汽车开发设计范例

汽车开发设计

汽车开发设计范文1

内建模型将质量的愿望融入到汽车产品的设计开发使用中,通过质量工具的合理使用,大尺度的提升汽车产品设计开发的质量,同时可以将汽车实际使用的质量不断的提升,促进汽车企业的进步和能力的发展。

关键词:

质量工具;企业设计;应用

0引言

设计开发的质量主要的影响到整个生命周期的质量,在开发时间、成本和质量方面产生重要的影响,在整个研制的过程中占据重要的位置。加强汽车的设计开发的质量对提升汽车的使用舒适度、降低成本、缩短产品上市时间、增强市场的竞争力具有现实意义。因此,完善汽车产品设计开发的质量已经成为汽车企业降低成本、挖掘利润、缩短产品交货周期、提升市场竞争力的重要环节。

1汽车质量工具类型

1.1APQP产品质量先期策划和控制计划

这种质量控制方式是一种结构化的方式,主要是用来测试客户的满意程度对产品的影响。产品质量策划的目标是促进人员之间的沟通,使得设计的目标可以按照相关的步骤完成,有效的产品质量策划依赖于公司高层管理者努力的达到顾客满意的范畴,实施产品的质量控制主要是为了更好的引导资源,使得顾客更加的满意设计,对需要更改的部分及时的进行调整,降低成本,提供更加优势的服务。

1.2FMEA潜在失效模式后果分析

这种质量工具主要是确保在产品和开发的过程中潜在的考虑问题并将问题进行阐明的方式,是一种将跨职能小组集中文件化的方式。这种风险评估方式重点是对产品设计的过程和功能进行控制,变更审核,对潜在的风险进行谈论,对潜在的每一个阶段的各项问题进行解决,但是这种质量工具仅仅涉及到生产的领域,对非生产的领域不涉及。

1.3MSA测量系统

这个质量工具主要是对测量的单元进行量化或者对被测的特性进行评估,使用的工具主要是使用仪器或是量具、标准、方法、加剧、软件等对环境进行假设,将整个生产输出的数据进行测量,过程中对实际的使用情况进行监控,从而确保结果的正确性。

1.4PPAP生产件批准程序

生产零件批准程序规定了生产零件的一般规格要求,包括生产和散装材料。主要是正确的记录顾客的设计记录和所有的规范,同时在进行生产的过程中充分利用设计的潜能,在实际的使用中按顾客的需要进行生产,使得其可以符合顾客的基本要求。

2汽车产品开发阶段的质量工具使用

2.1QFD系统

在汽车进行概念开发的过程中,主要的工作是进行目标的确定,工作方案的确定和生命周期的使用,将设计目标的市场定位、竞争的情况以及价格和主要的设计亮点进行确定,对工程质量的保证、设计方案的执行和可行性的报告进行讨论。汽车是奢侈品,也是一种高新技术的产品,其要求的较多,需要具有舒适、方便和快捷等多种性能,因此在这个阶段技术设计主要是从宏观的角度对各项技术进行掌控,整个产品的研发阶段是非常重要的,因此在这个阶段主要需要引进QFD和DFSS。首先DFQ技术主要是在项目的前期进行,需要进行调查对客户的需要进行收集,集中分析以后在设计中进行使用,对汽车的设计进行改进。

2.2DFSS系统

这种系统主要是为了提升产品的质量和缩短开发的周期,在实际的使用中具有较高的实际使用价值。在进行实际的操作中,可以根据QFD确定顾客的基本需求,同时对DFSS确定的系统进行改进,使得前期的设计更加的优化,提升客户的满意度,不断的创新生产技术和技巧,及时的发现设计中的各项漏洞,解决矛盾和问题。通过这样的方式可以更加稳健产品的参数,实现最优的组合。本次优化采取DFMEA分析,结构设计由于车身钣金在近90°这个问题进行测试,根据RPN值>60时,项目风险得到控制,但是在弯角部位进行模拟时,最终RPN值=216,模式失效。通过风暴活动,设计小组的CAE模拟和车身钣金的快速样件模拟,最终确定RPN值=24,为该设计的基本模型。

3产品开发阶段的质量工具进行初步

在进行产品的项目整体的规划时,需要对项目的总体框架设计,产品进行到研发的阶段,在进行概念的研发中对总体的方向进行把握,数据在进行研发的过程中主要的特点是零件多、系统复杂、界面的交错较多并且开发的时间紧迫,为了确保每一个开发环节的交付准时,所以在这个过程中,需要进行前期工具的引进,在进行设计的过程中应该引进FMEA模型,但是这个需要在产品的之前进行,这样更加容易将产品的各项特质进行控制,减少后期的危机。在进行模型的使用时,对每个节点进行系统的跟踪和检查,保证质量的稳定,在进行的过程中做到事先预防,提升总体的质量。

4产品试验阶段和投产阶段的质量工具

产品数据在设计和完成阶段,整个的开发流程到产品的使用流程,需要进行各种试验,这样才能在最后的销售中建立优势,达到法律和客户的要求。零部件的测试需要特别的进行关注,在产品的投产之后,产品就从试验的阶段转入到生产调试阶段和试生产阶段,在这个过程中需要将各种出现的问题进行统一的调整和改进,最大化的发现问题。在这个过程中可以引入PPAP生产件批准程序,通过标准化的生产将系统中的质量研究进行统一生产、统一质量标准。同时还可以引进质量工具DRBTR,进行生产和完成以后的质量保证。现阶段进行产品验证的目的是将试制零部件的隐患进行挖掘,不要把实验当成简单的判断方式,而是进行判断的手段。在进行实验以后需要判断试验中出现的问题,这些隐患可能出现的原因,对客户造成的影响。为了避免将这些问题变为现实,需要在进行测试的时候将问题一眼看出。但是面对一些难以发现的系统问题时,需要引进FMEA潜在失效模式后果分析,通过这个模型可以将失效的原因和失效模式进行模拟,这样可以对一些潜在的危机进行衡量,确定危机出现所产生的后果,并及时的制定相应的应对措施。同时做好实验学习和总结活动,形成整个质量的完整把控。

5结束语

自从在汽车企业内部将内建质量模型进行推广以后,在汽车质量提升上取得了较大的进步,对生产的平台进行了一定的改装,进入到持续的完善阶段,新车的质量明显的减少。这样的革新,体现了技术的飞速革新和质量工具的效果,在汽车生产技术方面取得了较大的成就。

作者:丁殿龙 单位:长城汽车股份有限公司

参考文献

[1]孙丽丽,章敏,南江华.质量工具在汽车设计开发中的集成应用[J].上海汽车,2013,08:50-53.

汽车开发设计范文2

关键词:汽车噪声;排气消声器;声学性能;设计开发

1汽车排气噪声产生原理和消声器的机理研究

噪声是汽车发动机运行中十分常见的一种故障现象,主要由于发动机气缸内部发生了急剧的高温废气变化情况,强大的气压波迅速产出排放时,产生的巨大的声音。根据噪声的振幅、频率和结构位置,可以划分为基频排气噪声、亥姆霍兹共振噪声、废气喷注噪声、排气道内避面的紊流噪声、冲击噪声等。其中基频排气噪声最为常见。因此,汽车排气消声器的设计研究就显得尤为必要。当前消声器可以细分为有源和无源两种,相对而言,有源消声器使用繁琐,应用的范围较小,而无源消声器则有着较为广泛的应用市场。

1.1汽车排气噪声产生原理

汽车的发动机开始运行的时候,气缸内部将会产出高速和高温的废气,这些废气经由排气口排出,将会形成低频和周期性的噪声,亦可以称之为基频排气噪声,也是汽车发动机最为主要的噪声来源。其基频和谐波的运算公式为:fk=knz60τ式中,k表示谐波的次数;n表示发动机转速,单位为r/min;z为发动机气缸的数量;τ表示冲程系数,其中二冲程的τ值为1,四冲程的τ值为2。

1.2汽车排气消声器的机理研究

为有效降低汽车发动机噪声,可以在汽车气动装置的空气流道上面安装汽车消声器。其原理在于借助声波的作用,实现声波之间的互相干扰,以此对声音压强进行降低,减少噪声的发出,以此实现消声目标。消声器可以划分为主动消声器和无源消声器。其中主动消声器是发射出等同于噪声振幅但是相位相反的声波,以此对噪声声波进行干扰和抵消,从而实现降噪的目标。不过主动消声器的使用相对较为复杂,应用不够普及。无源消声器则包括以下几种:①抗性消声器。该消声器主要是对声阻抗进行改变,其在管道界面产生反射和干扰作用,以此来对噪声进行消除。该消声器适用于中频和低频噪声中。②阻性消声器。该消声器则是借助多孔吸音材料来对噪音进行消除。噪音进入到吸音材料中后,气体和材料间进行摩擦作用,促使部分声能转化为热能,从而消除部分噪音。该消声器多用于中高频噪音消除中。③阻抗复合消声器。顾名思义,是将上述两种消声器进行有效的融入,以此实现更为广阔的适用性。

2基本消声单元的性能以及消声器的设计方法

2.1基本消声单元的性能分析

对于消声器设备而言,消声器单元是其最为基本的组成部分。科学开展消声器单元数据分析,能够更好的明确不同的结构形式对于消声器的具体影响,为后续开展消声器设计研究体用基础数据。本文则借助仿真软件,开展了扩张式消声器的数据计算研究,该消声器属于抗性消声器的一种,其原理在于利用管道界面的改变,来干扰和影响管道内部的噪声传递频率,从而降低噪音。就目前来看,最为常见的扩张式消声器主要为简单的扩张腔。当sin(kL)=1时,消声量最大,相应频率称为中心频率,表达为:fc=2n-14•cL当sin(kL)=0时,消声量等于零,相应频率称为通过频率,表达为:fi=n-12•cL本次研究对象选取的扩张腔结构为:进出口的管径分别为50mm,扩张腔的直径为150mm,腔体的长度为200mm。

①扩张比及腔体长度的影响。a)扩张比越大,消声量越大。fH=1.22式中,c为声速,m/s;D为扩张腔的特征尺寸,对于圆截面,D为直径,对于其它形状,D=S(S为截面积),m。b)伴随着不断增加的腔体长度,上限的频率保持不变,整体的波形朝向零点的方向压缩。

②扩张腔截面形状的影响。通过分析可知,在低频区域,不同形状所产生的传递损失曲线几乎重合,也就是说,腔体形状几乎不会对低频产生影响。正方形和圆形界面,所产生的声学特性几乎一致,仅仅区别为:上限频率较高的为圆形界面,上限频率前的消声量较高的为正方形。椭圆形的截面形状的上限频率,从较高频率朝向低频区域倾斜,且拱形峰值也呈下降趋势。超过上限频率后,该形状依然可以实现一定的消声能力。

③出入管偏置的影响。关于出入管偏置的情况可以细分为以下两种类型:第一,出入管的一端出现偏置。固定入口位置,偏置出口管20mm、40mm。或者固定出口位置,偏置入口管20mm、40mm。以此来分析一端出现偏置的情况下,对于声学的具体影响。结果可知,出口或者入口偏置相同距离,其对于声波的影响是完全相同的。当上限频率确定为2700Hz时,在此之前,消声量几乎产生改变,也就是说,偏置情况对于中低频的影响是极小的。但是在上限频率之后,偏置的距离越大,其对于消声的影响越大。也就是说,在实际设计消声器时,可以适当的采取一端偏置的情况,特别是对于高频噪音的消除具有重要作用。第二,两端出入口同时进行偏置。按照25mm、50mm、75mm的距离进行出入口两端的同时偏置。结果可知,同样是对低频段无影响。而对于中高频段而言,本例中为1000-2700Hz频段,偏置的距离越大,反而降低了消声性能。而进入到高频阶段,偏置距离越大,消声性能却越好。

2.2消声器的设计方法

消声器的结构原理主要包括气流结构、传热结构、振动结构和发动机性能。消声器利用这些结构来消音,这些结构有一定程度的复杂性。消声器的设计方法有很多,比较传统的方法主要是理论分析、实验验证和设计验证。排气系统的外形越简单,相关理论和设计就越成熟。然而,虽然该方法已经成熟,但更多的是基于理论层面,缺乏实践验证。目前,随着科学技术的进步和汽车工业的发展,汽车排气系统消声器的设计也逐渐发生了变化。主要表现在理论指导的结合和CAE设计与经验设计的结合。在进行设计工作时,工作人员利用计算机软件的测试功能进行模拟和测试。本文的设计方法是基于GT-Power软件的仿真分析功能。利用软件仿真得到了消声器的插入损耗和传输损耗,并根据这些参数对消声器进行了优化设计。

3汽车排气消声器的优化设计思路

3.1模型建立

3.1.1发动机模型

GT-Power主要是利用一维流体架设模型来实现对发动机不同工况的模拟。发动机系统亦可以细分为不同的控制单元,且每一个单元还包括了众多的交错网格,这也是发动机得以运行的重要基础。本文以某OEM发动机为例,构建基础模型。

3.1.2消声器模型

本文利用工具来对消声器结构进行描述,并离散为模型。最终在排气系统仿真模型中进行该模型的添加。

3.2消声器的仿真计算

3.2.1传递损失计算

耦合之前构建的两个模型,对声功率的差异进行计算,然后构建传输损耗仿真模型。设定完毕参数后,得到最终的仿真结果:后置消声器于低频范围内,性能更优;前置消声器在高频范围内,性能更优。

3.2.2插入损失计算

经过分析可知,插入损失和声源本身特性密切相关。因此需要连接发动机模型和消声器,以此来对连接前后的噪声进行分析。从分析结果可知,消声器高频部分能够满足需求,而低频部分效果欠佳,这表明消声效果不够,还存在一定的优化空间。

3.3发动机消声器的优化设计

依据上述的计算结果可知,在进行消声器优化设计时,其内径需要超过0.051m。之前的排气系统管道的内径经测算,为0.054m,符合消声器的流速要求。因此优化设计时沿用该参数即可。针对抗性消声单元而言,扩张比的大小直接决定了消声量的大小,二者的关系如表1所示。同时,结合设计经验可知,消声器的扩张比多曲江与最高的消声目标。经过计算可知,原先的排气系统的扩张比为19.76,其对应的消声量大致为19.9dB(A),几乎和最高的消声目标20.3dB(A)持平。因其他工况对于消声量要求较低,不高于19dB(A)即可。因此可以继续采用之前的主消扩张比,也就是按照原先0.045254m2的截面面积进行计算。在实际设计时,对消声器的内部管径进行提升或者进行共振,以此实现最高消声量的基本要求。针对如上仿真分析识别的性能不足,优化设计方法为:一是将设备的膨胀比进行增加,促使发动机消声器性能提升;二是将高频区域内的消声器的再生量进行改变,也就是对穿孔范围进行扩大,降低穿孔的孔径;三是后移消声器右侧的隔板50mm左右,以此来对消声器的体积和密度进行适当的增加;四是改变消声器喷嘴为喇叭状,以此来增加消声器的消声量。

3.4优化结果

优化改进之后的消声器,其传输损耗比原先的消声器高2-5dB(A)左右。经过上述措施优化后,极大的改善了消声器的整体性能,高频区域消声效果更优,低频范围内也满足相关标准要求。本文利用GT-Power软件对排气系统的传递损耗和插入损耗进行了分析,实现了对汽车排气消声器的优化改进设计,有助于缩短设计时间,降低设计成本,期望能够对同类课题提供一定的借鉴意义。

参考文献:

[1]孟妤,赵诚,朱桂昌.汽车排气消声器研究综述[J].专用汽车,2021(06):83-85.

[2]李根.基于CBR的汽车排气消声器自动设计系统[J].汽车工程师,2020(07):18-21,25.

汽车开发设计范文3

【关键词】汽车电工教学;STM32F103Zx最小系统板;实训台

1研究背景及意义

根据中汽协2019年1月14日公布的数据显示,2018年,我国乘用车销量为2808.1万辆。虽然同比去年下降了2.8%,但是我国的汽车保有量仍在大幅度增加,尤其是新能源汽车的增长趋势喜人,全年新能源汽车销量125.6万辆,同比增长了61.7%。汽车越来越多,对于汽车维修专业的人才需求也越来越大,随着现代汽车技术的发展,汽车上的电器及电子设备控制单元日益增多,因此汽车电路维修人才的需求缺口将会变成制约我国汽车售后市场良好发展的关键因素,怎样解决目前汽车维修市场的现状,对汽车维修从业人员提出了更高的要求。为了提高汽车维修学生的实践教学效果及设备利用率,帮助学生了解和学习汽车电路系统的工作原理,熟练掌握汽车电路检测方法与故障排除技能,充分利用实验室设备资源,研制一种新型智能汽车电工教学实训台非常有必要。

2智能汽车电工实训台的设计思路

智能汽车电工教学实训台是对实验室汽车电工实物接线考核系统的教学用品提出优化,主要针对汽车电工电路培训的实践课程进行开发。目前市场上大部分汽车电路接线考核实训台的功能都比较单一,本智能汽车电工实训台采用模拟电路部分的电路原理图和更改程序就可以更换为对某一汽车电气系统接线进行电路连线考核。本实训台将汽车上部分汽车电路系统简化成考核电路工作原理图,学生能用导线正确地把台面上的各个元器件之间的端口连接起来,当操作过程中出现错误时,该实训台的报错功能可以帮助学生找到错误点,提高学习效率,降低教师的教学负担。智能汽车电工实训台的加入,能为教学和培训提供双重的便利性。设备的研发根据汽车部分电路实训教学需求,绘制其电路系统工作原理图,购买导线,电路涉及的零部件,单片机控制芯片,主要是进行电路工作原理的芯片控制设计,最后完成组装调试,并制作成教学实训台。

3智能汽车电工教学实训台的设计要点

(1)单片机所扩展的引脚与面板上的端口相连,写入指定的程序以判断某条回路两端的电压来确定接线是否正确。(2)单片机电路与发电机等电路不能同处于同一工作电压下,在单片机电路中采用继电器模块,对发电机与起动机电路进行控制。(3)芯片控制各个模块的程序以及系统板与外接电路的各回路的铺设。(4)最小系统板各个引脚与各接线口之间的线束设计及利用最小系统板对各个端口的识别判断、控制等。(5)运用STM32相关的单片机知识写入程序,其中包括电路分析判断以及端口定义和LCD的程序优化。

4智能汽车电工教学实训台开发的创新特点

(1)实训台电路设计原理是基于STM32F103ZET6芯片的控制,电路通过写入程序,经过单片机对多回路进行判断。(2)实训台加入错误提醒功能,LCD显示屏与语音模块结合的纠错系统,能更好地帮助学生进行电路模块学习任务。(3)实训台具有不同的功能模式选择,既可以用于日常教学培训,还可用于实操考核,由系统判断所连接电路的正确与否,有效提高实践教学效率。

5智能汽车电工教学实训台的基本结构及工作原理

智能汽车电工教学实训台主要由角钢构成的框架、亚克力面板、STM32最小系统集成板、1602液晶显示屏、音频接线端、语音模块、导线插孔、导线插孔座、起动机、发电机等零部件组成。控制面板上设置了各种端子接口,实物的连接线按各自不同的位置,整齐均布地设计出合理的线路走向,且与接线端子相对应,学生可以根据芯片预设的电路控制方式,按汽车电路系统工作原理正确连接相应端子,使相关汽车零部件正常工作。实训台的控制工作原理:在STM32F103Zx的最小系统板外接端子连接相应的接线端口,接线端口为3.5mm音频母插座,学生使用线材为3.5mm音频线进行连线操作,当学生或考生接好插线板的连线并按下按钮后,单片机内相应的程序会检测接线板板上的回路。检测接线板的回路时,芯片控制该回路的连接端口,端口所连接的引脚为低电平,其它引脚均为高电平,若是单片机检测所有回路都正常后,单片机会控制液晶显示屏,并显示“right(正确)”的字样,同时实训台控制面板上的绿灯亮起。如果在电路连接检测过程中,其中一条回路接线错误时,检测不再继续,程序会将当前的错误连接点显示在液晶屏幕上,例如“errorpointB1”以便学生及时检测错误点并及时更正。该实训台还将设置考试模式和练习模式,当考试模式开启后,液晶屏幕便不会显示连接错误点,仅绿灯亮起时,才被视为电路考试训练通过。最后,为了教学设备不受实验室场地的限制,灵活安排教学地点,还安装了万向转轮,便于移动教具以满足不同场合的教学的需要。

6总结

经过改良后的智能汽车电工教学实训台可直观呈现汽车起动及充电系统各元器件的外观,接通电源后并可动态演示其工作过程。学生可在掌握了电气系统的组成、工作原理的基础上,利用面板的端子连接导线对相关电路进行连接,可锻炼学生分析汽车电路的能力及理论结合实际的能力。该实训台按汽车电路模块进行实物连接设计,把复杂和抽象问题简单具体化,相比整车电路接线考核实训台,结构简单,出现故障时可快速检修,适合教学中多次重复训练,同时实训台也经过了人机工程的测试,其坐姿与操作姿势适合于广大师生进行操作,并且该实训台移动非常方便,适用于各高校以及技术院校的实验教学或者技能培训课程使用,可有效培养学生良好的逻辑思维和创新能力,为培养学生汽车电路的维修技能打下坚实的基础。

参考文献

[1]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社,2010.

汽车开发设计范文4

关键词:汽车美容与装潢;工作过程系统化;课程构建

1引言

20世纪末,德国兴起基于工作过程系统化的职业教育课程开发理念。2002年,德国不莱梅大学技术与教育研究所研究团队与德国大众汽车公司合作,开发了基于工作过程导向的职业教育课程开发方法。21世纪初,此课程开发方法在德国双元制职业教育中得到推广与应用。随后,教育部多次组织赴德国的职业教育培训项目,此教学方法通过职业教育合作项目引入国内。与此同时,姜大源、徐国庆等一批专家学者也相继对基于工作过程系统化的课程改革进行了研究。这些实践和理论探究,全面推动了国内职业教育课程的建设和改革。姜大源教授指出课程开发包含课程内容和课程结构的开发,是依据工作过程或结构的科学设计,将课程内容进行完整传递的过程[1]。目前,工作过程系统化课程设计方法被广泛应用于高职课程构建:廖中文等以高职汽车课程《汽车装饰与美容技术》为例,从课程定位、课程目标、课程设计思路、课程内容开发、学习情景设计、考核方案设计等六个方面介绍工作过程系统化课程开发的路径及实践的效果总结[2]。祁玉红以汽车机械基础课程为例,介绍了基于工作过程系统化的课程开发模式,包含课程开发背景、课程教学内容、教学过程的设计及教学评价等问题,通过教学方式的改变推动应用型技术人才的培养[3]。马立峰等从基于工作过程系统化的角度介绍了新能源汽车运用与维修专业课程开发的过程,以及相关应用的方法与手段[4]。马妙玲在培养新能源汽车企业需要的高素质的技能型人才时,以企业实际工作岗位和任务为对象进行分析,构建基于工作过程系统化的新能源汽车维修专业核心课程体系[5]。

2基于工作过程系统化课程设计思路

工作过程,是指为完成一项工作任务,进行的一系列完整工作程序的过程。在基于工作过程系统化课程设计中,要解决的是课程目标、课程内容、课程组织和课程评价问题,姜大源教授将其归为课程内容的设计和课程结构的设计[1]。课程内容的设计,依据职业教育人才培养计划、培养目标和适应岗位,设计满足教学要求的知识和技能内容。课程结构的设计,要充分考虑学生的学习组成、学习基础、学习路径。结构是课程开发的关键,工作过程系统化课程结构开发主要包含课程体系结构、课程单元结构及课程教学结构开发,按照图1设计思路完成。

3《汽车美容与装潢》课程介绍

《汽车美容与装潢》课程是我校汽车技术服务与营销专业的一门理实一体化课程,是基于汽车装饰与美容市场的快速发展,为拓宽学生知识和技能面,开设的一门专业拓展课。课程主要讲授现代汽车装饰与美容基础、汽车车表美容与护理、汽车车饰美容与护理、汽车漆膜保养和缺陷的修复、汽车精品装饰、汽车防护等项目。通过理实一体教学,培养学生理论知识到实际操作转化能力。依据相关岗位技能需求,要求学生掌握各种汽车装饰设备及工具的使用方法,美容与装潢工艺流程和施工步骤。在教学实施过重中,培养学生的整体观、大局观,树立安全意识和践行安全生产观。

3.1教学目标

本课程的总目标是“以学生为主体,以学生的学习为中心”,突出高职教育特点,通过课程的学习,使学生的知识、能力、职业素养得到全面的发展,确保人才培养目标的实现。知识目标:(1)能掌握汽车美容装饰用品的类型;(2)能掌握汽车美容的工艺规程;(3)能确定汽车美容与装饰的步骤;(4)能根据质量要求进行汽车美容工作并监控工作过程。能力目标:(1)培养学生自学能力;(2)培养学生分析和调查问题的能力;(3)培养学生严谨科学的规范操作能力;(4)培养学生形成较好的逻辑性、合理性的科学思维能力。素质目标:(1)培养学生主人翁的担当和责任意识;(2)培养学生踏实进取的精神、一丝不苟的工作作风;(3)培养学生的动手能力、沟通能力与团队协作能力;(4)培养学生作业过程中的安全和质量意识。

3.2面向的职业领域及对应的就业岗位

课程面向的职业领域主要是汽车美容、汽车改装,对应的岗位分别为汽车美容师、汽车改装师等就业岗位。

4《汽车美容与装潢》课程构建

基于工作过程系统化的《汽车美容与装潢》课程构建研究,首先,按照职业领域确定汽车美容与装潢的典型工作任务;其次,根据教学目标和学情分析,选择适合开展教学的具体工作任务,开展学习情境设计;再次,在具体学习情境下以六步教学法,完成课程具体的实施设计;最后,从多维度对课程教学过程进行评价。课程整体构建如图2所示。

4.1确认典型工作任务

在确定工作岗位的基础上,通过企业调研,进一步分析岗位所需能力,确定《汽车美容与装潢》课程的典型工作任务有:汽车车身美容与装饰、汽车内饰美容与装饰、汽车玻璃美容与装饰、汽车防护装饰和汽车发动机美容。

4.2学习情境设计

按照“实际、实用、实践”的原则,教学设计以理论知识的应用和真实工作任务的实践能力培养为重点,以汽车美容与装潢的工作过程为主线,将典型工作任务设计为学习任务,根据岗位技能和素质要求分解为若干个学习情境。按照工作过程系统化的基本理念,将汽车美容与装潢课程教学内容设计为以下学习情境:学习任务1-汽车车身美容与装饰,分解的学习情境:汽车车身清洗、汽车车身打蜡、汽车车身抛光封釉、汽车镀膜、漆面修复。学习任务2-汽车内饰美容与装饰,分解的学习情境:汽车驾驶室清洗养护、车内杀菌消毒、汽车精品。学习任务3-汽车玻璃美容与装饰,分解的学习情境:汽车贴膜、汽车玻璃养护。学习任务4-汽车防护装饰,分解的学习情境:汽车隔音工程、汽车底盘装甲、安装倒车影像。学习任务5-汽车发动机美容,分解的学习情境:发动机舱清洗、发动机美容。

4.3教学过程设计

教学采用理论授课和实训教学相结合的教学组织形式,由理实一体化教师负责理论授课,采用讲授法、讨论法、任务驱动法等教学方法,实训环节由两位老师合作,采用翻转和分组教学方式完成。教学项目遵循学生职业能力培养的基本规律,以真实工作任务过程,科学设计学习性工作任务,教、学、做结合,理论与实践一体化。在具体的教学设计中,工作过程讲究六步法,分别是“资讯、决策、计划、实施、检查、评价”。不同的情境,重复的是同样的步骤。以汽车玻璃美容与装饰任务中的学习情境汽车贴膜为例,从情景引入、教学条件、教学设计以及教学载体四个方面来举例具体教学设计过程,如表1所示.

4.4教学评价

工作过程系统化要求采用集过程完整性、流程连续性、成员交互性和评价科学性于一体的多元考核评价体系。项目在设计课程考核和评价中,要兼顾平时考核、任务考核、期末考核三方面因素。因此,将整个学习过程作为学习成绩的考核过程。从布置任务、收集信息、完成任务过程中可能出现的问题及解决预防措施的讨论、完成工作任务的方案布局、过程控制、工单完成情况、成果汇报等方面全面考核,评价方式有个人自评(占比30%)、组内互评(占比20%)、组间互评(占比10%)、教师评价(占比40%)。期末成绩总评权重比例为:平时考核成绩占50%、期末考核成绩占50%。过程性评价考核具体范围如表2所示。

5结语

汽车开发设计范文5

汽车作为现代社会发展的一部分,伴随着现代社会的发展,对汽车产品开发要求也越来越高。在汽车产品开发中,项目管理是一项重要的工作,它直接关系到了汽车产品开发效率,是汽车行业在这个竞争激烈的市场环境下生存的保障。本文就项目管理在汽车产品开发中的应用进行了相关的分析。

关键词:

项目管理;汽车产品开发;应用

0引言

在这个经济快速发展的社会里,人们的生活水平越来越高,对汽车产品的要求也不断,为满足人们日益增长的物质文化需求,加大汽车产品的开发格外重要。就当前汽车产品开发工作来看,汽车产品开发中没有意识到项目管理的重要性,进而影响汽车产品的开发周期短以及新产品的推出速度。项目管理作为一项重要的工作,在汽车产品开发中有着不可替代的作用,而汽车行业要想在这个竞争激烈的市场环境下更好的生存下去,就必须重视汽车产品开发中的项目管理工作,加强汽车产品开发中的项目管理,进而降低开发风险,提高汽车产品开发质量,为社会开发出合格的产品。

1汽车项目管理在汽车产品开发中应用的必要性

项目管理是一项系统的工作,是现代管理学的重要组成部分,主要是运用科学的方法和技术,对项目实现其预期要求过程进行有效的管理。项目管理的最终目的就是在确保项目质量的前提下,以有效的资源,获得最好的效益。对于汽车企业来说,汽车产品开发是汽车企业在这个竞争激烈的市场环境下提高自身竞争力的重要途径,加大汽车产品开发可以为企业自身带来更好的效益。然而在汽车产品开发过程中,受多种因素的影响,会造成汽车产品开发过程中出现质量和安全问题,一旦汽车产品存在质量问题和安全隐患,势必就会影响到汽车企业的信誉,不利于企业产于市场竞争。同时,汽车产品开发需要投入大量的人力、物力、财力,汽车产品开发中人员的人身安全、资金安全等多方面的问题都会影响到汽车产品开发开率,进而影响到汽车产品质量。而在汽车产品开发中应用项目管理,可以有效地避免产品开发风险,确保产品开发质量,进而为汽车企业带来更好的效益,增强企业市场竞争力,为社会开发出满意的产品。

2项目管理在汽车产品开发中的应用

2.1质量管理

汽车作为一种产品,对于汽车开发工作来说,其主要目的就是开发出性能好、质量高的产品,只有质量过关的产品才能获得人们的认可。由此可见,在汽车产开发中,质量管理是一项重要的工作。在汽车产品开发中,影响产品质量的因素是多方面的,为了确保汽车产品质量,汽车企业就必须全面落实质量管理工作。首先,汽车企业必须加强汽车产品开发质量的监督,实现汽车产品开发项目全过程的智能化管控,确保每一个环节质量过关;其次,要明确各部门之间的工作流程,根据设计方案以及实际情况进行管理体系的设计与完善,以此确保质量控制管理体系的适用性以及科学性,促进质量控制与管理工作的开展。另外,要落实责任制度,将汽车产品开发质量责任落实到相关人员的身上,进而提高工作人员的工作责任心和责任意识,确保工产品质量过关[1-2]。

2.2成本管理

汽车产品开发是一项综合性的工程,它包括了项目启动、计划、实施、控制和首尾五个基本过程,在这一系统过程中需要投入大量的人力、物力、材料,如果汽车产品开发企业不能有效地控制产品开发成本,就会影响到其自身的经济效益。而项目管理的目的就是以有限的资源,确保项目效益最大化。首先,汽车产品开发企业必须对产品开发项目进行综合考虑,确立初步方案,方案必须全面包括汽车产品开发过程中可能会出现的一些风险,进而给出合理的报价;其次,要做好预算工作,对产品开发过程中所需花费的人力、物力、财力等方面进行综合性考虑,有效地控制产品开发过程中成本的投入;再者,企业必须加强现场开发过程的成本控制,对产品开发所需要的材料、机械设备做好管理,确保材料、设备的质量、性能过关,进而减少不必要的损失[3-4]。

2.3风险管理

对于汽车产品而言,它归属于技术性产品,技术含量较高,而技术需要资金的扶植,如果企业产品开发企业在产品开发过程中资金出现风险,就会影响到产品开发。同时,在产品开发过程中,需要与机械设备打交道,在机械设备运作过程中如果不注重管理,势必就会引起安全风险,为作业人员的人身安全造成威胁。由此可见,在汽车产品开发中,汽车企业还必须做好产品开发相关风险管理工作。首先,企业在管理的过程中应该要严格把握项目账务情况,尽量避免过度负债情况的出现,并积极建立其资金补救方案,开展风险控制和自留工作,以此来降低资金风险;其次,企业必须全面落实安全生产责任制,将安全管理工作落实到管理人员的身上,同时企业还必须加强施工作业人员的安全教育,提高他们的安全意识,要完善相关安全作业规章制度,对于不遵守安全规定的要予以惩罚。要做好安全事故的善后工作,预备紧急方案,当安全事故发生时,降低安全事故带来了损失[5]。

3结语

项目管理主要是通过一定的方法和工具来确保项目预期效果的实现,项目管理的目的就是以最小的成本投入,获得最大的价值,确保项目质量。为此,在汽车产品开发中应用项目管理可以有效地提高产品开发质量,降低产品开发过程中风险的发生,降低开发成本,进而开发出质量高、性能好、符合大众需求的产品,为企业带来更好的经济效益。

作者:谭黎丽 单位:泛亚汽车技术中心有限公司

参考文献:

[1]谭珂,靳晓雄.对项目管理在汽车产品开发中应用的探讨[J].上海汽车,2002(06):13-15.

[2]黄海军.论矩阵式项目管理在汽车产品开发项目中的应用[J].轻型汽车技术,2010(10):64-67.

[3]张伟.项目管理技术在汽车产品开发中的应用探讨[J].企业技术开发,2014(03):8-9.

汽车开发设计范文6

汽车设计开发粗略地分为造型、详细设计和样车试制这三个阶段。通用汽车专家团队总结出:“在汽车设计开发中,如果问题提出越早越多,则开发成本越低、周期越短,如果问题提出越晚越多,则开发成本越高、周期越长。”例如,在设计阶段,利用三维尺寸分析软件以及RSS(RootSumSquare)计算建立尺寸分析模型,将DTS(DimensionalTechnicalSpecifi-cation)的公差合理地分配到各个总成、分总成、单件,并体现在GD&T(GeometryDimension&Tolerance)上,各零件厂家依照标准加工。此种方式在设计阶段对后期可能出现的问题预警,并且在设计初期解决,使得后期多次的设计变更、模具更改、夹具调整得以规避,从而降低了研发费用,缩短了开发周期,保证了产品的质量,增加了产品的竞争力。又如,人机工程导入产品虚拟设计阶段实时地、并行地进行评估,及时发现问题,尽早地优化产品设计,实现产品开发的同步进行验证产品设计。反之,人机工程不参与虚拟制造的开发,在零件开模之后实车进行验证,发现问题再由产品工程进行必要的更改,如此的开发过程相比同步开发,开发质量明显降低,成本显著提高,并且会带来更长的开发周期。如果能够让汽车开发团队尽量早并尽量多地提出问题,将能够降低汽车设计开发的成本和缩短开发周期,这就要求问题管理贯穿到汽车设计开发全过程当中,特别是造型阶段和详细设计阶段需要鼓励大家尽早地多提问题和快速解决问题,防止问题落到样车试制阶段才发现和提出来,这样解决问题的费用就高,解决的时间周期就比较长。对应汽车设计开发每个阶段的工作内容,汽车开发团队需要及时和尽早地提出问题、处理问题和解决问题。例如在造型阶段,大家需要针对造型的整体风格、造型分缝的大小、造型圆角的工艺可行性、造型零件分区的合理性等等作出评审,并提出和解决问题;在详细设计阶段,大家需要对零件结构的合理性、总布置的可行性、结构刚度等的CAE分析合理性、公差分析通过率等进行评价,并提出和解决问题;在样车试制阶段,大家需要对工装与零件的合格率及匹配度、工艺布局的合理性等进行现场验证和评估,并提出和解决问题。因此,问题管理需要贯穿到汽车设计开发全过程中,才能为快速解决问题提供可靠地保证。如果在某个阶段忽略问题管理,则会使问题提出和解决的速度下降,势必造成汽车设计开发工作迟缓,从而导致汽车设计开发成本的增加和周期的延长。

2问题管理的系统化、体系化、流程化

汽车设计开发的问题管理是如此重要,大家需要把它系统化体系化流程化,这样才能确保来自不同专业领域的工程师人员能够按照统一的规则来完成相应的工作,尽早并快速地提出问题和解决问题。问题管理系统化是指针对某个专业领域的问题管理需要系统化,这样可以防止由于主观因素等原因造成问题的遗漏。例如钣金件设计冲压成型性分析过程中需要考虑哪些要点,冲压成型性问题的提出和解决需要有一套系统化的管理办法,这样不会因为年轻工程师经验不足而遗漏掉某个分析环节的问题。问题管理体系化是指在某个设计开发阶段的问题管理需要体系化,这样可以防止整个开发团队问题管理进度不一致造成问题解决效率低下。例如在详细设计阶段,造型、感知质量、总布置、冲压、尺寸、总装、涂装、车身工艺和工装等问题都会形成问题清单进行管理,但是如果整个项目组没有对这些问题管理进行体系化地管理,会造成某些区域问题解决周期较长,从而影响到整个开发的进度。进一步说,在详细设计阶段,假如只重视了造型、感知质量、总布置、冲压、尺寸、总装、涂装、车身工艺和工装问题这些清单的解决效率,忽略了冲压清单的解决效率,会形成整个车型开发项目进度的短板,延误项目的进程。因此,在某个设计开发阶段有必要对各专业提出的问题清单进行体系化的管理,整体推进问题解决状态,尤其是推动低状态问题的快速决策和解决,确保整个开发周期满足项目的要求。具体做法可以如下:对所有这个清单的总体状态做出把控,并在整个开发团队内共享相关的信息,例如及时该车型开发项目问题解决总体状态表,对低状态问题予以推动等等。问题管理流程化是指问题提出、问题解决、问题关闭需要形成相应的流程,这样可以使团队成员遵循既定的工作规则,避免因为流程不清晰而造成工作的推诿,影响工作效率,从而导致项目延误。对于汽车产品,它的特点非常明显,比如零件众多、特征复杂及材质多样等。这些特点会导致各种感知质量问题。其中,《整车静态感知质量工作流程》就对静态感知质量问题跟踪管理等进行了详细的定义,如在某个开发阶段由静态感知质量工程师进行问题状态管理,问题响应需要问题责任区域在问题清单后3个工作日内完成等等。这样其中的各种角色就能够明确工作的时间节点和工作内容,对于问题提出、解决和关闭都按照这个统一的流程来执行,分工与合作都有章可循,有法可依,工作效率高,问题解决的速度快,从而缩短汽车设计开发的周期。

3问题管理需要专人负责制并常态化

汽车设计开发过程中,各阶段的问题侧重点各不相同,各专业模块各有特点,这就需要针对不同的问题进行专人负责制地管理,并使其常态化,进行常规化、持续化管理,直到项目完成。例如冲压同步分析问题清单就需要有冲压工程背景的冲压工程师来管理,从第一个问题提出到最后一个问题关闭期间,都需要专人跟踪推动,并在汽车设计开发团队里形成常态化的管理模式。这样做的好处是能够使问题一提出来就能够传递到对应的产品工程师处,并且由提出问题的冲压工程师与该产品工程师密切沟通,共同讨论问题解决的对策,产品工程师再将达成共识的对策落实到具体的产品结构中,冲压工程师再次分析产品数据,验证其冲压成型性,直到问题关闭。例如,冲压工程师做冲压成型性分析后,发现左/右前轮罩外板加强板钣件成形时,在拐角处有开裂现象,立刻将此问题纳入冲压同步分析问题清单跟踪。他找到对应的产品工程师,并一起寻找问题解决的对策,经过双方沟通达成“在此拐角处增加缺口,向内凹5mm,并局部修改产品特征”的修改意见。产品工程师修改此零件3D数模,落实该措施,最后形成新的产品数模,提供给冲压工程师再次分析,结果满足冲压成型性分析,问题关闭。

4问题管理需要分散与集中并行

在汽车设计开发过程中,对于某个专业领域提出的问题,我们以单一问题清单的形式来管理,由问题提出区域来跟踪管控问题的进度和状态,这就是分散管理。但是由于在整个汽车设计开发过程中,不仅仅涉及到某个专业领域,而是跨多个专业领域,这样的问题就相对比较复杂,需要集中管理。例如,总布置遇到的问题大多数是跨专业科室的,需要集中管理和决策。进一步举例如下,发动机舱布置作为整车开发过程中重要的组成部分,汇集了整车各专业设计因素,集材料、性能、安全、加工、装配、维修、成本及美观等诸方面于一体,充分展示了整车的设计水平,尤其需要多个科室协同进行相关问题的处理和决策。又如,产品工程师在设计开发某个零部件时会遇到与下游科室零件搭接的问题,也需要集中协调和管理。再如,产品设计不满足制造需求,属于跨产品工程和制造工程区域的问题,也需要集中管控,召开专题会议上升决策等,避免由于专业角度不同而无法达成一致意见,妨碍问题的快速决策和解决。另外,在某个设计开发阶段,同时会存在有多个专业领域的单一问题清单,这些清单即使有专人管理,也需要集中汇总状态和做总体控制,这样才能确保整个汽车设计开发的进度不因为某个专业领域问题解决效率低下而拖后腿。

5问题管理需要发挥人的主观能动性

以上措施再完美,离开了人的主观能动性,也无法发挥作用。因此,在汽车设计开发过程中,必须要发挥开发团队每个人的主观能动性,这样问题管理才能够卓有成效。要发挥人的主观能动性来解决问题,首先就是要形成一致的目标,以解决问题的结果为导向,把大家的意识统一起来,这样行动起来大家参与解决问题的主动性和创造性才能发挥出来。例如为解决“轮罩与裙板图示处配合不美观”这个感知质量问题,感知质量工程师、造型工程师、产品工程师形成一致的目标,就是要彻底解决该问题,使轮罩与裙板图示处的配合能够满足感知质量的要求。这样大家目标一致之后,无论是在讨论方案、实施方案的过程中,大家心无杂念,都积极主动地参与到问题解决当中,一心一意做好各自的工作,直到问题关闭,目标实现。其次要发挥人的主观能动性,我们需要在整个汽车设计开发团队里倡导出一种相互学习相互欣赏共同提升的工作氛围。只有这样,大家才会主动提出问题来共同讨论,知无不言,言无不尽,大家一起集思广益,共同促进问题的解决,从而推动整个汽车设计开发项目向着既定的时间节点和成本目标、质量目标迈进。

6结束语

汽车开发设计范文7

关键词:汽车设计;CAE技术;运用

1引言

对于汽车设计和开发而言,若未能在设计活动开展前进行深入分析,后期容易发生多次返工现象,丧失上市的最佳时机。为促使汽车设计质量以及设计效率的大幅提升,降低团队在时间和费用方面的过度消耗,可尝试性的在前期设计阶段引入CAE技术。当前阶段,CAE技术逐渐成为整车开发过程中一项较为关键的技术,无论是在汽车零部件结构设计还是其他相关产品设计方面均起到十分重要作用。从技术内容层面来看,CAE技术涵盖了工程和制造业的方方面面,主要是通过对计算机技术的运用,实现对汽车产品可靠性以及性能等的综合分析,与此同时,可对汽车产品的运动轨迹和失效形式进行仿真模拟,掌握汽车设计过程中各种潜藏性的隐患,因此,进一步扩大CAE技术在汽车设计中的应用范围具有十分重要的现实意义。

2在汽车设计中应用CAE技术的重要性

第一,降低了汽车研发成本。传统技术在汽车设计研发过程中表现出极强的复杂性,在设计、测试以及改进等流程中存在重复性。而CAE技术则通过仿真方法应对和解决汽车设计环节所面临一系列问题,在某种程度上有助于设计研发成本的有效降低。第二,缩短设计周期。CAE技术彻底颠覆了传统汽车设计理念和手段,以定量分析方式将设计方案的试验保持在一定时间范围之内,选择其中最佳方案,减少了设计方案选择的盲目性,极大的缩短了设计所需时长。第三,有效规避设计风险。对于汽车设计方案自身结构和性能的有效性,可通过CAE技术进行预先评估,以达到降低设计风险的目的。第四,优化汽车产品结构。CAE技术能够促使汽车设计过程中相关产品结构的不断优化,实现轻量化汽车结构参数的目标,减轻整车重量,提升汽车操作的稳定性与可靠性。

3CAE在整车开发各阶段的任务

3.1可行性研究和概念设计阶段

在汽车设计过程中尤其是轿车产品,通常情况下,都以“原车型”为基本车型,超前的“概念车”除外。但在实际开发设计过程中不可能与“原型车”达成高度一致,参数改变的可能性相对较大。在汽车设计系统中各参数之间具有一定的关联性,临时更改参数可能发生各种不良后果,因此需以CAE仿真技术对该问题进行深度解答。例如,即便是底盘结构始终保持不变,单纯对车身造型做出调整,那么整车系统的质心、惯性矩等也会随之产生变化,并对系统整体操纵稳定性、行驶性以及舒适性等产生直接影响。除此之外,车身结构的变化还在某种程度上间接影响车身的强度、自然频率、空气动力学特性、刚度、寿命、内部空气流、热交换以及轿厢的隔热、通风、噪声等等。对“原型车”和开发车系统以CAE技术进行仿真,可在概念设计阶段实现对零部件、整车性能结构等可靠性的精准预测和控制,在开发设计前期阶段便能够为汽车性能和结构指标提供有效保障。

3.2产品设计阶段

在产品设计阶段,需对上一阶段所确定设计目标进行验证,如,整车设计目标、重要总成的设计目标等等。该阶段在具体管理汽车零部件配套商时,应以CAE技术对零部件进行分析,综合验证传统难以完成的各种设计目标。一方面,可积极推动相关配套的逐步健全与完善;另一方面,通过CAE技术对汽车零部件进行分析最终所得结果均属于整车性能CAE的输入。比如,在对汽车车身进行设计时,CAE技术则主要负责验证车身结构。在具体分析和验证车身时,交叉结构连接方法的选择是其中一个重点,容易影响车身刚度和强度,应加强对其分析力度。通过大量试验研究证明,车身结构之所以发生失效现象,主要是由于车身长时间处于过度疲劳状态。且其中很大一部分原因是受车身在实际运行过程路面随机载荷的形成而造成的影响。除此之外,深入研究并分析汽车车身结构的振动因素和疲劳原因便成为当前汽车设计主要任务之一。

3.3确认设计和投产准备阶段

在设计和投产准备阶段,已经生产制出汽车实物,逐渐开始了各种试验,重点研究CAE相关性试验内容,在与CAE相互联合的基础上完成对汽车产品的有效验证和系统设计,对前期设计各环节所存在问题进行积极有效的调整与改进,有效提升汽车本身的安全性与可靠性。全面调查分析试验过程中所形成的一系列轻量化、碰撞安全、刚度、NVH、疲劳、振动噪声等问题,围绕问题产生的主要原因,实现对后期各类优化措施从将的全面实施与有效验证。与此同时,围绕汽车所形成的相关设计图纸资料基本上已经得到有效明确,供参考的试验结果与试验资料较为丰富,详细分析汽车产品,以技术档案形式对结果进行保存,并全面总结技术等相关内容。

4CAE分析的一般流程

图1是在汽车设计过程中CAE分析所必须遵循的基本流程,可以看出以实验标准以及CAE相关性研究为依据,当CAE分析在结果和实车试验结果两方面存在较大出入时,需对相关数据进行重新分析,直至与研究结果相一致时,方可开展对下一环节数据的优化,确保设计方案的最优化。

5CAE技术在汽车设计中的应用

5.1汽车产品结构、疲劳及NVH分析

深入分析汽车及其周边产品的结构、NVH以及疲劳等情况,其中子系统及其零部件的强度、刚度、耐久特性等内容均属于所需研究范围。所谓NVH特性其主要指的是一种影响,该影响对象主要集中在汽车驾驶环境以及汽车振动噪声性能等两方面,主要包括整车、各子系统及各零部件的模态,主要为路面、发动机激励的频率响应分析、噪声分析等等。

5.2汽车安全性能分析

汽车安全性能与驾驶员以及相关乘客生命财产安全息息相关,在汽车被动结构安装过程中如何提升车身的防碰撞能力是其中所面临的关键问题。对汽车正碰、后碰、侧碰、行人保护和40%偏置碰等碰撞过程以CAE技术进行仿真模拟,由于碰撞属大变形的非线性问题,汽车在对不同碰撞方式进行模拟时,需消耗大量试验成本,而仿真模拟可有效弥补传统技术在试验陈本方面的不足,实现对试验成本的有效缩短。

5.3汽车多体动力学分析

对汽车动力性能以多体动力学进行仿真试验,提前预测整车的动力性能并做出系统优化,可促使汽车产品性能的有效提升,团队在汽车设计研发过程中所消耗时间周期,避免在资金方面的过度浪费。而多体动力学所涵盖范围主要涉及两个方面,一方面是动力学;另一方面是运动学仿真,具体到实际则包括汽车在具体操作过程中是否稳定、是否平顺,汽车玻璃的升降效果以及雨刮器运动轨迹等等。

6CAE技术应用现状及发展趋势

作为机械制造行业的中坚力量,国家汽车工业发展水平是对国家制造业总体发展态势的有效反映,无论是发达国家还是发展中国家,汽车工业都是其发展进程中至关重要的环节,一直以来,汽车工业在机械制造业中都起着标杆性作用,也代表高新技术行列的先驱。在现代计算机技术迅猛发展的今天,不断有大量新型计算机仿真软件出现,对CAE技术实际应用范畴进行了拓宽和强化,汽车工业中所能容纳的CAE技术领域越来越广泛,各学科之间通过相互渗透、相互联系,以更加系统、更加全面的形式服务于汽车设计。此外,CAE分析对象实现了宏观向微观的积极转变,现有的有限元网络技术被无网格有限元技术所替代,神经网络以及遗传算法等优化算法的大范围运用,成为未来CAE发展的主要趋势,也在某种程度上有利于CAE技术的全面发展。

7结语

综上所述,随着科技的不断进步与社会经济的快速发展,汽车企业在开发设计中对CAE技术的应用越来越频繁。CAE技术除了能够降低设计研发陈本,缩短开发周期,规避风险之外,还能够通过相关技术原理最大限度的发挥自身优势,有效保障汽车设计的质量和效率,以自身直观性特征展现汽车的真实的一面。此外,通过对CAE技术的有效应用,可实现对汽车产品结构、多体动力学以及安全性能等的全面分析,保护驾驶员的生命安全。

参考文献:

[1]刘成强,徐海港,王通,等.CAE分析技术在汽车产品设计中的应用研究[J].农业装备与车辆工程,2016,54(11):396-398.

[2]李世芸,李华,邓荣兵.三维CAD/CAE技术在汽车部件设计中的研究及应用[J].昆明理工大学学报(自然科学版),2015,28(03):41-44.

汽车开发设计范文8

关键词:汽车设计;方法;新技术;趋势

随着科学技术的发展,特别是计算机辅助设计技术的发展,越来越多的先进设计方法被应用到汽车设计中,缩短了设计周期的同时提高了设计质量。

1开发规划

在汽车开始研发设计之前,企业根据自身的需要,制定具体的开发规划,确定研发车型,根据市场情况,市场调查,工艺分析,成本核算,预测产品是否符合需求,项目规划和市场专员传达设计要求给设计师。

2前期总布置设计

将汽车各个总成及所载人员安排在最恰当的位置,确定H点,保证各个总成都能实现其功能,确定各个尺寸之间的关系及各部件之间合理的位置和人机工程的要求。

3前期创意设计

任何设计都不是无中生有的,都有一定的设计规律和逻辑,设计前期的市场调研,对用户对象,用户场景,用户环境的研究,更加清晰地了解设计的对象,前期的设计策略包括了用户的研究之外,还包括设计语言风格的研究,设计语言风格的研究直接影响了后期设计的创作,适合的设计语言可以为公司带来全新的视觉感受,并形成家族具有标志性的设计语言,例如像宝马的双肾格栅,标志狮爪灯设计,前期的研究还包括对市场竞品的分析和研究,配置,风格,比例尺寸,同时对家族其它车型的研究,一整套完整的设计策略的前瞻性可以指导设计,让设计不会偏离设计主题。根据设计策略,设计师寻找创作的设计灵感图,通过头脑风暴,分享和交流,更加明确设计的语言和方向,碰撞出更多的创意火花,快速手绘草图,将头脑里一瞬间的灵感快速记录下来。草图可以是非常杂乱,无绪的,简单的线稿,也可以是一个不相关的形态型面。将最初的创意草图整理成可识别的设计效果图,通过拍照扫描,将草稿转入到计算机,同时借助计算机绘图软件来进行进一步的绘制,草稿绘图软件有SKETCHS,PHOTOSHOP,绘图工具有手绘板和手绘屏,各大汽车设计工作室一般会选择WACOM新帝手绘屏来作图,结合软件自带的笔刷工具等将汽车的光影,形态,线条,色彩,材质等表现出来,整车效果图应该展示完整的前45度,后45度,正侧,正确表达各个角度不同透视的整车效果。各个零部件都有表现,在设计的过程中同时还要考虑工程制造的可行性,各个零部件描绘的越祥细,效果越逼真。细节效果图可以单独进行绘制,绘制爆炸分解图。方便后期工程解读。

4计算机辅助数据建模和管理

计算机辅助设计,是将设计师绘制的设计效果图能过三维建模软件,构建可以同工程对接的加工数据。运用计算机建立数字化模型,进行设计的分析和认可验证,汽车数据基本都用ALIAS三维曲面软件来建模,ALIAS软件可以非常直接地展现设计的想法,三维立体地旋转模型,方便设计的对比,检验,查看,修改。三维设计软件不仅可以提供直观的更改过程,通过数控铣床加工油泥验证设计的效果是否达到要求,优化后的油泥模型可以通用逆向扫描工具,重新在机算机里用ALIAS软件构建新的数据。还可以模拟真实的汽车渲染效果,全方位地展示模型,同时修改后的数据,工程师常用三维设计软件UG,设计师和工程师,数据师,都可以在数据里一起讨论修改问题,快速高效。数据有统一的管理平台,TCAE数据管理,数据师将建好的模型转成TCAE的数模号,整车只有一个数模号但可以有几个版本,同时各个零部件也有单独的数模号,在TCAE里,工程师可以看到造型的最新的数据数模号,设计师和数据师可以看到工程数据,工程输入,工程要求,布置参数,截面,直观的更改建议,提高设计的效率,减少设计开发的周期。

5油泥模型制作

油泥模型一般直接制作全比例的1:1模型,并且只做一套方案,也就是一个外模型和一个内模型,有时也会制作多个小比例,再从中选择其中某一个进行1:1模型的制作。油泥模型的目的是让设计最终得于真实的体量呈现给设计师,领导决策是否继续开发,因为油泥模型可以很好地还原了设计,以后量产车的样子。根据项目汽车的大小尺寸,制作模型的框架和泡沫,根据前期ALIAS建模的数据,输入给铣削机进行粗加工,在粗加工好的泡沫上,手工涂上油泥,在涂好的油泥模型上用五轴铣削机加工出油泥模型,这是机加工1:1的模型,加工出来的模型用来验证前期建模的数据,验证设计师的效果图。对比设计效果图,设计师利用胶带,贴出设计更改的线条,在油泥模型上进行设计的更改,油泥模型师根据设计的要求,先粗括出基本的轮廓,确定设计的意图,造型特征的位置,型面大小,与设计师一起商讨特征在三维中的关系,在确定基本的三维关系,位置,大小,特征线趋势,曲面关系后,进行精刮处理,顺面,倒R角,同时会贴锡纸来进行高光的推敲和确认,确保曲面的高精度要求,在模型确认完后贴上喷有色彩的漆膜,各个细节都装饰,例如车灯,把手,轮毂,后视镜,行李架,格栅,让油泥模型看上去更加真实。

6逆向工程

逆向工程通过产品实物的数据采集,构建模型,快速开发新的产品。运用特定的测量设备和测量方法获取实物模型表面离散点和坐标数据,生成计算机可读取的数据。在汽车设计前期,基本上是正向设计,是在没有模型可扫描的情况下,设计师做设计效果图,数据师根据设计的效果图构建数据,亲自建数据生成整车数据,工程师根据创意的数据生成工程数据。逆向工程是将现有的模型,利用扫描工具生成计算机软件可读取的数据,逆向工程在汽车开发设计前期,主要体现在第一版正向数据,加工油泥模型后的优化更改,需要利用扫描仪,将手工更改的油泥造型,生成为逆向数据,数据师可以贴合逆向数据重新构建线条和型面。误差要求0.5以下,重新构建的数据需要设计师重新确认,吻合度是否在要求之内。确保零误差。逆向工程生成的逆向数据也可以提前输入给工程师,工程师根据逆向数据提出工程制造问题反馈给设计优化。减少反馈时间,提高反馈的效率。在竞品对标的设计分析中,同样也需要用到逆向工程,对竞品车的整体扫描,对比整车的参数,曲面参考,特征R角的大小分析和研究,服务于设计。

7工程制造

在设计单一主题确定后,工程师根据第一版逆向构建的数据,提出造型的工程问题,车身扳金的冲压问题,灯具的制作及亮度法规问题,车窗升降,窗框饰条大小,前后保塑料件的出模制作问题,后视镜的法规制作问题,门把手的开启大小问题,轮毂的制造问题,门缝线的转折位置要求,工程需要不断地优化其内部结构,同时因为一些工程问题,设计需要不断地调整设计的细节,在三次或是四次的相互反馈后,将所有工程问题解决掉,最终达成一致的要求,为了确保设计最后不被更改,设计与工程的各区域需要确认整车的数模号,各个零部件的数模号冻结,填上电子确认表。又称VDR单,终结设计问题和工程问题。工程再根据冻结后的造型A面,完善设计结构,制作软模验证。

8汽车试验

汽车硬质模型验证,这是对之前设计的二维图,三维数据,油泥模型的验证,所有车上的零部件都是硬质模型,灯具也真实地还原了设计的初衷,可以点亮来观察,所有的零部件都是单独制作出来,喷成和真实一样的漆色,组装在整车上,这个阶段的模型车不仅验证造型的外观,同时设计质量,感知质量,DTS,都需要验证是否达到设定的标准值,确认整车R角值是否一样,确认各个零部件的材质是否是设计状态要求的。软模验证,这是最接近量产车的确认了,软模周时还会有其它包括整车试验、部件总成试验、零件试验、发动机性能试验、传动系统性能试验、汽车动力性、制动性和燃料经济性试验。可靠性、耐久性试验,坡路试验,操纵性、稳定性试验,侧滑试验、易滑路试验,横向风路段试验涉水池试验,爆晒试验、碰撞试验。软模验证时,整车与量产状态差不多,零件也是真车的一样,上市之前最后验证,确认设计与量产的误差,例如确认车身是否有制造的缺陷,各个特征线R角是否与设计一致,是否有滑移线,有开裂,有起皱,材质是否一样,车漆颜色。汽车风洞试验,在新车造型设计阶段,将汽车放在风洞进行风洞试验,根据风阻报告,优化整车的比例调整,细节位置,特征线更新优化,后期限定一个风阻系数,整车的风阻系数不能超过限定值,其中车高,车轮廓,发罩,前保下格栅,后视镜对风阻的影响最为明显,而下格栅增加导风板,导风槽,后扰流板,都是对降低风阻有很大的帮助。

93D打印技术在汽车设计中的应用

3D打印,快速成型技术,需要将ALIAS软件数据转成3D打印机可读取的格式,运用粉沫状金属或塑料等可粘合材料,通过遂层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术可以运用到汽车设计的前期造型评审,快速成型设计验证,复杂结构的零部件,工程轻量化结构零件,售后个性换装件点,整个汽车打印,缩短了产品开发周期,提开开发可靠性,突破产品设计限制,降低产品开发费用,无需制造模具和特定的生产线,更加多元化的汽车设计。但3D技术由于目前的技术条件还不完善,还需进一步开发和优化。越来越多的新技术被运用到汽车设计生产中,不仅提高了汽车设计的质量,减少了汽车设计的周期,提高了汽车制造的水平,同时在前期设计还是后期生产制造,都提供了更多的创造性和无限的可能。

参考文献:

[1]刘芝鹭.汽车造型设计-流程实践[M].清华大学出版社,2013-1-1.

[2]郭秀荣.汽车造型设计[M].机械工业出版社,2013-1-1.

[3]姜斌,李轶南.汽车造型设计[M].湖南大学出版社,2012-4-1.