摘 要:随着市场经济的发展,人们对汽车造型设计的要求也越来越高。新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。本文主要在阐述现代
汽车设计的基本要求及现代主要设计方法的运用基础上,分析了现代
汽车设计发展主要趋势。
关键词:汽车;设计;科技;绿色
汽车在社会经济和人民生活中占据着相当重要的地位。汽车是设计师不断开发新资源和采用新技术并按美的规律进行造“物”的历史。高水平的汽车设计是汽车产品立足市场的重要基础,设计出来的汽车既符合功能又符合人的审美要求。随着市场经济的发展,人们对汽车造型设计的要求也越来越高,汽车企业要不断通过提高设计竞争力来树立自己的品牌。当今世界大型汽车产业无一不把其产品造型设计放在战略高度进行思考和钻研,汽车造型设计关联科学技术、文化观念、消费心理、审美情趣等因素,新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。本文主要在阐述现代汽车设计的基本要求及现代主要设计方法的运用的基础上,分析了现代汽车设计发展主要趋势。
一、现代汽车设计的基本要求
第一,整体匹配。现代汽车工业已经把一个企业的全部生产过程(包括设计)作为一个整体系统。整车总体设计又称为汽车的总布置设计,将各种汽车零部件组装在一起进行整车性能匹配,使所设计的产品达到设计任务书所规定的整车参数和性能指标的要求,要使各项指标达到最佳或较佳则也是非常困难的。当前一些具体模型指标还不能完全被量化,一些要求还无法指标化。
第二,艺术性设计。世界著名汽车设计大师宾尼法瑞纳曾指出汽车设计仿佛是一座桥梁,无时无刻不在对经过它身边的每一个人传达着信息,驾驶者是怎样一个人,他的生活方式和文化以及他的追求和品位是怎样的。因此,汽车设计就是设计一种生活方式和文化。现代汽车设计应非常强调艺术性,要不断产品创新设计,这是我国汽车设计的一个重要课题。
第三,人性化要求。当代汽车设计不仅要考虑其本身的有关技术问题,还应设计符合人性化的思想。考虑使用者的安全、舒适、操作方便以及燃料供应、车辆存放道路发展等问题。因此,人性化要求就是怎样使汽车产品在具有一定经济性的前提下最大可能地满足人性化要求。
二、现代设计方法在汽车中的应用
第一,系统工程方法。汽车设计涉及到多种专业学科和各种不同要求,无法简单地定义为一个最优化设计问题。在设计阶段必须应用系统工程的观点和方法进行较为准确的定性和定量分析,使设计达到技术、经济和艺术的有机结合。用系统分析的方法必须对此系统进行评价和决策。所谓评价是指按照明确目标确定对象功能、特性和效果等属性,并把它变成主观效用的行为,最后把测定结果变换成价值供决策时参考。汽车设计中,常采用的评价方法有相关矩阵法、交叉影响矩阵法等。此外,在进行汽车设计时,应将产品设计和开发的过程加以系统化,可以通过建模和仿真进行模拟研究,减少系统的试制次数,从而缩短产品的设计和开发的周期,提高设计开发过程的质量和效率。
第二,计算机辅助设计。计算机辅助设计主要指应用计算机进行设计信息处理的总称。其核心是以产品设计和绘图为主体的CAD系统。CAD技术在20世纪70年代就已被用来进行汽车设计。它改变了传统的产品开发模式,把方案初选、最优决策、规划布置、经验评估等包括进去,构成“智能化”CAD系统。所以CAD系统应能支持包括创新、变型、分析、综合和模拟等各项基本设计活动。最具典型的是汽车车身的开发工作从概念设计阶段到模具制造的全过程都采用了串行和并行的混合开发过程。汽车设计中采用CAD的优点在于:有利于提高设计的可信度,能减少设计计算、制图的时间,从而降低了产品研制费用,缩短新产品的设计和研制周期,适应产品更新换代的需要;减少了产品开发过程中试制和实验验证的反复次数,能使设计人员从事务性和重复性劳动中解脱出来;采用CAD系统可以分析多种方案,实现多方案择优。
第三,虚拟现实技术。汽车虚拟设计技术是以计算机辅助设计为基础,利用虚拟现实技术发展而来的一种新的设计手段。其在计算机上进行产品设计、分析、加工等过程中可减少因制作物理模型所消耗的成本,不断提高企业快速适应市场变化的能力。汽车虚拟设计技术通过计算机构造出形象逼真的三维模型生成一种具有三维视觉效果的特殊环境。并通过多种传感器和可视化设备,将视觉、听觉、触觉等作用于用户,在这种特殊的环境中用户可去操作、控制环境,产生身临其境的感觉。虚拟设计技术可以在计算机中实现整车及零部件的概念设计、造型设计、总布局设计、结构设计等。对其性能(如刚度、强度、固有频率、动态响应)及使用寿命和噪声等方面进行模拟分析,以便在设计阶段就发现并尽可能地解决问题,提高设计一次成功率。还可以提供给汽车制造商产品模拟、测试、制造、产品支持、数据管理等多方面的模拟数据。
三、现代汽车设计发展主趋势
随着科学技术及汽车设计技术的发展,对汽车的性能、可靠性、经济性等方面提出了更高的要求。未来汽车设计发展主趋势突出在以下几个方面:
首先,创新设计。汽车市场的激烈竞争,要求提供质高和创新的汽车产品。商品市场的激烈竞争不断促使汽车的设计及制造提出更高的改进和创新的设计方法。因此在设计的方法、研制的时间及采用的技术上要更具现代化、科学化和高速化。从事汽车工程的技术人员去探索新的设计方法和技术,以便创造出质量更高的新产品。其次,绿色设计,随着环保意识的增强及一些安全法规、降低污染和改善燃油经济性政策的实施,一些汽车企业开始重视绿色设计的理念。所谓绿色设计,就是在产品开发设计过程的每一个决策都充分考虑到环境效益。对交通工具的设计而言,这就要求采用新的设计方法从概念构思到结构、动力、材料的选择以及涂饰、装配、维修、零件回收都充分考虑环境效应。绿色设计可具体包括:提高能源使用效率,减少能量消耗;使用新型干净的动力和能源以及新结构、材料以降低物质消耗;减少城市空间占用,提高交通通行率;设计应有利于各零部件的分类回收等。因此,绿色设计理念体现了现代汽车设计发展的崭新趋向。第三,安全性。汽车是由人来驾驶和乘坐的。因此,其设计不仅必须考虑操纵要方便、乘坐要舒适等因素,更要把安全性放在第一位。随着高速公路的发展,汽车车速也不断的提高,行驶安全性已成为汽车设计的最重要的课题。
随着科学技术发展与人类的进步,汽车的设计也不断改进,以适应现代汽车发展的要求。重视汽车使用中的安全、经济、可靠与环保良好的使用性能显然是各种产品的设计者都要追求的目标。尤其在当前“绿色浪潮”的冲击下,“零污染排放及节能”已成为汽车设计的重要目标。在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术,优选各使用性能指标,不断协调各种使用性能的要求,使汽车综合使用性能达到最优。