车身布置说明书(2)

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展速度非常快。

从全国范围来看，2003年我国人均GDP已经达到1000美元，居民消费结构正在从万元级向10万元级的紧凑型车过渡，主要的消费品是汽车、住房以及通讯、教育等。随着经济的增长，可以预计的是居民的购买力还将不断增强。抛开政策因素，仅就购买力来看，统计资料显示，仅长三角、珠三角、京津以及各大中城市的城镇居民总户数就在6000万户左右，其中已经具备轿车消费能力的家庭约800万户，同时随着经济的增长，还将不断有新的家庭具备轿车消费能力，消费主体成排浪式地扩张。目前我国经济已步入新一轮增长周期，随着市场化程度的不断提高，经济增长的内生性、稳定性进一步增强，内需将会进一步扩大，消费政策、消费体制、消费环境也会得到进一步改善，这些都将为汽车消费增长带来巨大潜力。

从近几年家用轿车的市场发展来看，我国家用汽车的平均拥有率目前约为1.7％，从1990年到2000年的十年间，我国民用汽车中私人汽车拥有量由1990年的81.62万辆增加到2000年的625.73万辆，平均每年增长22.6％；到2001年为止，我国家用汽车拥有量年均增速达23％以上。近10年来，我国私人汽车的拥有量在以20％以上的速度增长。未来15年，中国的汽车保有量将高速增长，预计到2020年中国汽车保有量将达到1.45亿辆，其中轿车保有量将达到1亿辆。

1.3 CAD技术

CAD/CAM 技术的应用水平是衡量一个国家汽车工业水平的重要指标之一。汽车工业作为国家支柱产业，一直是CAD/CAM 技术应用的先锋和大户。CAD/CAM 技术的不断发展和广泛应用，不仅仅在于它能提高产品的质量和缩短产品的周期，更主要的是：CAD/CAM 技术是当代最杰出的工程技术成就之一．它从根本上改变了过去用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技术管理模式。因此，它对传统产业的改造、新兴技术和产业的兴起和发展，均能产生巨大的推动作用。现在国际市场的竞争更加激烈汽车公司对CAD/CAM 技术的需要更加迫切为此世界上很多国家和汽车公司都把发展CAD/CAM 技术集成化作为它们的战略目标。

1.4 汽车车身总布置

汽车车身总布置属于汽车设计中的一部分。它是在整车总布置的基础上进行的，整车的总布置提供了汽车的长、宽、高等控制尺寸、轴荷分布范围以及水箱、动力总成、前后桥、传动轴与车轮等的轮廓尺寸和位置。据此参考同类车型有关数据作为借鉴，即可初步确定前悬和后悬的长度、前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地板平面高度、前围板位置、 座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置角度及操纵机构和踏板的相

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互位置等，然后在此基础上，按满载情况绘制1:5车身总布置图。车身布置设计是在满足整车的布置和造型要求下进行尺寸控制和布局的过程；是在整车总布置统一要求下进行的，通常由整车总布置、车身、底盘、发动机、电气以及附属设备等部门的设计人员协同完成。

在汽车车身总布置过程中，需要确定的特征参数和控制硬点繁多，空间关系和约束条件复杂，实现方法和评价指标模糊，设计方案具有多解性，经验性和综合性的特点。然而车身布置设计是概念设计的重要内容，是整车开发周期中至关重要的阶段。车身布置设计是否合理，将直接影响整车的使用性能。在车身布置设计的同时，造型设计也在进行；两者之间要胡邪乎做、紧密沟通。

汽车车身总布置应遵循一定的设计原则：外部尺寸尽量小、内部空间尽量大、满足各项功能要求、满足人机工程学要求、满足法规标准及技术条件。要求在实际设计过程中，一般采用由内到外和由外到内两种设计方法，这两种方法有其自身的特点，适用于不同的设计条件。[1]

1.4.1 基于AutoCAD的车身布置

AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。基于AutoCAD的车身造型及布置就是利用AutoCAD完成对汽车车身的二维造型及布置。

1.4.1.1 AutoCAD软件具有如下特点：

1)具有完善的图形绘制功能。 2)有强大的图形编辑功能。

3)可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。 4)可以进行多种图形

6)支持多种操作平台格式的转换，具有较强的数据交换能力。 5)支持多种硬件设备。

7)具有通用性、易用性，适用于各类用户此外，从AutoCAD2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能，从而使AutoCAD系统更加完善。

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1.4.2 基于CATIA的车身造型

基于CATIA的车身造型及布置就是利用CATIA完成对汽车车身的三维造型及布置。

1.4.2.1 汽车造型设计

CATIA V5开发出一种全新的造型方式—基于手绘的自由曲面设计（FSK：CATIA Freestyle Sketch Tracer），它可以快速导入造型师绘制的轿车2D风格造型图（Tif、Jpg或者Bmp格式）。达索系统公司采用新的计算机2D图形算法，可以使CATIA V5系统中导入的造型图在不失真的情况下放大：将造型图放大到实车尺寸大小。

将导入的几张造型图在3D环境中定位后，就可以利用CATIA V5的丰富的曲面造型工具（如FSS等）在造型图的基础上，绘制3D轿车模型。自由曲面设计（FSS：CATIA Freestyle Shape）提供了大量基于曲面的实用工具，允许设计师快速生成具有特定风格的外形及曲面。交互式外形修形功能甚至可使设计师更为方便地修改、光顺和修剪曲线和曲面。借助于多种面向汽车行业的曲线曲面诊断工具、可以实时检查曲线曲面的质量。由于系统提供了一个可自由匹配的几何描述，支持NURBS和Bezier数学表达，因而设计师可直接地处理修剪后的曲面，同时保持同其基础外形的相关性。这就大大提高了从最初2D造型图的平面型线构思到最终的3D模型生成这一过程的效率。

1.4.2.2 数字轿车电子样机设计

CATIA V5的电子样机功能由专门的模块完成，从产品的造型、上下关联的并行设计环境、产品的功能分析、产品浏览和干涉检查、信息交流、产品可维护性分析、产品易用性分析、支持虚拟实现技术的实时仿真、多CAX支持、产品结构管理等各方面提供了完整的电子样机功能，能够完成与物理样机同样的分析、模拟功能，从而减少制作物理样机的费用，并能进行更多的设计方案验证。

1.4.2.3 人体工程学分析

人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。为了在进行产品设计过程中就很好地解决“人—机—环境”之间的问题，CATIA V5最早提出了人体

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设计与分析（Ergonomics Design & Analysis）解决方案。

CATIA V5人体姿态分析（HPA：CATIA Human Posture Analysis）可以定性和定量地分析人机工程学上的各种姿态。人的整个身体及各种姿态可以从各个方面被全面系统地反复检验和分析，以评定驾驶者的舒适性，并可以与以公布的舒适性数据库中的数据进行比较，来检查、纪录和重放人体全身或局部的姿势，确定相关人体的舒适度和可操作性。界面友好的对话框提供了人体模型各个部位的姿势信息，颜色编码技术可以通过使用不同的颜色标记，快速发现有问题的区域，重新做出分析，并进行姿态优化。HPA允许设计人员根据自己的实际应用，建立起自己的舒适度和强度数据库设计，来满足不同的需要。

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第 2 章 三厢车车身总布置造型方案论证

2.1 课题的主要内容和基本要求

内容：双排座三厢轿车车身总布置与外形设计

基本要求： 根据已知的底盘数据和尺寸，进行三厢轿车车身总布置设计和初步的外形设计。

本课题的主要工作是进行车身造型与布置。主要有三大部分：内室造型与布置、车身外部布置与造型、人机工程校核。

2.2 车身总布置方案确定

2.2.1 发动机布置形式和驱动方式

发动机为V6发动机前置，在动力传动上，采用的是四驱系统，为车辆提供了双倍附着力。四驱系统能使车辆能在多种复杂路面上，在转向或制动时，自动、准确、及时地分配各车轮的着地力和很好防止打滑现象产生，从而使车辆在复杂情况下行驶的定向稳定性和牵引性提高。

2.2.2 地板布置

由于采用的是发动机前置四驱系统则地板布置为中间有凸包放传动轴。后排座椅位置有阶梯，用后围隔开乘员室和油箱、行李箱。

2.2.3 车门布置

本次设计为4个车门，均为整体式结构和玻璃布置在窗框外侧的结构。车门本体零件数量少，制造方便；车门刚性好并便于设两道密封条，提高了密封性能。采用此结构玻璃表面与车身表面很接近，减小了汽车空气阻力。车门开启方式为顺开式，玻璃为电动车窗。

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