Automotive Design
1.1 Overview of car design
1.1.1 Characteristics of automobile design
Automotive design is the first step in the design of the body and a comprehensive concept in the initial stages of vehicle design. The car design should shape the most ideal body form according to the various requirements of the overall design of the car, rather than a simple process work in the body design. Car styling is finally embodied in the product structure design, which is the result of the combination of science and technology and artistic techniques.
Automobile design is an important aspect of modern industrial design. It has distinctive industrial design features. It is not a simple decoration of the product, but an artistic expression of the product#39;s function and material, process and structural characteristics, and the formation of aesthetic rules. Form. Car styling undoubtedly has to express the characteristics of the car, so that people have a sense of beauty and performance of such vehicles. The purpose of the design is to enhance the user#39;s appreciation from aesthetic appreciation to a deeper understanding of the product content, and thus the desire to use and possess the product. Modern car styling is to consider how to satisfy people#39;s physical and psychological aspects from the product form. The need, so for the automotive industry, styling is a decision-making step in the choice of product options. Therefore, its design is considered to be the key to determining the fate of the product, and it has become one of the most powerful means of competition for automotive products.
Modern car design is a combination of science and art. It involves many fields of science, such as ergonomics, aerodynamics, a variety of materials and techniques, automotive organization, color science, economic costs, vision. Psychology, business psychology, etc. In addition, the concept and sense of the times in industrial modeling are not abstract or fixed. It is constantly changing to the national style with scientific material conditions, time, human aesthetics and economic level. It is by no means a fixed form. Or the pattern can express.
It is undeniable that there is a contradiction between the law of visual beauty and the structure of the automobile in the car styling work. The whole car and the structure of each part are only the guarantee materials for the function, but the task of constituting a specific structure, and the task of the styling design is to use its existing conditions. To play and coordinate from the visual law, in these contradictions, to seek an aesthetic effect that can satisfy the structural function needs and visually reflect the structure or material texture. Through the design and use of various methods, the structural shape of the car itself can be visually adapted to the normal feeling of the human being, thereby creating an aesthetic sense. However, the modeling is not an attempt to cover the actual structure itself with a shape other than the structure itself. This is why we emphasize that styling is not a simple decoration process.
In summary, the car styling work has the nature of marginal science. It is not only an independent profession, but also has many links with technology and art creation.
4.1.2 Requirements for automotive design
a creative
Innovation is the soul of body shape. The stylist should be good at 'capturing' the artistic image from life, inspiring inspiration, refining and creating new forms. A stylist should not be affiliated with simple landscaping, but a unique combination of creations. Automobile modeling includes both scientific and technological factors such as structure, performance, and crafts, as well as artistic factors and corresponding social factors. Requires stylists not only to have extensive knowledge and artistic literacy, but also to study the styling characteristics, creative skills and to understand the latest research results and information in related fields not only to avoid stubborn opinions, to be willing to listen to reasonable suggestions, but also to avoid being unspoken and The style lacks features and new ideas.
b fashion
The artistic image of a car can be said to reflect the characteristics of a society and the times, and it will also reflect a country#39;s science and technology, cultural level and quality of the people. The design must have a strong sense of the times. On the one hand, the continuous development of new materials, new processes, and new technologies provide conditions for modeling design. On the other hand, social development will also change people#39;s aesthetic concepts. In general, the psychological state of curiosity, triumph, innovation, and beauty is an important factor in promoting the evolution of styling. Successful car styling should be in line with the trend of the times, reflecting the nationality and national conditions, and forming a social fashion.
c aesthetics and aerodynamic shape harmony
In addition to the artistic effect, the body shape must also optimize the aerodynamic performance to have the lowest aerodynamic drag to achieve good power and fuel economy, so that it has a good aerodynamic shape to achieve excellent high-speed aerodynamic stability. In order to ensure the safety of the car at high speed. A successful car model should be the perfect crystal of aesthetics and aerodynamic shape. The former gives pleasure and beauty, while the latter provides scientific guidance. The two complement each other. Emphasizing only aerodynamics, it will lead to the same shape of the body, only emphasize aesthetics, it will make the body lose the scientific guidance and guarantee. The two can#39;t be neglected, only the perfect combination of the two will lead to a car-like and beautiful world, which is in line with the laws of nature.
d applicability
The car design must ensure that the car structure is r
汽车造型设计
1.1汽车造型设计概述
1.1.1汽车造型设计的特点
汽车造型设计是车身设计的最初步骤,是整车设计最初阶段的一项综合构思。汽车造型设计要根据汽车整体设计的多方面要求,塑造最理想的车身形式,而不是车身设计中的一项简单的工序工作。汽车造型最终通过车身结构设计而体现为产品,它是科学技术与艺术手法相结合的产物。
汽车造型设计是现代工业设计的一个重要方面,具有鲜明的工业设计特色它不是对产品的简单装饰而是以艺术手法巧妙地表现产品的功能以及材料、工艺和结构特点,并形成符合审美规律的形体。汽车造型无疑要表现汽车的特征,使人们对这种交通工具的性能材料等内容产生美感。造型设计的目的是使用者由审美鉴赏上升为对产品内容更为深刻的理解,并由此产生使用和占有这种产品的欲望现代汽车造型是从产品形式上考虑如何满足人们的生理和心理上的需要,所以对于汽车工业,造型是产品方案选择的决策性步骤。因此其设计才被认为是决定产品命运的关键,它已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。
现代汽车造型设计是一个科学与艺术相结合的产业,它涉及很多门类的科学领域,如人机工程学、空气动力学、多种材料及工艺学、汽车机构布置、色彩学、经济成本、视觉心理学,商业心理学等等。另外,工业造型中美的概念和时代感不是抽象的或固定的,它随着科学物质条件、时间、人的审美格调和经济水平而不断地演变至于民族风格问题也是一样它决不是一种固定形式或纹样所能表达的。
不可否认,汽车造型工作中视觉美的规律和汽车结构形式之间存在矛盾汽车整体及各部结构本身只是对功能的保证材料只是组成特定结构的需要,而造型设计的任务是利用其既有的条件,从视觉规律上予以发挥、协调,在这些矛盾中寻求一种既能满足结构功能需要,又可在视觉上体现这种结构的或材料质地的美感效果。通过造型设计,运用各种手法,可以从视觉上使汽车本身的结构形体更适合人的正常感觉,从而产生美感但是,造型并不是企图想用一种非结构本身的形状来遮盖实际的结构本身,这也是我们强调造型工作不是单纯装饰加工的原因。
综上所述汽车造型工作具有边缘科学的性质,它既是一门独立的专业,又与科技和艺术创作有多方面的联系。
1.1.2汽车造型设计的要求
a创造性
创新是车身造型的灵魂。造型设计者要善于从生活中去“捕捉”艺术形象,激发灵感概括、提炼而创造出新的形态。一个造型设计师不应该是附属的简单美化工作,而是独特的综合创作。汽车造型既包含结构、性能、工艺等科学技术因素,也包含艺术因素和相应的社会素。要求造型师不仅具有广泛的知识和艺术素养,还要求钻研造型特点、创作技巧以及了解相关领域的最新研究成果和信息不仅要避免固执己见、不愿听取合理建议,又要避免毫无主见、使造型缺乏特色和新意。
b时尚性
汽车的艺术形象可以说会折射出一个社会和时代的特色,也将反映一个国家科学技术、文化水平和民众素质。造型设计须具有强烈的时代感,一方面,不断发展的新材料、新工艺、新技术为造型设计提供了条件,另一方面社会发展也会使人们的审美观念发生变化。一般来说好奇、好胜、求新、求美的心理状态是促进造型演变的重要因素。成功的汽车造型应该是顺应时代潮流的大趋势下,很好地体现民族性和国情,还会形成一种社会时尚。
c美学和气动造型和谐统一
车身造型除艺术效果外,还必须优化空气动力性能,使其具有尽可能低的气动阻力,以获得良好的动力性和燃油经济性使其具有良好的气动外形,以获得优良的高速气动稳定性,从而保证车高速行驶安全性。一辆成功的汽车造型应当是美学造型和气动造型最完美的结晶体,前者给人以愉悦和美感,后者则加以科学的指导,两者相辅相成。只强调空气动力学,则会导衍出车身外形雷同的局面只强调美学,则会使车身失去科学的导引和保证。两者不可偏废,只有两者完美的结合才会衍生出一个汽车风格绚丽多姿的世界,这是符合自然法则的。
d适用性
汽车造型设计必须保证汽车结构合理,保证乘坐舒适、安全可靠、操作方便、良好的视野性等性能,既要避免迁就产品功能,忽视艺术的偏向,又要避免脱离功能,追求唯美的倾向。
e经济性
造型设计要考虑降低材料与能源的消耗,提高工艺性,以降低成本。根据汽车的级别档次、使用对象等具体情况对汽车形状和装饰予以权衡。汽车作为价格昂贵的耐用商品,是以它竞争力和效益宋体观其价值的,物美价廉是造型设计追求的目标。
1.1.3汽车造型设计的内容
车身造型的内容主要包括以下5个方面
1)外形设计
主要设计车身外形整体形状和保险杠等主要构件的形状。
2)室内设计
从驾驶室或乘客室内空间的人机工程学的角度出发,进行室内乘用和设施的布置进行内饰件的设计。
3)色彩设计
车身外部、室内总体色彩的没计,以及内饰材料、织物纹样等的设计。
4)叼车身附件设计
如内外后视镜、阻风板、轮罩装饰罩以及嵌条等造型设计。
5)标志设计
厂牌、标牌、车牌以及车身上各种装饰性标志设计
1.2轿车车身设计程序
汽车车身是工业技术和艺术造型相结合的产物,在汽车设计和生产中占有极其重要的位置。由于车身壳体是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件顶盖、发动机罩、翼子板等光顺地组合而成,在装配时对互换性和装配精度也有比较严格的要求,因而决定了车身设计必须采取一整套有别于其他机械总成设计,而自成一体的设计方法。车身设计的程序和方法对车身设计及以后产品生产中的准备周期、车身的制造精度、经济效益等有很大的影响。
为了加快产品的研制过程,缩短产品开发周期,提高产品的质量,使产品开发适应市场的需求,近年来,许多新的车身设计方法及设计技术,如车身设计线图、立体模型制作及空气动力特性研究,计算机辅助设计、预测和制造(CAD/CAE/CAM)等己广泛地应用于车身的研究和设计中,从而促进了车身设计方法的发展。
目前,在现代汽车工业发达的国家中,汽车产品的设计大致都分为两个阶段概念设计阶段和技术设计阶段。
1.2.1概念设计
一、概念设计的涵义
概念设计属于产品设计的前期工作,是指从构思产品到确定设计的技术指标、下达产品设计任务书为止的这一设计阶段。`
概念设计对未来投产的汽车的概念进行概括的描述,初步确定汽车性能、外形与内部布置等主要方面。进入90年代以来,一方面由于人类社会对汽车产品的要求不断提高,另一方面,世界汽车产量过剩,又导致汽车市场的竞争日益激烈。新技术、新材料、新工艺的迅猛发展及应用,导致汽车的性能、机能和质量不断提高。从而使得概念设计在汽车车身设计中,尤其是在轿车车身设
计中占有越来越重要的地位。
概念设计需要论证产品的开发目的、必要性与可行性、市场预测、产品水平分析、目标成本、产品的竞销能力、企业的生产条件、投资能力、投产的总体目标等。
二、概念设计的内容
在产品设计正式开始之前,要弄清所设计车型的开发目标要想达到这一目标应使产品具备哪些条件对产品设计提出哪些要求产品韵基本型是什么可派生出哪些系列产品所要投放的地区及所使用地区的有关法规、标准产品的设计水平如何在未来市场上的竞销能力如何生产纲领是多少产品外形如何内部布置和结构要体现哪些要求等等。像这样一些原则性的问题如果不明确,设计工作将是盲目的。许多产品研究的开发失败就是因为对产品开发的可行性和必要性估计错误。所以,概念设计是非常重要的。
1市场调查
影响汽车市场需求动向的主要因素是社会、经济、政治环境以及资源、能源等。
调查的具体内容包括社会经济增长率和国民所得、购买力、世界政治和经济环境、人口构成、消费动向、消费者生活方式及志向、公路建设、交通环境及法规、车辆保有量、普及率、市场车型构成和需求车型的数量等。
然后,根据市场信息,预测未来市场对某种车型的需求,研究市场的容量究竟有多大,最经济的生产纲领是多少,其他企业是否已有生产计划,是否已进入生产准备,该产品投放市场的最佳时机等。
2产品的使用调查
在新车型开发之前,要了解同类产品的状况有哪些产品在使用当中,使用情况如何,存在哪些缺点。并可从中确定某些车型作为对比车型,以便使新开发的车型赶上或超过现有同类车型。
在使用调查时,要了解用户的需要和喜好,对车辆的型式有何评论,需经济型还是华贵型的、两门还是三门的、两排座还是三排座的,在何种条件下使用,经常出现什么问题(如在潮热地区使用的车辆要特别注意金属板制件的锈蚀问题的调查,对车厢的密封和通风也要特别注意),在何种公路上行驶,是城市使用还是长途使用,在行驶中各种路面所占比例是多少,等等。
在使用调查中,用户的要求和意见往往是各种各样的,要加以分析,哪些有共性,哪些是个别要求。有时虽然是一点小小的改进,或增添一些装置,就会优异于其他同类产品,受到用户的欢迎而使产品畅销。
随着人们物质生活的不断丰富,不同阶层的人们对汽车有着不同的要求。国外一些厂家已注重开发适于女士和学生的用车,并注意他们对汽车款式及色彩的不同要求,来不断扩大产品市场。
通过使用调查可以丰富设计师的经验,从同类车发现的问题中借鉴。这对于形成即将开发的新产品的概念设计是不可缺少的环节。
使用调查不仅对开发新产品是必要的,而且对于正在生产的车型的频繁局部换型和修饰性改貌也是不可缺少的环节。
3产品的先进性分析
为了提高产品的先进性,首先要了解同类产品的水平,了解同类产品的车身振动特性、空气阻力系数、密封性、视野性、质量参数等,然后进行分析对比,以初步确定要开发的新产品的主要技术参数,确定赶超目标。
主要技术参数如下
(1)尺寸(含角度值)
①室内空间尺寸前后座的空间尺寸,室内长、宽、高,头顶间隙,车厢底板高度(对于客车是指上下车车门踏板处,货车是指车厢的最后部),货厢的有效容积和最大容积等
②整车外形尺寸长、宽、高、轮距、轴距、前悬、后悬等
③车身外形设计的特征点位置风窗上、下沿点,车身断面轮廓最高点,车门开度高,发动机罩和行李箱盖的高度,保险杠的长与高,整车的接近角和离去角、最小离地间隙等。
(2)质量
①整备质量
②最大装载质量
③汽车总质量
④轴荷分配比例
⑤乘员人数（成年人每人以55kg计）。
(3)性能
①最高车速
②燃料消耗率
③爬坡能力
④最小转弯半径
⑤加速性能
⑥制动性能
⑦最大稳定侧倾角
⑧空气阻力系数。
(4)其它技术参数
①变速比
②减速比
③车轮半径等。
此外,还需要对以下各方面进行对比
车辆的乘座舒适性。可以组织专家及有经验的汽车驾驶员试乘车辆,对同类车型的不同产品进行评价,对上下车的方便性、居住性、采暖、通风、隔热、隔振、隔音、除霜效果、直接视野、刮扫面积与洁度、间接视野等进行分析对比。
在新产品设计中选用何种材料,还要考虑材料的性能、成本和生产供应等因素。
车身的制造工艺、冲压零件的特点。这里会涉及选用的设备,如焊接零件的搭接形式关系到选用焊钳或焊枪。
产品的内饰装配性、驾驶室软化程度、油漆涂层工艺防锈蚀情况。
车型的生产历史、换型情况,产品的使用寿命情况,在行业中的地位,市场销售情况,价格变化情况,产品的信誉,产品的品质。
通过以上分析对比可以确定出新产品的先进指标,也就是开发的新产品的目标性能的数值。
4产品的形体概念
为了在产品制造出来以前,先给人们以形体的概念,往往需要绘制概念草图、初步布置图、美术效果图及制作小比例模型等。
汽车车身的外形与其空气阻力系数有密切关系,在确定车身外形时,要用多种方案的缩小比例模型进行风洞试验,对其外形进行优化,选择空气阻力小的汽车外形。
车辆的内部设计要考虑到人体工程学方面的要求,合理地布置室内空间,保证驾驶员方便地驾驶车辆,并使乘员乘座舒适。为了在图面上检验操纵与乘座的情况,需用二维人体模型进行布置校核。
产品的色彩与零件的色彩设计,要考虑到使用地区及颜色系列。内饰设计要考虑色调的和谐。在概念设计阶段应进行调查,了解用户的爱好与品味。
5产品的通用化、标准化、系列化
根据市场的变化,汽车生产厂家总是在不断地更新自己的产品,以适应市场的需求。但是,更新产品时应尽量减少更换生产设备、工艺装备等,这样才能减少投资,降低成本。因此,在新产品设计初期就要注意产品总成及零部件的通用化、标准化、系列化。如果是局部换型,要尽量采用过去可用的零件,更换的零件应尽量压缩在对外形影响较大的装饰件范围。如果是全新换型,在产品设计时就要同时开发系列产品,使大量的总成具有通用性。
例如,驾驶室有左置方向盘和右置方向盘的变型要求,那么在设计仪表板时,就要考虑左、右对称的结构布置,否则,变型时就会涉及到模具更改或重新制造模具,这样无疑会增加模具制造成本。
一种产品要想满足各种要求是很困难的。为了适应市场需要,在概念设计阶段就要确定产品的基本型式,然后在这种基本型上再增加附属设备以满足用户选装总成的需要。
在大量生产中,还要注意零件及总成的互换性,只有零件具备互换性才能维持流水作业的生产方式。
6产品的目标成本
开发新产品时,控制产品的目标成本是很重要的。为了使开发的新产品在价格上具有竞争力,从概念设计开始,就要控制产品成本,对产品进行价值工程分析,把目标成本列入设计指标考核内容。设计初期制定的目标成本是根据产品的材料、加工工艺过程(工时与设备)、产品的结构复杂程度和装备等综合因素,凭借经验计算出来的。当然产品的目标成本
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