第三章汽車車身設計開發(fā)技術(shù)與方法3.1汽車車身設計開發(fā)流程與方法學3.1.1車身設計開發(fā)主要工作內(nèi)容及流程（程序）1）車身總布置設計及安全法規(guī)計算校核（或三維數(shù)字虛擬樣機Archetype）2）造型設計3）三維曲面和造型面設計4）1：5或1：4模型及1：1外模型制作或數(shù)控加工（或三維數(shù)字模型）5）1：1內(nèi)模型（或三維數(shù)字模型）6）發(fā)動機艙三維數(shù)字模型7）地板三維數(shù)字模型8）測量與曲面光順9）白車身結(jié)構(gòu)詳細設計（BIW）（9.1）1：1外模型光順后數(shù)據(jù)分塊（9.2）車身設計斷面的定義與尺寸確定（9.3）密封結(jié)構(gòu)確定與密封件選擇（9.4）確定分塊線（9.5）與車身有關(guān)的設計硬點的確定左右側(cè)圍設計(A,B,C,D柱設計，前后翼子板設計)頂蓋設計(外板，橫梁與縱邊梁設計)發(fā)動機前圍板設計A柱下段設計發(fā)動機艙與前輪包設計前后燈具設計格柵設計前圍板設計前保險杠設計地板總成設計(前中后)后門總成設計前門總成設計尾門總成設計前發(fā)動機罩設計前風當總成設計內(nèi)飾、外飾設計先行車，螺釘車或概念車的(Prototype)試制，第二輪試驗樣車(定型車)試制碰撞與結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計成型過程仿真

14）模具與工藝工裝設計如圖3.1.1為車身詳細設計階段面向?qū)ο蟮漠a(chǎn)品模型（OPM所行設計流程圖T21:CADT22:DFA可裝配設計T23:CAET24:評審T25:DFM可制造設計T26:CS碰撞仿真IM21：輸入產(chǎn)品模型，請求詳細設計om21:向下游預發(fā)布零部件信息OM22:輸出DFA結(jié)果OM23:輸出CAE結(jié)果OM24:輸出同意或修改概要設計建議OM25:輸出DFM結(jié)果輸出OM26:CS結(jié)果圖3.1.1汽車車身并行詳細設計OPM模型*1C7OMirOJM3^0C0M2Cim3Og1*1C7OMirOJM3^0C0M2Cim3Og17OM12Q'om^13J：'OM偵1412J.g2c_>21OM22d>OM2p%QoocbOM31OM32OM33概念設計（造型設計）詳細設計（結(jié)構(gòu)設:OM?25(ifOM35g4試制或加工過程設計T31:CAPPT32:CAFD機算機輔助工裝卡具設計（CAFITDESIGN）T3：CAMT34:MPS制造過程仿真）T35：評審IM31：請求加工過程設計OM31：輸出CAPP結(jié)果OM33：輸出CAFD結(jié)果OM33：輸出CAM結(jié)果OM34：輸出MPS結(jié)果om35：輸出同意或修改詳細設計建議圖3.1.2汽車產(chǎn)品開發(fā)試制與加工過程設計OPM模型g「請求詳細設計（結(jié)構(gòu)）g2：預發(fā)布零部件消息，請求試制或加工過程設計g3：請求修改概念設計（造型設計）g4:請求修改詳細設計（結(jié)構(gòu)設計）

數(shù)字原型車：整體描述汽車側(cè)圍昭加44■必后門前圍前門44思圖3.1.4車型數(shù)字化設計過程汽車側(cè)圍昭加44■必后門前圍前門44思3.1.2車身結(jié)構(gòu)設計方法學11995年后的先進的車身設計技術(shù)與方法1995年后車身設計技術(shù)發(fā)展與市場需求體現(xiàn)在如下幾個方面：客戶需求影響產(chǎn)品更新Freshness,——開發(fā)到市場時間減少介復雜化Complexityi~~〉每次變化都有更多的零件協(xié)同工程C'oncurrentengineering凸開發(fā)時間藪字化？真Digitalmock-upI敏字4匕原型設計ArchetypeDesign研發(fā)分散R&Ddecentralization設計外購Designoutsourcing全球化Globalization多種環(huán)境HeterogeneousEnvironment計算機支持的協(xié)同工作ComputerSupportedCollaborativeWork方法凸開發(fā)時間研發(fā)分散R&Ddecentralization設計外購Designoutsourcing1使用虛擬產(chǎn)品支持產(chǎn)品和工藝開發(fā)Virtual4Product,通訊，數(shù)據(jù)共享,從設計到售后的決策都在企業(yè)外進彳丁.原型車白車身設計過程inBIWProcess產(chǎn)品設計ProductDesign造型SiykShap工藝設計圖3.1.6inBIWProcess產(chǎn)品設計ProductDesign造型SiykShap工藝設計圖3.1.6白車身設計過程描述怎樣縮短開發(fā)周期并降低費用HowtoredtfceTimetoMarket&costs過去Yesterday現(xiàn)在Today明天Tomorro^^^^M設計/修改數(shù)字原型車乍輛開發(fā)前Before

vehicledevelopment應川數(shù)字原型車車輛開發(fā)過程中During

vehicledevelopment.原型車Archetype:表達系統(tǒng)設計標準和I有效的解決方案;基于設計系統(tǒng)類型和不同片的連接元件，使用已優(yōu)化的參考幾何模型；■建模方法Modelingmethod:是一個零件的建模過程；系統(tǒng)中的何個零件.■布置設計Layout:汽車的數(shù)字原型■部件Part:應用到汽車建模方法卷邊緊嘉Mfastenin)]^^^'外零部件建模方法\點焊緊固SpotweldingV/\fastening原型Archetyp內(nèi)零件建模方法圖3.1.8全數(shù)字化設計方法

虛擬設計環(huán)境■虛擬設計管理和通訊環(huán)境體現(xiàn)下而關(guān)鍵特征■作決定史復雜complexity■實時交互realtime,不能托期?仿真真實世界simulation?虛擬模型仿真virtualmodel?可視化合成和共享數(shù)據(jù)visualization.數(shù)字樣機定義和解決方案的重川re-use2]E?dEJi3I產(chǎn)品和工藝集成系統(tǒng)發(fā)展】?增加虛擬和實物H標之間的一致性特性：?兒何geometrical?形狀shape?實物physical?重量weight?材料material?費用costsv?可靠性reliability'?投資investments?目標target?方法methods?可靠性reliability?投資investments?目標target?方法methodsICADCAECAPP

CAM

KBE

PE

VR.虛擬實物VIRTUAL圖3.1.11基于參考原型數(shù)字化車參數(shù)化設

計方法參數(shù)化CAD在參數(shù)化CAD系統(tǒng)中，可變的輸入?yún)?shù)常常被用于產(chǎn)生兒何模型，而且被另存為其他文件.2基本的結(jié)果和特性-過去設計的方法學儲存在CAD部件中?design2基本的結(jié)果和特性-輸入?yún)?shù)的變化允許自動重新執(zhí)行下面的變化圖3.1.12參數(shù)化結(jié)構(gòu)斷面設計CAD兩個基本的結(jié)果與特征圖紙成型相關(guān)性CAD系統(tǒng)允許建立下面的聯(lián)系和相關(guān)：?CAD兩個基本的結(jié)果與特征圖紙成型相關(guān)性CAD系統(tǒng)允許建立下面的聯(lián)系和相關(guān)：?實體entities（如.定義目標之間的位置相關(guān)性）：?操作activities（如.聯(lián)系到3D模型的成型相關(guān)性設計）-i沒計意圖i圳工工藝捕捉：.垂直操作實現(xiàn)并行操作.因為基本目標的變化導致下澹操作的自動產(chǎn)生..圖3.1.13全相關(guān)參數(shù)化的車身開發(fā)全過程（1）設計硬點設計區(qū)的設計方法復雜的結(jié)構(gòu)實際上是眾多簡單的設計的疊加組合（復雜設計簡單化）任何復雜的車身結(jié)構(gòu)設計與設計結(jié)果都是由如下兩個方面決定：（a）滿足諸多設計硬點的特征結(jié)構(gòu)設計（HARDPOINTDESIGNAREA）,例如，造型面硬點，與車身有關(guān)的零部件裝配孔面及結(jié)構(gòu)等設計硬點，選定的設計斷面結(jié)構(gòu)，造型分界線硬點，造型形狀形成的設計斷面引導線硬點，車身零件間的焊接裝配面，零件的分塊線硬點.(b)自由設計區(qū)設計(FREEDESIGNAREA),即在滿足設計硬點基礎上，進行的自由設計區(qū)，一般非設計硬點的設計區(qū)域都屬于自由設計區(qū)，自由設計區(qū)不同的設計人員會得到不同的設計結(jié)果，這也是自由設計區(qū)自由的特點，但這不等于自由設計區(qū)可以胡亂設計，應遵循如下一些設計原則，以便才能使設計結(jié)構(gòu)更合理，水平更高.因此車身設計過程與方法應滿足如下公式：車身結(jié)構(gòu)設計特征(BSDF)=自由設計區(qū)自由設計特征(FDF)+斷面設計硬點決定的設計特征(SDHF)+造型設計硬點決定的特征(IDHF)+造型決定的斷面引導主軸線(一個零件多個斷面幾何中心連線)特征(1$5^+其他附件或COPY件等確定的設計硬點特征(CDHF)+零件分塊線與焊接邊界線等的設計硬點特征(BDHF)即為：BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF車身零件結(jié)構(gòu)的設計過程或設計建模(BSDPorBSDM)=用三維CAD軟件完成車身結(jié)構(gòu)設計特征的過程或結(jié)果(BSDFPorBSDFM)即為:BSDP=BSDFPBSDM=BSDFM車身設計建模(BDM)=完成所有車身零件的設計建模與裝配設計建模的總稱(TOL_BSDM)即為：BDM=TOL_BSDM全數(shù)字化車身設計開發(fā)(BDD)=采用三維CAD軟件完成全部車身設計建模，并采用CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)完成車身設計,結(jié)構(gòu)優(yōu)化及制造(或制造模具)的全過程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).即為：BDD=3D_CAD/CAE/CAM_BDM(2)自由設計區(qū)的設計方法與設計原則a自由設計區(qū)的設計方法先用三維CAD軟件將設計硬點確定的結(jié)構(gòu)與特征連接成一體，成為一個粗的異型大面，中間可以用一些平面與設計硬點面的相交獲得連接線或倒角線.對設計硬點之間形成的設計區(qū)域-自由設計區(qū)每一個進行分析，強度和剛度一般性要求的部位一般小于50*50mm的面積區(qū)域，可以不加特征結(jié)構(gòu)(加強筋，加強沉孔(如果沒有密封要求),折邊，卷邊等特征結(jié)構(gòu)建模),但要在邊界上導角.大于50*50的區(qū)域一般要加特征以便加強結(jié)構(gòu)并導角，較大的區(qū)域不留任何空地，以便使剛度最大，材料最省.a自由設計區(qū)的設計準則最大剛度原則-自由設計區(qū)必須盡力獲得最大剛度的設計原則，因此，要加加強筋和加強沉孔，以便獲得高水平的設計結(jié)構(gòu).最輕量化原則-設計結(jié)構(gòu)要確保滿足剛度要求的基礎上使材料最省的原則盡可能使結(jié)構(gòu)設計可以使料厚簿一些沒有密封要求的結(jié)構(gòu)可以用沉孔以便輕量化與剛度最大化的雙嬴等要充分考慮結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)方案最大園角原則-自由設計區(qū)，一般都是內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)域，不在外觀縫隙線條區(qū)域.因此,為了提高沖壓工藝性，減少制造成本，應盡可能設計較大的設計過渡園角.但不能影響設計硬點結(jié)構(gòu).在在外觀區(qū)域應