【正文】 改變草圖的關(guān)系來完成，如在鉸鏈布置時，通過改變幾個不同方向上的草圖上的幾個點，然后進行重新計算，就可以完成新的設(shè)計，非常簡便。它允許尺寸欠約束的存在，設(shè)計者可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計方式，優(yōu)先考慮滿足設(shè)計要求的幾何形狀而暫不用考慮尺寸細節(jié)，設(shè)計過程相對寬松。參數(shù)化設(shè)計可以提高產(chǎn)品的設(shè)計效率，有效保證產(chǎn)品模型的安全可靠性，極大地改善設(shè)計的柔性，并在概念設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、實體造型、裝配、公差分析、機構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。 7 第 2 章 車門的相類型與相關(guān)的組成要求 花冠轎車 車門參數(shù)化設(shè)計 要求 汽車車門的參數(shù)化設(shè)計方法，是通過參數(shù)化設(shè)計采用幾何約束控制產(chǎn)品形狀的幾何特征，改變約束可迅速獲得不同的設(shè)計結(jié) 果，提高設(shè)計效率，有助于減輕設(shè)計人員的工作強度。所以本 課題以某款新車的開發(fā)為例，在該領(lǐng)域做一些研究是很有意義的。 長期以來，車門設(shè)計一直是一個難點，現(xiàn)代設(shè)計方法的應(yīng)用，使得車門設(shè)計的后期分析可以提前到設(shè)計過程中進行，使設(shè)計的難度降低。車門結(jié)構(gòu)分 析的早期介入，可以及早解決因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成的機能件運動干涉、鈑金成型性差、總成的振動特性無法滿足整車 NVH 的需要，避免后期修改造成的資金與時間上的大量浪費。很多時候，各個環(huán)節(jié)是一個循環(huán)反復(fù)的過程，造成了傳統(tǒng)的車門設(shè)計難度與周期很長。 車門主要由車門內(nèi)外板、內(nèi)飾板、加強梁、加強板、車門玻璃及升降器、門鎖、內(nèi)外手柄、車門鉸鏈、限位器、車門密封條和車門開關(guān)機構(gòu)組成。 汽車 車門 的 設(shè)計流程 車門是汽車車身結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，同時相對獨立，是供乘員或貨物進出的必要通道。 自從上世紀 70 年代，隨著計算機輔助幾何設(shè)計和計算機圖形學(xué)的迅速發(fā)展，車身 6 設(shè)計過程中部分或全程引入計算機輔 助系統(tǒng) (CAD/CAM 軟件 )，在計算機中構(gòu)建車身三維數(shù)字化模型，以 “所見即所得 ”的交互方式完善設(shè)計方案，是現(xiàn)代車身設(shè)計方法的主要特點。 在計算機中不但可以對車身外觀及內(nèi)飾建立數(shù)字模型，而且可以對發(fā)動機、底盤等其它零部件建立模型，并直接進行有限元分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計 /分析、甚至虛擬裝配、虛擬風(fēng)洞試驗等，使得設(shè)計人員可以在計算機中構(gòu)建虛擬的電子樣車并進行試驗，能在實際生產(chǎn)前預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，提高了效率，降低了成本。 計算機輔助設(shè)計在汽車工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用 現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車設(shè)計以及工藝設(shè)計的要求越來越高，但是相對越來越低的生產(chǎn)與設(shè)計成本、大大縮短的設(shè)計周期，要求對汽車設(shè)計的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、鈑金成型以及 NVH 的研究在設(shè)計過程中就應(yīng)該介入，傳統(tǒng)的后期介入會浪費大量的費用，設(shè)計周期很長，這在愈發(fā)激烈的市場競爭中已經(jīng)逐步淘汰。 KBE 系統(tǒng)將重復(fù)的設(shè)計和工程任務(wù)自動化，縮短了產(chǎn)品開發(fā)時間，將設(shè)計、分析、制造集成起來實現(xiàn)并行工作。 KBE系統(tǒng)存儲產(chǎn)品模型包含幾何、非幾何信息以及描述產(chǎn)品如何設(shè)計、分析和制造的工程準則。 知識工程 （ KBE， Knowledge Based Engineering） 是人工能領(lǐng)域的一個重要分支，它研究的主要內(nèi)容包括知識的獲取、知識的表達知識庫的構(gòu)造、知識的自動獲取和更新等，其核心是如何運用知識來解問題。目前傳統(tǒng)的手工造型方法已被建立在各種先進 5 的造型建模軟件基礎(chǔ)上的計算機輔助造型方法所取代，參數(shù)化設(shè)計技術(shù)能夠快速吸收國外汽車車身設(shè)計 的先進技術(shù)，快速響應(yīng)市場，提高我國自主設(shè)計開發(fā)汽車的能力，提高汽車產(chǎn)品競爭能力。 伴隨著汽車車身造型的設(shè)計與修改要求日趨增高，參數(shù)化設(shè)計更符合和貼近現(xiàn)代CAD 中的概念設(shè)計和并行設(shè)計思想，并可提高設(shè)計與分析的柔性，因此車身模型的參數(shù)化設(shè)計經(jīng)成為車輛制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在以后的新車設(shè)計中，將每一個過程融入了這種既定的設(shè)計模式，按部就班地推進，控制著汽車的每一個非常詳細的設(shè)計過程，從而順利高效地完成設(shè)計。 根據(jù)實驗室試驗車對車門進行的布置 豐田汽車 的 現(xiàn)代 背景 如今汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度很快， 尤其是豐田轎車。汽車設(shè)計方法正逐步由傳統(tǒng)的設(shè)計方法，向著以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和提高產(chǎn)品設(shè)計精度為目標的現(xiàn)代設(shè)計方法轉(zhuǎn)變。 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，消費者的消費觀念更趨理性，對汽車的需求偏好也逐步發(fā)生變化、升級，由于國內(nèi)消費者換車周期的大幅縮短， 使得汽車的更新?lián)Q代也加快了。經(jīng)過整理的知識庫就像一個專家委 員會，指導(dǎo)設(shè)計師的工作，引導(dǎo)設(shè)計師進行每一步設(shè)計，指出所選擇的尺寸和參數(shù)的界限，并驗證所設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否合理，及時糾正設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤，使設(shè)計師避免誤入歧途和返工，絕對不會因經(jīng)驗不足和考慮不周而造成嚴重疏忽。 國外各大汽車和設(shè)計公司積累了幾十年的轎車車身開發(fā)經(jīng)驗，形成了較完善的數(shù) 4 據(jù)庫和設(shè)計規(guī)范。 我國汽車行業(yè)經(jīng)過十多年努力和發(fā)展， CAD 技術(shù)、專家系統(tǒng)、知識庫技術(shù)等新興技術(shù)在我國汽車行業(yè)的應(yīng)用已取得很大的進步，但由于起步較晚，車身技術(shù)與國外汽車公司相比還有很大的差距，國內(nèi)各汽車公司普遍存在設(shè)計效率低下、后期問題難以預(yù)測的問題。它將來自世界范圍內(nèi)的許多汽車制造商和供應(yīng)商的廣泛的訣竅和經(jīng)驗融入其中，并采取用戶需求驅(qū)動的開 發(fā)策略，以保證提供最新的技術(shù)。 由于電子樣機（ DMU）技術(shù)加強了設(shè)計過程中最為關(guān)鍵的空間和尺寸控制之間的集成，在產(chǎn)品開發(fā)過程中不斷對電子樣機進行驗證，大部分的設(shè)計錯誤都能被發(fā)現(xiàn)或避免，從而大大減少實物樣機的制作與驗證。 3)具備各種功能性檢 測手段，如安裝 /拆卸、機構(gòu)運動、干涉檢查、截面掃描等。 DMU 主要有以下功能和特點： 1)與 CAX 系統(tǒng)完全集成，并以 “上下關(guān)聯(lián)的設(shè)計 ”方式作業(yè)。 電子樣機 （ DMU： Digital MockUp） 技術(shù)主要是指在計算機平臺上，通過三維CAD/CAE/CAM 軟件，建立完整的產(chǎn)品數(shù)字化樣機，組成電子化樣機的每個部件除了 3 準確定義三維幾何圖形外，還賦有相互間的裝配關(guān)系、技術(shù)關(guān)聯(lián)、工藝、公差、材料等信息，電子樣機應(yīng)具有從產(chǎn)品設(shè)計、制造到產(chǎn)品維護各階段所需的所有功能，為產(chǎn)品和流程開發(fā)提供一個平臺的電子樣機功能由專門的模塊完成，從產(chǎn)品的造型、上下關(guān)聯(lián)的并行設(shè)計環(huán)境、產(chǎn)品的功能分析、產(chǎn)品瀏覽和干涉檢查、信息交流、產(chǎn)品可維護性分析、產(chǎn)品易用性分析、支持虛擬實現(xiàn)技術(shù)的實時仿真、多 CAX 支持、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等各方面提供了完整的電子樣機功能，能夠完成與物理樣機同樣的分析、模擬功能，從而減少制作物理樣機的費用，并能進行更多的設(shè)計方案驗證。一汽，東風(fēng)汽車公司在八十年代就開始在車身設(shè)計方面研究與應(yīng)用 CAD/CAM 技術(shù)。美國通用汽車公司在 1988 年投資千萬美元完成了以三維 CAD 系統(tǒng) UG 為核心的 CAD/CAM/CAE/CIM 的 4C 集成化工程，達到信息流暢，公司的轎車和概念車的開發(fā)試制時間由五年縮短到兩年，設(shè)計階段從 24 個月縮短到 14 個月，一些零部件的設(shè)計從六個月縮短到一個月。日本豐田公司很早就引進了 CAD 系統(tǒng)，并且在初步升級改善。 世界汽車發(fā)展現(xiàn)狀 早于七、八十年代，國外大型汽車公司已建立了相當規(guī)模成套的 CAD、 CAE 和CAM 等計算機輔助系統(tǒng)，使得車身設(shè)計方法發(fā)生了根本性的變革，運用三維“CAD/CAM”技術(shù)替代了以 “主圖板，主模型 ”為主的傳統(tǒng)設(shè)計方式。 生產(chǎn)廠家為了能在市場競爭中立于不敗之地，就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動生產(chǎn)率，所有這些迫使設(shè)計者不斷地尋求智能化的設(shè)計工具和先進的設(shè)計方法。歐美日的汽車企業(yè)之所以能夠如此強勢，與他們幾十年甚至上百年的技術(shù)革新與經(jīng)驗積累是分不開的，翻開他們汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史，我們都能夠清晰的感受到他們相同的企業(yè)發(fā)展脈絡(luò)：明確 的市場定位，堅定不移的技術(shù)研發(fā)，引領(lǐng)潮流的戰(zhàn)略方向，這一切，做足了他們的原始積累。 2020 年嚴峻的宏觀經(jīng)濟形勢下，中國汽車行業(yè)的發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇，同時也受到來自各個方面的沖擊。 2 因此車門的設(shè)計也越來越講究，而且使用越來越多的網(wǎng)絡(luò)和電控技術(shù)。 全套圖紙，加 153893706 汽車技術(shù)的發(fā)展 使得 汽車的舒適性不斷提高以滿足人們的要求。它不僅要與整車造型協(xié)調(diào)一致，還要保證必要的開度，方便上下車，良好的安全性，穩(wěn)定的操縱性，密封性，工藝性，足夠的強度剛度，以滿足功能上的要求。這些都要求車門必須具備足夠的強度和剛度。在車門設(shè)計中其安全性尤為重要，它必須保證在車輛發(fā)生碰撞時，盡可能地減少對行人和乘員造成的傷害，因此必須要求車門外覆蓋件表面光潔、有韌性；門鎖、門鉸鏈以及車門門體必須能夠按照 A 柱一 B 柱一 C 柱的路線傳遞碰撞沖擊力；碰撞后的車門必須能夠輕松地不借助于任何輔助工具用手打開。 1 第 1 章 緒 論 概述 車門是整個車身中結(jié)構(gòu)復(fù)雜又相對獨立的一個總成 ,它主要由車門骨架及蓋板、車門護面、門窗、車門玻璃及玻璃升降器、門鎖及其手柄、車門鉸鏈、車門密封條和車門開關(guān)機構(gòu)組成 。車門是汽車車身設(shè)計中的一個相對獨立的零部件。鑒于側(cè) 面碰撞對乘員造成的危險性，在設(shè)計車門時注意將車門的變形限制在一定范圍內(nèi)，為乘員提供一個有效的生存空間。在汽車車身設(shè)計的過程中，車門總成的布置設(shè)計除與整體設(shè)計有著協(xié)調(diào)配合關(guān)系外，可稱的上是一個相對獨立的，最具有代表性的車身總成設(shè)計。因此車門的設(shè)計成為車身設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。汽車車門是車上相對獨立的總成，車門設(shè)計不但關(guān)系到汽車的實用性，對汽車也有很大的裝飾作用。 從 1957 年新中國的第一輛汽車正式生產(chǎn)下線，中國汽車在 20 世紀中期經(jīng)歷了漫長的緩慢發(fā)展階段，在經(jīng)過 2020 年和 2020 年的兩輪爆發(fā)式增長后，開始步入平穩(wěn)增長階段。中國要想從汽車制造大國發(fā)展成為汽車產(chǎn)業(yè)強國，就必須在汽車產(chǎn)品的研發(fā)上取得突破。我們的起步盡管有些晚，但是汽車產(chǎn)業(yè)作為中國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來在技術(shù)研發(fā)上的投入力度明顯增加，從過去的汽車產(chǎn)品進口到產(chǎn)品引進生產(chǎn)再到技術(shù)轉(zhuǎn)化，近幾年來更是直接的技術(shù)引進、并購國外先進的汽車企業(yè)，中國的汽車技術(shù)如雨后春筍般迅猛發(fā)展。本課題的研究內(nèi)容就是 在這樣的情況下產(chǎn)生的。 CAD 是一種技術(shù)，其中人與計算機結(jié)合為一個問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。美國福特公司從 1967 年就開始開發(fā)車身設(shè)計 CAD 系統(tǒng)， 目前百分之八十以上的設(shè)計由 CAD 完成，大大降低了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。我國各大汽車公司近幾年來紛紛引進了先進的 CAD/CAM/CAE 軟件用于汽車車身設(shè)計和開發(fā)，并取得較好的成果。另外在 CAE 領(lǐng)域也取得了不少成績。電子樣機技術(shù)在現(xiàn)代汽車業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，正在逐步取代物理樣機用于多方面的研究。 2)提供強大的可視化手段，除了虛擬顯示和多種瀏覽功能，還集成了 DMU 漫游和截面透視等先進手段。 4)具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置和信息交流功能。 AUTOFOUM 軟件包是 AUTOFORM 工程有限公司包括瑞士研發(fā)與全球市場中心和德國工業(yè)應(yīng)用與技術(shù)支持中心推出的板料成形模擬軟件包?？梢詭椭Y(jié)構(gòu)設(shè)計人員方便地求解各類板料成形問題，同時， autofoum 也最大限度地發(fā)揮了傳統(tǒng) CAE 技術(shù)的作用，減少了產(chǎn)品開發(fā)的成本和周期，目前世界上大多數(shù)大汽車公司都已經(jīng)將鈑金成形模擬作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的必有過程，避免了鈑金模具的后期修改問題。加大 CAD/CAM/CAM 軟件在汽車開發(fā)中的應(yīng)用力度，并且結(jié)合汽車設(shè)計的專業(yè)經(jīng)驗總結(jié)一些面向汽車設(shè)計的專業(yè)設(shè)計流程以幫助設(shè)計人員提高產(chǎn)品的開發(fā)效率和質(zhì)量，是縮短我國與國外汽車設(shè)計水平的差距，早日實現(xiàn)我國轎車自主開發(fā)能力的有效措施之一。筆者曾親身體驗過豐田公司的設(shè)計檢查卡 （ CHECKLIST） 與德國大眾公司的對標數(shù)據(jù)庫，在每一個細節(jié)，總括了在該領(lǐng)域的各種車型的經(jīng)驗數(shù)據(jù)與經(jīng)驗值，詳盡嚴密地表述出設(shè)計流程。有了這樣的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計時就能對自己不熟識的內(nèi)容信心百倍，并可迅速獲得設(shè)計結(jié)果而且確信它是正確的，因為該設(shè)計是由綜合的知識庫創(chuàng)造出來的，其中包含了寶貴的專家知識和設(shè)計知識的法規(guī)、規(guī)則。汽車設(shè)計技術(shù)及手段的不斷發(fā)展，特別是以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代工程技術(shù)方法的飛速進步，日益成熟的 CAD/CAE/CAM 一體化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在轎車車身設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外成熟的計算機技術(shù)結(jié)合汽車行業(yè)日漸成形的汽車模塊化思想，為我們在實際設(shè)計過程中縮短開發(fā)周期與提高工作效率奠定了基礎(chǔ)，縱覽以上，我們有必要建立一套全面的設(shè)計流程。 而每一款汽車的設(shè)計作為一個系統(tǒng)的工程，是相對獨立的過程，很多跨國汽車公司早在幾十年前就已經(jīng)打破了這種相對的獨立，將設(shè)計的每一個過程凝練提升