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《汽车整车计算机辅助设计与智能设计_张健》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、设计与计算汽车整车计算机辅助设计与智能设计同济大学汽车工程系张健雷雨成张庆才[摘要]简述了汽车整车设计的重要性,在回顾了计算机辅助汽车整车设计的发展,并对基于知识的整车设计的必要性进行充分论述的基础上,提出了基于知识的汽车整车设计的实施策略。叙词:汽车设计CAD知识工程智能设计分,即以某种模式和方法按照人的意图去进行科学分析1前言和计算,并作出判断和选择,这是整车设计的特点所决汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各零部件定的。的性能,而且在很大程度上取决于各部件的协调和配汽车行业使用CAD技术是20世纪70年代初以车合
2、,取决于汽车整车设计。整车设计水平的高低对汽车身的内外板设计为中心开展起来的,然后扩展到发动的设计质量、使用性能和产品的生命力起着决定性的作机、悬架系统等零部件的设计与模型制造领域,后来又用。整车设计的主要任务应该是协调各总成与整车的关逐渐发展到汽车整车的概念设计。系以及各总成之间的关系,即整车参数的选择和各总成2.2基于几何处理的设计方法阶段及部件在整车系统中的布置。较早的CAD主要是用来解决产品设计中的计算汽车整车设计即是汽车的总体设计。传统的整车设和二维绘图问题,而对设计过程中的反复决策则无能为计工作主要包括以
3、下几方面的内容:(1)确定整车型式、力。二维CAD技术无法很好地解决设计中复杂的投影结构和尺寸;(2)确定整车的主要性能指标;(3)初选各线生成、机构几何关系和运动关系、设计的更新与修改总成的结构型式、尺寸和性能;(4)协调各总成与整车的等问题,无法满足确定整车总布置方案设计的要求。关系以及各总成之间的关系。根据系统工程学原理,前20世纪70年代初,汽车整车概念设计开始使用3项大部分在系统分析阶段进行。计算机是进行系统分CAD、CAM(计算机辅助制造)技术,使得油泥模型反映析与设计的有力手段和工具,依靠计算机可以简化
4、设计出的车型线面形状数据计算机化,然后使用这些数据直分析过程。在美国,采用计算机辅助设计(CAD)取得的接进行数控模具加工。在采用CAD技术进行汽车整车典型经济效益是将零件从设计、修改到制造的时间减少概念设计时,通常的过程是设计人员首先确定整车的结了70%以上。计算机辅助设计已经成为自动化生产中构型式、性能参数,然后才开始利用CAD系统设计车一个十分重要的环节。自60年代中期,在汽车设计中采辆总体结构草图。在此基础上,从数据库或数据文件中用电子计算机后,就逐步形成了新的设计技术,即读取整车的轴距、轮距、长度和高度等数
5、据,并进行造型CAD。汽车是应用CAD技术最早的行业之一。随着计设计和工程分析等。CAD技术的应用还只是局限于几算机功能的逐步完善,汽车的设计过程也正走向半自动何处理上,而方案设计、评价决策等创造性活动,在很大设计和自动设计的新阶段。程度上还依赖于设计者的自身经验和知识。这时,专家系统也已逐渐在汽车设计方面得到应用。较早研制的设计专家系统有美国克莱斯勒汽车公司2计算机辅助汽车设计的应用与发展与德克萨斯州的A&M大学合作研制的用于冷却系设2.1计算机辅助设计计的专家系统。专家系统与CAD系统的结合,可以完所谓计算机辅助
6、设计,就是使计算机以某种模式和善CAD系统的功能,使之完成普通CAD系统难以完方法按照人的意图去进行科学分析和计算,并作出判断成的任务,设计准确率高达90%以上。和选择,最后输出满意的设计结果和生产图纸。对于汽2.3基于特征及专家系统的设计方法阶段车整车设计,计算机辅助设计应更主要地集中在前半部到20世纪90年代,整车设计由过去以制作比例模2001年第5期·17·设计与计算型为主转变到以计算机辅助设计的数据模型为主的阶识的CAD系统。段。在此阶段,体现三维设计思想的各种软件层出不穷。3.2现有CAD技术无法适应汽车整
7、车设计的特点通过构造特征和实体造型,三维状态下的CAD可以有在汽车设计中,尤其是在汽车整车设计阶段,设计效地克服在二维状态下无法清晰、直观表达零部件几何者往往要对大量的设计方案进行筛选和评估,而现行关系和运动关系的弊端,产品开发周期普遍缩短,设计CAD技术无法很好地支持方案设计,因此,在很大程度质量也得到很大提高。上需要设计师根据自身经验和知识作出决策。同时,由同时,日本、美国等汽车工业大国争相研制用于汽于现行CAD系统大部分采用标准键盘和鼠标作为输车设计的专家系统,不仅研究用于零部件设计的专家系入设备,对使用者提出
8、了很高的专业技能要求,因而很统,还研究支持整车概念设计的专家系统。在国内,同济难实现流畅的人机交互,限制了设计者的创造性思维。大学开展了汽车整车设计专家系统的研究工作,整个系而且,系统操作的复杂性也使设计师无法在短时间内对统在大型CAD/CAM软件Unigraphics基础上,通过众多的设计方案进行全面、综合的考察。其二次开发工具UG/Open
