车身工程师在主要截面设计中必须掌握的工具

小夏 科技 更新 2024-01-31

车身的主要截面是一个横截面(2D),分布在车身的各个重要位置,以描述车身结构的细节。 车身主体截面是反映整车性能、结构、贴合度、工艺、规程等方面要求的横截面,既是控制车身结构和性能的关键点,也是描述车身结构概念设计方案的重要工具。

如下图所示,某款车型的A柱截面。

肯定会有人问,既然都是三维设计,为什么还需要二维主截面呢?

车身设计是一个比较复杂的系统工程,在可行性设计阶段(效果图、粘土模型制作),需要快速进行可行性分析,用前瞻设计思维确定主要构件、块体形式等之间的关系,并量化以支持建模工作。 而且,确定的关系应作为后期产品设计和工艺分析的基础和约束,不能轻易改变。 主剖面设计可以很好地满足这一需求,作为一种通用的工程师语言,服务于设计工作。

横截面位置的选择应该是有目的的(关键、重要和安全部分),并且应优先考虑以下列出的位置:

车辆强度、刚度 (a..)b.c.立柱、上下框架、......)

密封件(门密封件、密封剂等)。

外观分为多个块(车门和侧板、顶篷和挡泥板、保险杠和顶篷......)

运动部件(车门、引擎盖、后挡板、充电端口等)。

不同零件(车身、电器、内外饰、底盘等零件)的贴合度。

需要注意的是,切割方向一般是平行坐标轴的方向或零件的法线方向,在选择方向时,要真实地体现要表达的内容。 通常,表示两者之间的密封关系或匹配关系的切割面方向为法线方向,其他切割方向平行于坐标轴方向。

在制作主要截面之前,根据体形、表面块状等确定截面位置,一般编号为50-80。 像这样的东西:

正文主要部分的主要内容如下:

主要部件的相互关系清晰准确(焊接、螺纹加工、铆接、粘接、卡扣连接......)

应考虑零件的成型方向和工艺(钣金件的冲压角、塑件的出口角等)。

运动部件具有极限位置和运动轨迹。

外部零件之间存在间隙和表面差异。

密封部分具有临界尺寸。

确保材料厚度的准确性。

反射圆角。 注意尺寸的圆度和规格。

不同的位置部分,表达的内容和重点都不同,举个简单的例子:

如下图所示,门铰链处的截面(部分)应清楚地表示门的开启轴线和角度。

如下图所示,门与B柱的截面(部分)应清楚地表示密封条的位置和压缩关系。

如下图所示,侧壁外板与后轮罩之间的截面(部分)应清楚地表达与轮胎包络线和车身各部位之间的粘合面积的压缩关系。

要讨论这个问题,首先要了解车辆发展的过程。 主流整车开发流程如下图所示:

根据上述流程,主要截面设计主要从产品定义阶段开始,以支持建模的A面设计。 在此阶段,将结合车身的一般布局信息(法规、人机、安全)、效果图、表面数据或点云、基准截面信息、基准剖面信息进行主体断面设计的初始版本

在产品工程设计阶段,已发布的主部分被用作整个设计过程中的指导性文件和设计基础。 同时,结合各专业部位的详细设计,对主体段进行更新和完善,对期间的重要变更进行设计评审,确保主体段的正确性。 主要部分应与工程数据同时发布

在产品设计验证阶段,如果进行了设计更改,则主要部分会同时更新。 最后的主体部分应作为最项目资产进行存档,可作为后续模型开发的参考资料。

主剖面需要不断修改和完善,为了提高效率,建议您使用参数化建模来构建主截面。 参数化建模是指在设计模型时,可以通过改变参数的数值来设置各种参数来改变模型的形状和大小。 这样,在设计过程中,只需要修改参数的值,就可以快速生成新的模型。

以汽车行业常用的CATIA软件为例,其2D和3D设计支持参数化设计。 主要部分的设计主要在草图模块中完成。 创建草图时,可以选择基准参照元素作为外部输入,例如 A 面、对应数据等。 草图绘制时,可以使用参数定义对草图进行参数化,并通过关系定义参数之间的约束。 当外部输入信息发生变化或设计本身的设计意图发生变化时,以这种方式创建的草图可以快速更新。

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