汽车总体设计(第2版)
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前言

汽车总体设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造汽车产品的过程。现代汽车设计工程具有高度的综合性,需要各种汽车技术相互配合。

汽车总体设计的费用往往只占最终汽车产品成本的一小部分(6%~15%,并且随着产量的提升,所占成本的比例逐步降低),然而它对产品的先进性和竞争能力却有着决定性的影响,并往往决定70%~80%的制造成本和营销服务成本。所以说汽车总体设计是汽车工业创新的核心环节,是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。

汽车总体设计是指对汽车产品设计项目、提供有技术依据的设计文件和图样的整个活动过程,是汽车产品项目生命期中的重要环节,是对汽车产品项目进行整体规划、体现具体实施意图的重要过程,也是将研发技术转化为生产力的纽带,是确定与控制产品造价工程的重点阶段。汽车总体设计是否经济合理,对汽车商品造价的确定与控制具有十分重要的意义。

汽车总体设计工作主要可分为3个阶段:整车的总体设计,主要解决社会需求转化为汽车性能的问题;汽车各子系统和总成的设计,主要解决汽车的功能和布置问题;零部件的设计开发,主要解决强度、寿命和生产技术的问题和系统性问题。

大多汽车公司建立了高性能的计算机辅助工程分析系统(由高速运算计算机、三维图形工作站,以及NASTRAN、ANAQUS、LS-DYNA3D、PAM-CRASH、PAM-SAFE、MADYMO、AUTOF0RM、FLOW-3D、ADAMS等模拟分析软件组成),其专业CAE队伍与产品开发同步地广泛开发CAE应用,在指导设计、提高质量、降低开发成本和缩短开发周期上发挥着日益显著的作用。CAE应用于车身开发,在刚度、强度(应用于整车、大小总成与零部件分析以实现轻量化设计)、NVH(降噪、减振、提高乘坐舒适度三项合称NVH)及机构运动分析等已十分完善,而车辆碰撞模拟分析、金属构件冲压成形模拟分析、疲劳分析和空气动力学分析的精度还有待进一步提高,现在完全可以用于定性分析和改进设计,大大减少了费用高、周期长的试验次数;虚拟试车场整车分析正在着手研究,此外还有焊装模拟分析、涂装模拟分析等。

在与产品开发同步方面,美国福特汽车公司是这样做的:一个新车型开发项目配置一个结构分析小组,从该车型造型开始一直到该车型开发完成投产后半年的各个阶段内,配合产品设计开发进行分析,内容是以NVH为主的整车分析以及局部分析。

如果说三维CAD/CAE是近20年来车身开发技术发展的最重要推动力,则可以说CAE技术是推动下阶段车身开发技术发展的重要力量。因为随着各种过程模拟分析理论的发展和试验研究的配合,CAE技术的实用广度必将越来越大,在深度上也越加精确、成熟。

本书主要介绍汽车总体设计的工作内容与方法,也涉及主要总成的选型和车身造型设计。重点放在如何根据社会、市场的需求来选择和确定汽车应具备的性能参数和指标,如何优选汽车各个总成部件,通过合理的匹配和布置实现汽车所必需的功能,了解汽车设计的特点、任务和要求,掌握汽车设计工程的基本方法。

由于水平有限,本书难免会有不足及疏漏之处,还请广大读者批评指正。