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計算機輔助造型設計在汽車(chē)設計中的作用
隨著(zhù)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)設計和設計流程也在不斷完善，計算機應用技術(shù)也逐漸參與到汽車(chē)設計中來(lái)，計算機輔助造型設計(CAS)在汽車(chē)設計的作用也越來(lái)越大，具體包括CAD，CAID等等。以下是小編整理的計算機輔助造型設計在汽車(chē)設計中的作用，希望大家認真閱讀!
1.CAS及A面簡(jiǎn)介
CAD(ComputerAided Design)是與設計相關(guān)的領(lǐng)域中大家都熟知的一個(gè)概念，泛指計算機輔助設計，它包括在建筑、工程、工業(yè)設計等多個(gè)領(lǐng)域中計算機輔助設計的工作。
CAID(Computer Aided Industrial Design)是一個(gè)比較新穎的概念，主要是指工業(yè)設計領(lǐng)域的計算機輔助設計，著(zhù)重指造型設計領(lǐng)域。由于CAID的介入，使得設計領(lǐng)域在設計方法、設計流程、設計質(zhì)量、設計效率等方面得到大幅度的進(jìn)步和改善。
CAS(Computer Aided Styling)，計算機輔助汽車(chē)造型設計，是特指汽車(chē)造型計算機輔助設計，具有汽車(chē)設計數字化的特點(diǎn)和汽車(chē)行業(yè)的特殊標準。汽車(chē)設計有美學(xué)上的要求，希望是新穎的、有創(chuàng )意的、讓人眼前一亮的，但同時(shí)材料的屬性、工程設計、法律法規、加工制造的需求又會(huì )對汽車(chē)造型有很強的限定，還要考慮到汽車(chē)是個(gè)高速行駛的產(chǎn)品，要以空氣動(dòng)力學(xué)的各項參數作為基礎，能夠在行駛速度、平穩性、耗油量等找到最好的平衡點(diǎn)。以上的這些需求都要以高品質(zhì)的曲面為基礎去解決，CAS是兼顧了工程、制造、法律法規后對汽車(chē)設計創(chuàng )意的在計算機中的表達，具有的高品質(zhì)曲面是和其他普通CAD產(chǎn)品的區別。
A面——是在汽車(chē)造型設計領(lǐng)域中更為專(zhuān)業(yè)的概念，它特指在CAS后，確定了設計方案，根據全比例油泥模型逆向建模而成的數字模型。在數字模型的后期階段，著(zhù)重解決遺留的工程細節問(wèn)題(如配合、分縫線(xiàn)位置、質(zhì)保問(wèn)題、制造問(wèn)題等)以及優(yōu)化曲面質(zhì)量，使汽車(chē)造型曲面達到甚至超過(guò)制造要求。
2.CAS在現代汽車(chē)設計流程中發(fā)揮的作用
汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程是一個(gè)復雜的過(guò)程，這里僅從汽車(chē)造型設計的角度來(lái)闡述。
汽車(chē)傳統開(kāi)發(fā)流程：車(chē)型定位——市場(chǎng)調查定位目標客戶(hù)群喜好——初期草圖繪制——效果圖繪制——效果圖篩選——膠帶圖——小比例模型制作——反復調整——全比例模型以及反復調整制作——特征截面圖——總布置詳圖等等。
由于當時(shí)計算機的應用尚未普及，所以設計人員要通過(guò)幾輪的實(shí)物模型進(jìn)行形態(tài)的創(chuàng )造、分析、推敲和判斷，而實(shí)物模型的制造周期比較長(cháng)，耗費的人力物力財力比較大，汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程長(cháng)，費用高，在市場(chǎng)對于開(kāi)發(fā)新車(chē)型的速度需求提高以后，傳統的開(kāi)發(fā)流程無(wú)異已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求了，計算機輔助造型設計便成為時(shí)代所需。
在計算機應用加入以后，目前國內的汽車(chē)造型設計的流程是：
車(chē)型定位——市場(chǎng)調查定位目標客戶(hù)群喜好——初期草圖繪制——效果圖繪制——效果圖篩選——數字化建模篩選出的方案及小比例油泥模型制作——數字化模型渲染，展示，評審，確定目標方案——方案進(jìn)一步細化，數字模型更新，制作1：1的油泥模型——逆向凍結的全比例模型，進(jìn)入后期A(yíng)面數字模型階段，進(jìn)行工程、制造配合，建造滿(mǎn)足生產(chǎn)和市場(chǎng)質(zhì)保要求的高質(zhì)量曲面。
在傳統汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程中，結構設計的驗證也需要通過(guò)實(shí)物模型，包括法律法規的驗證，結構剛度的驗證，所以除了外飾件以外，內飾各個(gè)零件，發(fā)動(dòng)機艙和地板等諸多零件也都需要制作實(shí)物模型。在現代的汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程中，有CAS的加入，省去了大量實(shí)物模型所要花費的時(shí)間和精力，很多結構設計的驗證在有了數字模型以后可以通過(guò)CAE在計算機中先行分析，再進(jìn)行試驗，節省了成本。
由于數字模型的加入，降低了實(shí)物模型的重要性(但實(shí)物模型仍是汽車(chē)開(kāi)發(fā)中不可缺少的部分)，用數字模型和實(shí)物模型互相印證的方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提高了設計研發(fā)的質(zhì)量，增加研發(fā)的靈活性，減少研發(fā)成本支出，降低勞動(dòng)強度和減少人工數量，縮短研發(fā)時(shí)間，提早了新車(chē)上市時(shí)間和回收投入成本，對于汽車(chē)技術(shù)的提升起到了重要的作用。
3.CAS與汽車(chē)造型設計的關(guān)系
在上一章節的設計開(kāi)發(fā)流程中可以看出CAS是用數字模型對設計的創(chuàng )意表達。在項目立項以后，市場(chǎng)部根據此車(chē)型的目標客戶(hù)群會(huì )給出市場(chǎng)定位。設計師根據市場(chǎng)定位如高雅、運動(dòng)、時(shí)尚等以及市場(chǎng)主要競爭車(chē)型確定設計方向，進(jìn)行初期草圖繪制，以及進(jìn)一步效果圖的制作。
數字設計師根據效果圖進(jìn)行數字模型的制作，設計師參與數據制作的過(guò)程，在數字設計師和設計師的合作下制作出能夠準確、完整的表達設計意圖的高品質(zhì)曲面數據。數據制作結束后用渲染軟件形成高品質(zhì)圖像，實(shí)時(shí)影像，并可以結合動(dòng)畫(huà)，音樂(lè )等，采取投影的方式在大屏幕上展示，迅速、方便、直觀(guān)、生動(dòng)的展示汽車(chē)造型的整體和細節，比較篩選不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提取最優(yōu)方案。
這一過(guò)程不僅僅存在于前期CAS階段，在后期A(yíng)面階段也是用這種快捷、方便、直觀(guān)的方式進(jìn)行設計評審的。
4.CAS與工程制造的關(guān)系
采用計算機輔助造型設計后，模型數據實(shí)現了跟其他設計研發(fā)工序的無(wú)縫交流。設計模型數據采用特定格式發(fā)布至共享數據庫PDM上，產(chǎn)生項目里唯一的零件號和版本號，工程部門(mén)根據設計數據制作工程數據，同時(shí)也上傳至PDM上，其他相應功能部門(mén)如質(zhì)保、試驗、安全、電子電器、發(fā)動(dòng)機等可以在項目里各取所需數據，用分析軟件進(jìn)行工程可行性分析、試驗驗證、安全法規驗證、流體力學(xué)分析、人機工程分析等等。
5.CAS與市場(chǎng)推廣的關(guān)系
傳統的新車(chē)市場(chǎng)推廣過(guò)程是待樣車(chē)完成后，運輸到專(zhuān)門(mén)的拍攝地點(diǎn)，由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行實(shí)景拍攝。這是一個(gè)復雜、耗費巨大運輸費、拍攝費的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程不僅時(shí)間周期相當漫長(cháng)，而且還要受季節和天氣等自然因素限制。CAS介入新車(chē)推廣以后，使得宣傳與推廣變得非常容易。計算機輔助造型過(guò)程可以隨時(shí)出圖，輕易渲染，無(wú)需傳統過(guò)程中的運輸和實(shí)景拍攝。這樣便可以大大節約廣告拍攝費用，剛氐由設計、試做到制造的總成本。并且減少了這個(gè)過(guò)程時(shí)間周期，不再受季節天氣等因素限制。
CAS介入新車(chē)推廣以后，既縮短了市場(chǎng)推廣的時(shí)間周期，又可以節省了總的成本費用。在新車(chē)上市前就可以對新車(chē)進(jìn)行充分的宣傳，對新車(chē)的銷(xiāo)售大有益處。
6.CAS的未來(lái)發(fā)展趨勢
從汽車(chē)概念設計的角度看，隨著(zhù)CAD、人工智能、多媒體、虛擬現實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對概念設計過(guò)程必然有更深的認識，對概念設計思維的模擬必將達到新的境界。CAD將朝著(zhù)更加自然的人機交互方式、更加有效的設計手段的方向發(fā)展。概念設計的方案也更富有創(chuàng )新性。計算機輔助設計系統是一個(gè)人機—體化的智能集成設計系統。
從整個(gè)汽車(chē)設計與制造的發(fā)展趨勢看，概念設計作為汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要組成部分，必然與其發(fā)展趨勢相一致。因此，概念設計與其他設計過(guò)程最終必將建立統一的產(chǎn)品設計支撐模型。在這一模型的支持下，產(chǎn)品設計過(guò)程是一種并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設計模式。概念設計的結果能夠直接進(jìn)行詳細設計，概念設計師能簡(jiǎn)捷有效地對詳細設計過(guò)程中的方案進(jìn)行概念層次上的修改。
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