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计算机辅助设计在汽车总布置设计的必要性

本文根据研制汽车总布置CAD系统的实践,阐述了实现计算机辅助汽车总布置设计的必要性和可能性及开展汽车总布置计算机辅助设计所必需的计算机软/硬件环境,论述了进行二次软件开发、建立专用CAD系统对于实现汽车总布置CAD的重要性。在此基础上,提出了汽车总布置CAD系统设计的十条原则,并对研制汽车总布置CAD系统应如何处理汽车总成绘图 构造空间布置方案、编制专用功能模块、建立**数据库等若干主要的技术原则问题进行了较为深入的研究和探讨。

当前,计算机辅助设计(以下简称CAD)技术正在汽车行业获得日益广琵的应用。人们不但应用CAD技术解决车身、车架 车门、悬架等汽车总威和零部件的设计问题,也在努力探索应用CAD技术进行汽车总布置设计的途径 近年来,作者在研制汽车总布置CAD系统的工作中进行了一些探索井取得了初步成果,现将自己一些粗浅的看法和不成熟的见解提出来与同行们交流探讨,以利于汽车CAD技术的进一步发展。

汽车总布置设计是汽车设计的第一个环节。因为汽车的使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生产成本都与总布置设计有着密切的联系,所以这是一个十分重要的设计环节。一般说来,汽车总布置设计应包含如下四项内容:

(一)根据一定的整车设想选择各总成的基本型式、性能指标、重量和主要尺寸,并用适当的形式将所选总成描绘出来。

(二)对各总成进行合理的空间布置,并对产生的布置方案进行必要的间隙分析和运动校棱。

(三)对新车型的整车性能指标进行计算和控制,保征汽车主要性能指标达到预定要求。

(四)正确处理整车与各总成之阃,总成与总成之间以及发计、使用与制造之间可能发生的备种矛盾,使新车型程综合指标方面达到相对*佳水平。

通过这些工作环节,总布置设计应使新的汽车产品不仅有足够的装载容量,而且能够做到尺寸紧凑、乘坐舒适、重量轻.重心低 安全可靠、操作轻便 造型美观、视野良好,维修方便。可见,这也是一项复杂而困难的工作。

传统的汽车总布置设计以主图板作为表达设计方案的主要工具,大量工作部是围绕着主图板进行的。在主图板上只能以二维图形描绘所选择的总成,直观性很差,各总成之间的空间位置关系在圭图板上不能得到全面的反映,间隙分析需要一个一个断面地外画图计算,主圈板根率不能表达汽车的运动学填型,运动分析只能求助于精度不高的图擗法,汽车性能的计算如不使用计算机也只能是近似推算,总布置方案的修改调整要求将主图板上已画好的图形擦去重画。实践证明,这样的设计方式不但工作繁琐,费时费力,工作效率很低,而且无法保证设计质量,好的设计方案难吼产生,大量的设计问题在总布置设计阶段不能暴露出来。可以说,依靠传统的设计手段无法真正完成汽车总布置设计的任务。为了出车,只好以仿造代替创造,用实物模型弥补设计模型的不足,靠样车的试制和试验来解决许多本应在设计阶段得到解决的问题。我们为此付出的代价不仅仅是人力物力的浪费,更重要的是时间和质量的损失。由于设计周期长,影响了汽车产品的更新换代}由于设计质量不高,国产车的质量上不去。我们过去曾经把改革传统设计方式的希望寄托于计算机的帮助,但一直由于计算机只有单一的“计算”功能而不能如愿。

现在,我们正处于电子计算机在各个领域获得日益广琵应用的时代。近年来飞速发展起来的CAD技术使电子计算机在保持其快速精确的计算功能的同时叉增掭了直观方便的图形处理功能。当代电子计算机的这两大突出功能,正是汽车总布置设计工作必不可少的关键功能。可以设想,如果我们利用计算机的图形功能把各个汽车总成用三维图形逼真地绘制出来,然后象摆积木一样地将这些总成模型组合布置成所要设计的新车型,再利用计算机的计算功能对新车型进行间隙分析、运动校核和性能预测,经过反复修改设计方案和分析计算,**确定的设计方案由计算机绘制图纸并阻适当的数据形式输出。这不就是使计算机帮助我们完成了汽车总布置设计任务吗?实际上,这就是计算机辅助汽车总布置设计。现在,实现这种工作设想的条件已经成熟了。

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