学文网汽车造型设计篇1
摘要：经济的发展推动了人们生活水平的提升，各大汽车企业开始将目光聚焦在电子设备和造型的更新换代上，推动了汽车造型设计技术的发展。文章就汽车造型设计中汽车设计新流程进行深入的探索研究。
关键词：汽车造型；设计流程；数字化技术
1影响汽车造型的因素分析
1.1车型定位的影响。汽车是一种体现不同功能需求的工业产品，其在设计阶段就融入了各式各样的需求和理念。不同类型的汽车，其造型特点必然存在着一定差异性，由此可见，汽车的类型和功能在一定程度上决定了其造型样式，同时造型也是区别不同车型的重要依据[1]。造型设计是汽车设计的首要内容，首先要结合车型定位和具体的功能需求初步确定其车型尺寸，车辆的大小和比例是人们对汽车的最直观认识，因此，尺寸和尺寸关系是汽车造型特点的第一要素。在对汽车基本功能区域的尺寸进行确定时，必须要对相应的功能需求进行充分的考虑。因此，比例关系是设计形态生成时首要考虑因素。1.2总布置对造型的影响分析。总布置影响着汽车造型设计的大致走向、造型空间以造型形态。在总布置中，对汽车造型设计影响最大的是动力单元的布置形式和人机排布。动力布置形式决定了汽车的功能和用途，也是汽车造型比例关系和特点的重要体现。不同动力布置形式下汽车外部造型轮廓如***1所示。驱动形式也会对汽车造型产生一定的影响。例如，美国肌肉跑车中的代表，中前置后驱的高性能跑车拥有狭长的引擎盖[2]。而欧洲超级跑车由于发动机后移，因此汽车的车头相对低矮短小。
2基于数字主导的汽车造型设计的设计新流程
2.1关键技术和方法。1）CBAS辅助概念设计，汽车造型呈现出复杂的自由曲面，因此对面的描述难度较高，必须使用特征线对其造型进行概括[3]。CBAS系统采用的贝塞尔曲线对汽车造型的特征线进行描述，在进行造型设计时，可以在历史车型特征线和点的基础上计算产生新线和点。2）数字原型的造型设计。使用数字模型代替实体模型不仅能够极大的精简设计流程，提升速度，还能够将设计工作整体转移到数字平台上，做到多进程同步设计。3）虚拟现实技术。虚拟现实系统在汽车造型设计中的应用不仅能够还原视觉体验，还为造型的修改变成可能，有利于设计人员主观能动性的发挥。2.2基于数字主导的汽车造型设计对不同阶段流程的改进。1）将CBAS系统应用于概念设计阶段。在前期概念设计阶段，需要设计师对设计目标、用户群体以及车型定位等因素进行综合分析，在此基础上获取设计意象和特征。通过CBAS系统的应用能够通过对特性车型的特征数据得到初始的造型特征种群，经过计算得到新的造型特征线，设计师可以在此基础上对其进行适当的调整，从而获得满意的造型特征。2）基于数字原型和虚拟设计的额形态特征生成阶段。在汽车造型设计中，草***和效果***是设计值记录、表达概念和创意的重要途径，相较于传统的手工绘制，通过数字化技术的应用，可以使用草***软件生成2D数字草***，确定基本的造型比例关系，之后在草***的基础上在空间中绘制曲线，使用曲线构成大致的造型面。在3D草模上对相关细节进行深入，就可以构建更多的造型特征。3）还可以通过虚拟设计完成人机布置。造型设计和人机最相关的就是各视***外轮廓的确定，它是造型空间确定的基础。基于数字原型的设计流程中，通过等比例虚拟现实方法可以对人机排布进行初步设计。将前期草***转化成NURBS曲线绘制的三视***，通过虚拟现实系统进行等比例投影，在对曲线控制点调整过程中实现对线型的动态控制。同时，虚拟现实系统还能够为设计师带来极为真实的主观感受，为设计提供更加切合实际感受的环境。4）基于数字原型和VR的造型完善和评审。在造型细化完善阶段，需要对汽车的型面进行进一步调整。通过数字原型和VR技术的应用，能够构建集视、听、触觉等一体化的高度拟真环境，设计师只需使用相应的设备就可以在虚拟环境中和物体进行交互活动。由于数字原型在精度和真实度方面存在一定的限制，因此应用VR技术十分必要。
3结束语
综上所述，文章深度探究了基于数字主导的汽车造型设计关键技术和设计流程，相较于传统的汽车造型设计模式，数字主导的造型设计模式在效率和质量方面都实现了极大的提升，具有较高的推广价值。
作者:徐超 单位:江铃控股有限公司
参考文献：
[1]贺新云.汽车造型设计中轿车设计新流程研究[D].武汉理工大学,2011.
[2]于海洋.汽车产品造型设计中的人车关系研究[D].吉林大学,2015.
[3]查海玛,李朋鸣,郭久瑞.浅谈设计艺术与汽车造型设计[J].南方农机,2017,48(7):145.
汽车造型设计篇2
摘要：随着科技的发展，人们生活质量的提高，消费者的需求更多体现在产品设计中情感因素的体现，因此产品设计展现出丰富；样、凸显个性的特点。本为以汽车造型设计为研究载体，营造人与物，人与自然，人与社会之间和谐共生的设计理念，为以后汽车个性化定制设计提供依据。
关键字：汽车造型特征；个性化定制；造型元素
汽车自19世纪末诞生以来，已经历了100余年的风雨历程。它的诞生给人类带来前所未有的巨大变化，以至今天成为人类不可或缺的伙伴。汽车设计是技术和艺术紧密结合，充分反映人们需求、时代技术以及社会环境的一门综合的、和谐的技术。伴随着社会的发展以及人民生活质量的提高，人们对消费的态度也发生了很大变化。人们开始根据自己的身份、性格、个人喜好和经济能力等方面选择性的购买自己适合的产品，追求个性的消费模式。随着汽车设计在技术层面上的差距缩小，汽车外观造型设计尤为显得重要。
一、汽车造型特征
汽车车身作为一种复杂的机械产品，由多种部件构建而成。从整体角度分解和分析汽车的外观造型时，其中的任一部件都可视为***的形态实体，都存在其特征性。不同车型的造型特征有不同的“个性”表现，因此汽车外观造型应看作是一整个实体。一方面，汽车的外观造型特征包括其结构信息和功能信息，例如汽车的前引擎盖、裙摆、前大灯，挡风玻璃等。此外，汽车的外观造型特征体现着设计师的设计意***和经验，是展现汽车造型信息的载体。汽车外观造型设计中，通过调整外观造型特征的“个性”，会设计出不同“性格”特点的汽车造型。
同一车型的设计开发中，基于相同的车身结构布置，不同处理，来表达不同的设计概念。因此汽车外观造型特征直接反应了汽车造型的概念，是汽车造型设计的载体。汽车的类型、品牌及风格在造型上的体现，都是通过特征这个载体传递的。
人们对汽车的认知，在不同的特征表现上产生的注意和反应是不相同的，往往汽车的整体造型和前脸造型的特征受到的注意最多，是造型设计信息量最大、最集中最重要的部分，是设计汽车外观造型的重点。不同设计师有着不同的设计理念，因此不同的汽车造型使得人们关注的造型特征也会有所不同。例如，宝马7系最先受到消费者关注的是其前大灯和进气隔栅的设计，然后再是引擎盖的曲面、侧面腰线以及车身的整体比例等。这些特征的整合构成了汽车外观造型的风格体现，是汽车外观造型类型、风格、品牌和消费者识别之间的媒介。
二、汽车造型特征的属性
汽车造型特征的属性可以分为功能属性、行为属性和结构属性。设计的需求决定了功能属性，其中包括造型意象和审美的功能信息；汽车的造型关系决定了行为属性，包括造型特征之间的构形、关系及位置也就是空间行为；而汽车造型设计最终的表现形式则是结构属性。
汽车造型特征属性间的相互关系体现为：1.功能决定行为和结构，并对后者起主导作用。2.行为实现功能，行为的最终表达和约束则是通过结构来实现。3.一种结构只对应一种行为，而多个行为可以共同实现一个功能。
三、汽车造型个性化定制趋势及特点
汽车外观造型的个性化定制设计逐渐成为汽车消费的发展趋势。过去根据权势，身份而进行设计的设计模式已经过时，汽车用户的具体需求在设计中逐渐加强；造型的个性化设计需求渐渐超过了功能、实用性。车型也日益丰富多样、个性张扬，针对不同汽车用户的不同造型需求进行设计。“以人为本、度身订做”，汽车造型个性化的设计模式已渐渐成为汽车设计的全新研究方向。近年来，一些跨国汽车集团己试行分布式虚拟现实系统，即在网络环境中，充分利用各种分布在世界各地的资源，共同合作对同一产品进行互动性的设计，甚至请汽车消费者与设计师共同对汽车的开发设计进行交流。
汽车造型个性化定制是在汽车生产厂商现有条件的前提下，针对消费者个性化设计需要的营销方式。具有其自身的特点：汽车不只是高档的消费品，还是综合了机械、电子，材料，能源动力等技术的复杂科技产品。这些特点决定了汽车造型定制设计不同于其他产品定制那样“随心所欲”。因此汽车造型个性化定制设计模式的实现要保证生产及成本可行的前提下，最大限度地满足消费者的个性化需求。
四、造型元素在汽车定制设计中的提取
对汽车中造型元素进行编码既是汽车造型设计的过程。汽车造型设计当中，继承传统特征以及创造新特征至关重要，如何表现两者是设计创新的关键。通常而言，汽车外观造型中最具特征元素代表性的是汽车的前脸和侧面。包含了前大灯、保险杠、进气隔栅、侧面腰线及整体轮廓线等。
这些都被当作汽车符号设计中的重要元素。因为汽车整体外观造型中最引人注意的是前脸造型的设计，其次除了汽车厂商的品牌标志外最明显的就是进气隔栅的造型。例如，人们对宝马和奔驰的印象中除了它们的品牌标志外，对它们进气隔栅的“双肾”造型以及“盾型”造型也尤为深刻。在汽车造型设计中，汽车的前大灯往往是设计师们体现其风格特点的重要构件，而保险杠不仅是保证汽车安全的重要部件，同时也是汽车外观造型中不可或缺的设计要素。最后，正如上文提到的汽车造型个性化定制的本身因素及特点，以至汽车造型的个性化定制不能单单按照消费者的需求“天马行空”，而是要在汽车生产厂商生产条件允许的范围内进行。
综上所述，汽车造型设计只有做到“以用户为中心，满足用户需求”，才能顺应汽车市场的不断多样化和细化，为企业提升自身的竞争力，使汽车定制设计，成为汽车全新设计的方法。
汽车造型设计篇3
汽车造型设计是汽车产品开发至关重要的环节，好的汽车造型可以迅速激发消费者购买欲望，也能快速提高企业的品牌形象及产品竞争力．汽车造型一般包括美学造型和气动造型，美学造型决定车身外观，气动造型则决定汽车的气动性能．气动性能优异的汽车不仅节能环保还能增加汽车在行驶时的安全稳定性，然而现代汽车设计更多的将美学设计放在首要位置，空气动力学放在了次要位置，空气动力学在汽车造型过程中只得到有限运用．由于美学造型和气动造型两者思维及方法都截然不同，因此如何有效的将两者结合起来是一个极具挑战的任务．
1基于理想形体的汽车造型方法
传统汽车造型方法是以造型设计师的二维草***为基础的，工业设计师将脑海中造型概念及创意通过手绘草***或者着色效果***表达出来，反复推敲直到造型方案确定．此后进入油泥模型阶段，工程人员在油泥模型上不停修改车身外形直到第一次油泥模型确定，然后会对油泥模型进行风洞实验验证其空气动力学性能．通过风洞试验数据空气动力学工程师对造型方案提出有限的修改方案，经过多次修改直到整个造型方案最终完成．基于理想形体造型方法以汽车空气动力学整体优化为目标，以低阻力系数为造型的起点．低阻力系数形体一般为轮廓规则简单的三维实体，而汽车由大量不规则自由曲面组成，如何将“丑陋”的理想形体变成漂亮的汽车外观需要三维草***进行过渡．三维草***是一种基于CAD平台、位于立体空间的概念草***，它由三维特征曲线组成，能够像二维草***一样表达出车身的造型风格，也可以支持三维视角观察，其草***曲线可以自由编辑并能融入工程信息。本文在传统造型设计方法和基于理想形体造型设计方法的基础上提出了一种兼顾美学和气动造型的设计方法．该方法以理想形体为起点，美学造型为手段，三维草***为造型平台，能够将美学造型和气动造型有效的结合起来。
2基于理想形体汽车造型实例
以理想形体为造型起点，以三维草***为平台，以美学造型为技术手段设计一辆轿跑车，并利用空气动力学对其气动性能进行验证。
2．1理想形体的选择
理想形体应该具有气动阻力小并且其外形应该能够适合汽车造型（如人机工程学、一定的美观性、实用性等），本文通过之前空气动力学项目的经验构建了如下的理想形体。理想形体需要进行空气动力学验证，由于条件有限只能在计算机上进行模拟仿真．首先对理想形体进行封闭然后对其进行网格划分，最后导入到FLUENT中进行仿真．进过计算得到理想形体的阻力系数为0．18，结果较为理想．从整体的理想形体轮廓来看其前部空间大后部空间小，因此可以将其设计为单排座椅、发动机前置的布置要求．
2．2基于理想形体的造型三维草***
理想形体得到之后应该抽取其轮廓特征线作为气动造型的特征曲线，提取特征线时尽量保证每块曲面的最初特征线如轮廓线、扫描线、脊线等，然后通过曲面之间的连续性将轮廓线融合最后得到整个理想形体的三维草***．理想形体三维草***并不具有美观性，需要将车身美学元素融入到理想形体的草***之中．美学造型一般根据三视***进行造型，因此应将美学设计中的二维设计通过投影的方法融入到理想形体的三维草***中．手绘***案是二维形态，不能直接在三维空间中进行修改和编辑，因此要将设计的前脸二维***案进行曲线编辑，然后根据传统设计中的投影方法将二维手绘***案定向投影到理想形体的轮廓进行融合．具体方法是将前脸***案的曲线转换成可编辑的三阶四次NURBS曲线，然后向理想形体进行定向投影．在前脸方案定型之后，接下来将要考虑侧脸方案以及后尾灯整体造型的融合了．加入其它的附件，然后对整个融合草***进行适当的修正得到整车的三维草***。
2．3基于三维草***的汽车曲面造型
有了三维草***这个气动造型与美学造型的交融平台，就可以利用三维草***进行曲面轮廓的建立．本次造型采用CATIA中ACA及FFS模块进行建模，通过三维草***搭建轮廓并保证相关曲面的连续性．为根据三维草***简历的整车模型，为了后面分析的需要，模型进行了简化及封闭处理．在根据三维草***得到车身的曲面轮廓之后，根据设计者的爱好或者风格进行详细的设计，如车灯、前脸、尾灯、后视镜等．分别为本次设计的三维数模以及渲染效果***．
3空气动力学验证
理想形体气动阻力系数Cd＝0．18，将验证以该理想形体为造型起点设计的方案的气动性能．在进行CFD模拟仿真之前需要对模型经行处理，封闭进气格栅、车身底盘以及面与面之间的缝隙，对一些影响网格质量的地方进行圆化处理，车轮设置凸台等．将处理后的模型导入ANSYS－ICEM进行网格划分，为了更好模拟汽车车身气流分布，设置车身周围流场分别为车身长宽高的12，8，6倍．在车身表面拉伸3层三棱柱网格来模拟车身表面层流运动．在关键区域加密并设置网格密度盒来保证仿真精度．将网格导入到ANSYS－FLUENT软件中，选择高雷诺数的k－ε湍流模型，边界条件设定为速度入口（v＝40m／s）、压力出口边界、滑移地面。车身表面气流较为平滑，上侧气流和两侧气流在尾部分离后形成两个对称的湍流．从仿真分析结果来看，阻力系数为0．275，对于没有添加气动附件的轿车造型来说是比较理想的结果，后期可根据仿真结果修改造型进一步降低其风阻系数．
4结束语
本文在传统美学造型的基础上提出了一种将气动造型和美学造型结合起来的方法，以理想形体为造型起点，以三维草***为造型平台，以美学造型为技术手段进行气动、美学结合造型，提出了该方法的具体设计流程．并以实例介绍了如何实现气动造型和美学造型的结合，并通过模拟仿真验证了这种造型方法的优点及可行性，该方法能够充分发挥汽车的空气动力学性能．
作者：陈杰 黄妙华 单位：武汉理工大学汽车工程学院
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