較長(zhǎng)的一段平面 或 承載式車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 。 汽車中心線 ：通過左右前輪中心， 并垂直于車架平面線的平面， 在側(cè)視和俯視圖上的投影線即為 X坐標(biāo)線，前為 “ ” 、后為 “+” ，該線標(biāo)記為 0X 。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。 總之，基于 CAD 和 CATIA它能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品的研制周期等諸多優(yōu)點(diǎn) ，其正在受到極大的關(guān)注和飛速的發(fā)展。這樣使初始設(shè)計(jì)可信度大為提高。取消了兩次油泥模型、主模型以及工藝模型的制作，使人力、物力和時(shí)間大為 減少。 縮短了開發(fā)設(shè)計(jì)和制造的周期。 車身開發(fā)中采用 CAD或 CATIA技術(shù)將會(huì)帶來傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在： 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 提高了設(shè)計(jì)精度。計(jì)算機(jī)和數(shù)控加工技術(shù)的配合，可用來精確制造機(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。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 從七十年代起，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了汽車外形設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域，今天更是普遍應(yīng)用，并已成為目前國(guó)內(nèi)外車廠進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)的常規(guī)手段。（ 3）設(shè)計(jì)精度低。無論是繪制車身圖樣還是制作立體模型，都要付出大量艱苦的勞動(dòng)。（ 2）費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作強(qiáng)度大。傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法的主要問題在于：（ 1）車身開發(fā)及生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期長(zhǎng)，大約需要 4年左右的時(shí)間。傳統(tǒng)車身設(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程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為 A00 級(jí)轎車駕駛員布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化，目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決 A00 級(jí)轎車駕駛員布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化問題。所以車身設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中占有重要地位。它們包括人體模型、眼橢圓、頭廓包絡(luò)線、手伸及界面等 (如圖 )。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。為了達(dá)到以上性能。 汽車車身總布置是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其指導(dǎo)思想是“以人為本”。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 11 東風(fēng)電動(dòng)車 研究本課題的意義 汽車誕生一百多年來，其技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)成為集傳統(tǒng)工業(yè)和高新科技為一身的典型的機(jī)電產(chǎn)品，而圍繞汽車工業(yè)的龐大工業(yè)體系也發(fā)展成為世界上屈指可數(shù)的企業(yè)群體。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。 同時(shí)， EJ02采用滿足碰撞安全技術(shù)要求的鋁合金骨架，整車重量 770850千克，在保證行駛安全的前提下，可最大限度的降低整車自重，有效節(jié)省 動(dòng)力源，延長(zhǎng)單次充電的續(xù)航里程。 隨著城市純電動(dòng)汽車設(shè)施配備逐步完善， EJ02還具備電池快換系統(tǒng)續(xù)電功能。此款電動(dòng)車最高時(shí)速 80公里，百公里能耗 100kwh（度），按生活用電計(jì)算約為 6元。按德國(guó)汽車分級(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)別的車軸距越長(zhǎng)、排量和重量越大，轎車的豪華程度也隨之提高。目前，國(guó)內(nèi)的汽車分級(jí)方法多以價(jià)格為主、技術(shù)規(guī)格為輔。 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。 在蘇州奧杰汽車技術(shù)有限公司的這段日子中，公司對(duì)我們進(jìn)行了 CATIA 培訓(xùn)，是我們對(duì) CATIA 的知識(shí)有了初步的了解，尤其是對(duì)逆向的部分，有了深刻的了解，了解了何為逆向，逆向的基本步驟，逆向的意義等等知識(shí)。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 的人體模型可根據(jù)選取的百分位數(shù)或具體的人體數(shù)據(jù)做實(shí)時(shí)調(diào)整。另外，通過人們已經(jīng)熟悉的形狀、顏色、材料、位置的 組合來表示操作過程符合人的行動(dòng)特點(diǎn)，減少操作人員的學(xué)習(xí)過程，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)。同時(shí)也不能忽略對(duì)操作環(huán)境的考慮，如照明環(huán)境、溫度氣候小環(huán)境、噪聲環(huán)境、振動(dòng)。 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)，來滿足不同的需要。人的整個(gè)身體及各種姿態(tài)可以從各方面被全面系統(tǒng)地反復(fù)檢查和分析并可以與已公布的舒適性數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定相關(guān)人體的舒適度與可操作性。 HME 能夠滿足專業(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。 HME 允許設(shè)計(jì)人員通過大量的先進(jìn)人體測(cè)量學(xué)工具生成高級(jí)的用戶自定義的人體模型。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠精確的預(yù)測(cè)人的 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 行為。這些產(chǎn)品的結(jié)合可以為設(shè)計(jì)人員提供人機(jī)工程設(shè)計(jì)詳細(xì)的解決方案。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家進(jìn)行研究。 HBR在虛擬環(huán)境中建立和管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化“虛擬”人體模型，以在產(chǎn)品生命周期的早期進(jìn)行人機(jī)工程的交互式分析。 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。作為汽車制造商，只有通過持續(xù)的創(chuàng)新，快速推出新的產(chǎn)品，才能在市場(chǎng)上占領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)地位。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)。系統(tǒng)提供的創(chuàng)新技術(shù)可以自動(dòng)進(jìn)行 3D 設(shè)計(jì)的參數(shù)化。 DaimlerChrysler, BMW, Ferrari, Fiat , Porsche, Renault, 和 Volkswagen 已經(jīng)體會(huì)到了 CATIA 給他們帶來的技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 CATIA 軟件發(fā)展 作為世界領(lǐng)先的軟件 ， CATIA 是有法國(guó)著名飛機(jī)制造公司 Dassau1t 開發(fā)的并由 IBM 公司負(fù)責(zé)銷售的。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。反過來，也可由點(diǎn)數(shù)據(jù)云團(tuán)到 CATIA 曲線和曲面。該產(chǎn)品同時(shí)提供了一套有價(jià)值的工具來管理大量的點(diǎn)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行過濾、采樣、偏移、特征線提取、剖截面和體外點(diǎn)剔除等。無論是出于美觀的原因還是技術(shù)原因，曲面的質(zhì)量都是很重要的 。 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。零件間的接觸自動(dòng)地對(duì)連接進(jìn)行定義，方便了 CATIA 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品進(jìn)行早期分析。 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。作為汽車制造商，只有通過持續(xù)的創(chuàng)新，快速推出新的產(chǎn)品，才能在市場(chǎng)上占領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 地位。通過分析這些結(jié)果，可以明顯減少不合理的設(shè)計(jì) ， 顯著減少開發(fā)周期和成本。它還可 以用來模擬整個(gè)工廠、整個(gè)流程、整個(gè)制造過程，甚至各個(gè)過程所涉及到的人的因素。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)格建模到底盤和電路系統(tǒng)等等。系統(tǒng)還具有靈活的混合建模、虛擬產(chǎn)品開發(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。 CATIA 為汽車設(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。 全球已有 1000 多個(gè)汽車制造公司陸續(xù)地把 CATIA 作為他們?cè)O(shè)計(jì)和制造流程的核心系統(tǒng)。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)。 目前 汽車工業(yè)正在向 DMA電子模型裝配的方向發(fā)展。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(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]。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 本設(shè)計(jì)采用的繪圖軟件介紹 CATIA 簡(jiǎn)介 CATIA 是由法國(guó)著名飛機(jī)制造公司 Dassau1t 開發(fā)并由 IBM 公司負(fù)責(zé)銷售的CAD/CAM/CAE/PDM 應(yīng)用系統(tǒng) 。這些圖形稱為車身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)工具。 SAE、 ISO、 GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點(diǎn) [3]。在汽車設(shè)計(jì)中，車身內(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、行車安全性、視野性 等要求。據(jù)此再參考同類車型的有關(guān)數(shù)據(jù)作為參考，即可以初步確定汽車的基本形狀，前懸和后懸的長(zhǎng)度，前后風(fēng)窗位置和角度，發(fā)動(dòng)機(jī)罩的高度，前圍板位置，座椅位置，內(nèi)部空間控制尺寸，方向盤位置角度與操縱機(jī)構(gòu)和踏板的相互位置等 [2]。車身總布置是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn) 行的。車身總布置的任務(wù)是在車身內(nèi)部有限的空間內(nèi)把人員和貨物安排在最恰當(dāng)?shù)奈恢茫纫獫M足乘坐舒適性又要保證最大承載質(zhì)量，盡可能的提高車身有效面積利用率，將車內(nèi)空間發(fā)揮到極致，達(dá)到節(jié)能減排降低成本的目的。因此，僅從這一點(diǎn)來說汽車車身的經(jīng)濟(jì)效益也要高于其它兩個(gè)總成。隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，車身作為汽車三大總成之一，已經(jīng)在汽車設(shè)計(jì)過程中越來越趨于主導(dǎo)地位。利用 CATIA進(jìn)行總布置設(shè)計(jì) ,CATIA對(duì)于提高車身總布置的質(zhì)量，以及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義 關(guān)鍵詞： 車身 總布置設(shè)計(jì)； 人機(jī)工程學(xué)； 人體模型；眼橢圓。 本文介紹汽車總布置設(shè)計(jì)工具人體模型，眼橢圓。然而， 每一款新車型的問世都離不開車身總布置和它的設(shè)計(jì)工具， 汽車車身總布置是汽車概念設(shè)計(jì)階段的一項(xiàng)相當(dāng)重要的方案設(shè)計(jì)工作。一個(gè)與眾不同的駕駛空間：開闊的視野，舒適的座椅布置，布置緊湊的儀表以及伸手可及的操作元件，能給人充分的心理滿足和安全感。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)在汽車上的應(yīng)用，車身總布置也在飛速的變革與發(fā)展。 車身總布置設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)和原理方法的結(jié)合，是在考慮整車形式、車身與底盤的關(guān)系、以及總布置和造型傳遞給車身內(nèi)部布置的一些約束條件下，進(jìn)行車室內(nèi)部布置，是基于功能和約束的方案尋求最優(yōu)的過程。 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)展促使汽車車身總布置的不斷更新和完善，傳統(tǒng)與創(chuàng)新藝