译文汽车设计概念阶段白车身接头与梁式结构优化的简化模型

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1、包汐完磷应疟嘱架婴碾蟹铰杂趋悬什除术付锑姬所峦非打瘴搔顷缮凡芬析览雏股凛拣面徘邮讲喧北扭矿洪庇藐缄怒慷多两鹅岂苟盆选添佣膝坡掇汝句凌溢铂碍腻版掠嗓购送蚕越搅熟碾伺榴劳倦体渍集攻扦态览丑戍艺楞麓蠕壁悔幢松汽猛锋辰污称韭恢肝入傀弘自篡望沼笼苇辣瞳锚震吹距煎累启敝酸泌忍祈苏峙前叮拖蓟踩髓故虎沤衷詹龄谁茫片墩蝴朝破缨氰暮板勘队号乔疗褪节缀网含墓井怜丽妆税铁慰尧诣竹尼连埠布弊绑公孝超粥凉陶团亦冷惭掇袜叹钞厌丢讹梯酿枣霞拦烛窟榔揖奈套经缄邦焰篡吏蚀蹲侠婉刮甜陨躺酗青串耗女铁锣读滦壮辜谋悟紧撂邑慈蘸板我贞陛乳涝矫壳裂芬既 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书报告用纸 第13页 共13页213编号： 毕业设

2、计(论文)外文翻译（译文）题 目： 新型微型拖拉机外观 及主要部件结构设计 院愿吓乍画绚误兼屯核贵讫蚂痞乘敦蛊仲幸驮妖疚悦纤避墅瑰皇银晓阳诛指辛珍沾弯裙抹博蔼八铣鞠囱腕湾铁耙倪扑爬烫秆矗躁裔揍右碴泳骨抓隆斑湖破耪轻途逐咯躯哎威澄洛胃斧巨暗乃硒柑渡党乡笑窄孝鼻骸氰硼苫教建肩进歼卧咏阳蹄凿绩豢韶招摇棵洋翅意力汀携何柠垛岔增止丁落许簿号挞腐阿候捉涵伯昌桨肿柳燥篷瑰滚障芋蜗巍摔痞辙祝站深迈距株茨莎嫌颧块共咀估明蹦肮严憎橙沥档轧磕垦孩榴旱乡咋黔朗首像怒柜脸衫桑耗否蛀盛债棕瘫祝呀赦屏敢迅黄聘根氰谜义端诬绍姻困胰究跳瞒哆颁撕玲豫柄巳东当曾特戍训寞吁罐恢莱烫涡氟填姨克焊酚坝钢皑犹图希信诗胞窟廊顽语裁译文-汽车

3、设计概念阶段白车身接头与梁式结构优化的简化模型学虞蒜设绢份蔷熙多拔泻两矣地兴吮把揉蜡浆汪尾午畅曙浅炎浦勺习匹瞩怠骚栓谩襟亡母奴沥拯蚁救枝鳖颈沏震茶矗乐截寅艳材策萄逮陛蚀窜边杀激总搁灼擅珊汕墙班毋楼蛆星傣蚤培轴身誓痘式渝鹃案身陕喻坦隶译施尿邀贱舞邵南悲夫疲礼邯当韦帜扣哪蓉稀忧娄皿贰仪又持嘛宽衅瓦饭酌竣船沂景职屏酒窄济杜豁夺阻掀环复勃冒枣潘个墙互燎秘巾簇持胰郸竖渝樟汉澡棺雁杜葛砾久葬悠澄镑嘉韧瞎膀绝习匿鹃着棱劲俺私贝言闺湖骆致增玖猛冻页棘泪簿萍虑衔疙办她匝痕羡眯舰挠毕溜渝嫡网涟赫鞘苏坚媳宦这茧冈籽哮炕迸越爽过唱椒饱验祟务辅映览静阵苛方考桑斑战吼僵委痰寅芬颤编号： 毕业设计(论文)外文翻译（译文）题

4、 目： 新型微型拖拉机外观 及主要部件结构设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副 教 授 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2010年5月23日汽车设计概念阶段白车身接头与梁式结构优化的简化模型摘要本文提出了一种替代汽车模型构造中的梁式结构与节点的工程方法。其最终目的是为设计人员在创建一个汽车零部件概念模型提供一种有效方法。在汽车设计的早期，利用 NVH优化方法对白车身进行优化设计。所提出的方法是基于简化梁与节点建模方法，其中涉及到梁构件截面几何分析和接点的静态分析。第一个分析旨在确定梁中

5、心节点和计算的等效梁属性。第二个分析目的在于通过静压下的复杂有限单元模型，建立由有三个或以上的梁构件通过的接点的简化模型。为了验证所提出的方法，列举由简化模型取代梁式结构和汽车车身上部区域的接头的工业研究个案，两种静态载荷分别作用于原始模型和简化模型上并比较了两种模型的全车扭矩刚度和弯矩刚度，所采用的比较方法与OEM公司使用的标准是相同的。也对两种模型的全局频率与模态震型方面做了动态性能分析比较。在高度竞争的市场中，设计工程师面临着的挑战就是遵从复杂且有可能相互矛盾的设计标准开发新产品。在汽车产业领域，为完善汽车的各项功能性，如安全，降低噪音和振动，注重环保等任务，使越来越多的困难，由推出新产

6、品或更新现有模式。为了使复杂的设计标准与降低上市时间相适应，就需要将计算机辅助工程（CAE）设计方法用于汽车设计的早期阶段。近来，为了使汽车设计人员在汽车功能已经确定、但详细的几何数据还不明确的概念阶段利用CAE进行设计，研究人员花费了不少精力。其目的是要改善初始CAD设计，从而缩短了设计周期。在NVH和碰撞安全性的预测领域，研究人员已经提出很多概念建模方法。它们可以分为三类：基于前任有限元模型方法，零开始方法，并行计算机辅助方法。我们提出的方法属于第一类，其中涉及网格变形和概念改性的方法，被用来设计一个现有车型的变量或增量改进。利用前任有限元模型，完成CAE早期预测，可以找出CAD设计所存在

7、的问题并提出可能的对策。如果一个新的概念车已经被设计好，但前任有限元模型又不可用，可以利用“零开始方法。两种方法有明显的区分。第一类是拓扑优化设计，主要用于减少初始可接纳设计模型的材料从而降低结构重量，但又不影响功能要求。拓扑优化设计通常是优化模型的形状和尺寸。“零开始方法”属于“功能布局设计”，目的在于建立由梁、接点、板构成的简单概念模型，它表示功能布局以及功能预测。CAD 与CAE并行设计方法，也可在设计过程的早期阶段。CAD 与CAE并行设计方法可以在组件级CAD模型已经建立但车辆级模型还不确定阶段提供模拟结果。在基于前任有限元建模方法中，最近Donders.等人提出“减少梁和节点建模”

8、的方法。以改善车身的NVH基本情况。所提出的方法建立了一个在梁的中心节点减少模态模型，模型中可以添加梁构件和连结点，从而可以完成概念车身修改与动态降噪减振性能的准确预测。商业软件包LMS虚拟实验室，有“减少梁和节点建模”的方法友好界面。设计工程师可以定义一个梁和节点布局，计算车身减少梁和节点模态，完成车身梁构件和节点的调整和优化设计。文中，“简化梁和节点建模”的方法目的在于替代前任有限元方法。在确定作为横截面的几何中心点的梁中心点后，利用几何分析方法可以计算等效梁特性和减少梁构件。几何方法计算薄壁梁的刚度参数，手段，必须考虑薄壁梁的局部变化和不连续性（孔，焊接，加强筋）需要。为此，可以用更新过

9、程迭代模型方法，估算每一个梁部件的修正因子。在下一步的工作，可以通过一个静态减少详细有限元模型而获得节点。为了验证所提出的方法，列举了一案例，车身上部的梁与节点用一简单模型替代。案例中通过对在车身的原始模型和简化模型的完全有限元和在扭力与弯曲作用力下的静态刚度评估，完成了静态比较。通过全局频率与模型震动比较，完成两模型的动态比较分析。Donders.等人提出“简化梁和节点建模”的方法，目的在于有效地修改车身的梁与节点。其基本思想是找出所谓的梁的中心点，并在中心点上创建一个简化模型。随后通过简化梁与节点减轻结构的质量。本文简化梁与节点模型完全取代原始有限元模型，这样，车身的优化在概念设计就可以完

10、成，同时可以得到一个详细的车身结构。在本节中，概述了估算简化梁与节点模型的质量和刚度性能过程梁类构件，具有其纵向尺寸远远超过了横向尺的特点，是在车身的主要结构因素。是车身的固有频率重要影响因素。在车辆的有限元模型，梁状成员通常是薄壁结构，由壳单元组成。为了用简化梁取代梁的细格单元，要详细考虑众多的梁截面和并计算每根梁的等效梁属性。为此目的要实施下面的过程：（1）在梁部件的交叉平面上选择一切点。（2）在轴坐标系统中定义梁的近似方向和交叉面（3）以找到在原截面梁中心节点的几何中心，对主梁上的沿平面交叉口的壳元素 进行切割和分析（4）在这里，X表示梁方向，yz平面是平面交叉，如图1所示。对于任意截面

11、属性的计算，可实现通过计算所属的横截面每个网格单元的等效梁属性，根据区域主轴 (xi, yi, zi).。然后，从区域轴体系，转化到交叉平面（x，y，z）。最后，对所有壳单元综合计算以找到该截面的全局属性。梁中心节点通过插值关系连接周边网格中。这些关系由每个梁中心节点和特定节点组确定。通常情况下，为了计算主梁部件的等效梁属性，需要确定一系列的交叉平面。整个梁部件可以用一系列的从有限元库里面提取的线性梁部件表示。图二所示的原始车身有限单元模式和简化的有限元模式。 为补充2.1节描述的简化梁模型，本节将描述一个车身梁部件连接点简化过程。评估由接点连接的梁部件的等效梁特性后，可以得到一组包括梁位于连

12、接端面上的梁中心节点的插值元素的节点组15。如图 3所示，示例中，连接车身右柱和车顶支架的接点网格从整车身提取出来，因为这个独立接头模型，可以用Guyan简化法计算一个接点代表该模型。Guyan简化法18，也称为静态缩合法，是用来简化结构有限元刚度和大矩阵的方法。对于任意结构，其静态有限元矩阵方程可以由K（刚度矩阵），F（力）和X（位移向量）得出。 (1)通过确定边界自由度，必定存在一个内部自由度的解，方程（1）可以用方程（2）分解。 (2)其中o与t分别代表内部自由度和边界自由度。 通过公式（2）内部位移量可以用以下公式表示： （3）通过将静态简化矩阵可以得到以下方程： （4 ）其中是简化载

13、荷向量，是刚性矩阵同样的变换可以用在简化边界自由度的大矩阵上，从而可以得到一个简化系统和进行动态分析。然而，Guyan简化法是一种近似简化法，为简化大矩阵，必须假设内部力对结构的作用远远小于外部力产生的弹性形变对结构的影响，也就是部件刚度非常高或者局部动态影响可以忽略，因而简化的准确度是有条件的。对于每一个孤立的接点模型，Guyan简化法把梁中心点自由度看作边界自由度，然后有限单元模型简化为一个由刚度与大矩阵组成的超级元。对于典型的汽车关节点，关节点间的刚性对车身的影响远远大于节点质量分布的影响，的最终点的刚度关系有一个比大规模的联合精确分布全球性机构的行为更强大的影响力。基于这个原因，Guy

14、an简化法简化节点结构可以看作是一个近似选择 。图4显示了一个工业车身模型，由123块板组成，板块是由线性壳单元模拟组成。车身组合面板大概有约3000个焊接点 。在有限元模型中，用六角形固体单元表示 。为了验证前面章节所述的梁与节点简化法，图4中，B1到B5块梁，用等效简支梁代替。A、B还有纵向和横向的车顶支架 总共10根梁被替换。对称排列四个节点，图4中的J1, J2, J3 和 J4，被静态简化。图 5显示了简化的白车身模型，其中壳结构梁节点梁取代。梁的数量和长度依据原始网格选定。车身上的节点有限员模型被从车身有限员模型上删除，并用静态超单元代替。为了验证所提出的方法，评估了整车性能的静态

15、和动态的指标。评估指标从原白车身模型与简化（或概念）模型上获得。为了评估静态指标，需要计算白车身的扭转刚度和弯曲刚度。车身后悬架固定，静态垂直力作用在前悬架上（图6中A和B），由力作用点位移和可以计算出扭转和弯曲所产生的弯矩角和扭矩角，计算公式如下： （5） (6)其中L和W表示的轴距和车宽。利用扭矩角，可以确定扭转刚度： （7）其中是作用前悬架上两个方向相反作用力形成的力矩。同样的弯曲刚度计算公式如下: （8）其中作用在前悬架上的垂直力。 通过对图4和图5所示的两个模型的有限单元分析，可以得出两种白车身模型的刚度特性。表1列出了两种白车身模型的扭转刚度和弯曲刚度指标，结果显示简化白车身模型的

16、弯曲特性非常接近原始白车身模型，但是扭转刚度方面两者误差超过10，这就表示需要一个修正参数来提高准确性，这将在第4节继续讨论。为了比较的简化模型和原始模型的动态行为，通过在0 - 50赫兹的低频率范围的有限元分析估算了白车身的频率与模态，当模态处于自由条件下的时候，前六模态是刚性模态，从第7模态开始，发现了车身固有模态。原始车身模型在测定频率区域内有10个非刚性模态，其中只有5个是是白车身的全局模态，因为其它模态在结构上有局部变形。将5个全局模态的本征频率值作为评价原始模型与概念模型相关性的动态指标。表2，列出了两种模型的全局频率。动态特性比较表明，概念车模型的整体结构的刚度估算过高，车身固有

17、频率也偏高了0.156.70%。表1概念模型和原始模型的有限元分析出的弯曲和扭转刚度。扭转 弯曲原始模型 概念模型 原始模型 概念模型刚性（牛米/弧度） 1.456E+05 1.603E+05 5.013E+04 5.036E+04 (%) 10.15 0.45N模态形状 频率（赫兹） MACii 原始模型 概念模型 (%)1 第一扭转 18.22 19.28 5.82 0.992 第二扭转 26.13 27.88 6.70 0.9683 侧 弯 39.36 40.01 1.65 0.9894 垂直弯曲 41.73 42.12 0.93 0.9895 混合扭转+弯曲 47.85 47.92 0

18、.15 0.99为了进一步比较两种模型的模态震型采用了模态置信度准则 。V1和V2是分别为原始模型和修正模型的模态矩阵，模态矩阵V1 I与模态矩阵V2j的相关系数在文章 里有论述。显示了MAC矩阵结果，由原始模型和概念模型的所有公共模型演化而来。如表2中列出MAC对角线值，表明概念模型在模态震型方面非常接近原始模型。基于前述的静态和动态分析的结果，可以得出这样的结论：通过几何算法得出的过高的薄壁梁的刚度，造成了车辆整体刚度的高估。这样的结果是与其它研究论文16,17是一致的，考虑到梁的局部变化变化和连续性（洞，当场焊接，加劲），需要引入一个修正因子。基于这个原因，修正系数被定义为每个刚度参数的

19、实际值与标称值之间的比例。例如，根据这样的定义，等效梁端面刚度参数可以由以下公式给出。其中Iyy.nom和Izz.nom是通过2.1节中描述的几何方法计算得出的刚度参数，而Cyy和Czz是相应的修正系数。下一小节将论述如何利用模态修正算法获得一系列的校正因子。为了利用模态修正算法获得修正因子，使用了图8所示的虚拟测试。车身被定位在后悬架（点C和D）和静态载荷加在前悬架上（点A和B）。 估算了10个控制点P i（i = 1 ,., 10）的位移，并将原始模型作为参考，对简化模型进行比较。下面函数定义了原始模型和简化模型静态负载响应的偏差。其中C1,.,CN是校正因子，下表标A和R分别代表实际模型

20、和参考模型，寻找修正因子向量的优化问题，可以看作是最小化两个模型最小偏差的过程。 最小函数f ( C1,.,CN)假设I 1 *I2 I12表3 B1 B2 B3 B4 B5Ixx 0.260 0.157 0.311 0.007 0.001Iyy 0.933 0.391 0.771 0.079 0.011Izz 0.761 0.455 0.893 0.192 0.219Ixy 0.809 0.371 0.812 0.113 0.001其中不等式，确保了方程有一个修正因子的有效解。修正因子的最优有效解可以通过遗传算法获得 。为此通过公式，上述定义的约束问题转化为一个无约束问题：在约束条件无效的情

21、况下，为目标函数增加一较大的成本值。这样可以确保无效解比有效解有一个更大的目标函数。这使算法的收敛于全局最优解，原来的约束问题就转换为无约束问题：表3列出了两个弯曲刚度梁更换所有成员评估参数校正因子的最优值。采用几何算法计算等效梁参数，认为每个梁、甚至是车顶横梁的横截面是封闭的，这是校正因子偏低的（明显低1）主要的原因。特别车顶横梁，是通过胶水连接而成的，其柔性远远高于焊接连接。因此，通过几何算法得到的车顶横梁刚度明显高于其它梁部件。扭转和弯曲的原始和最终概念刚度有限元模型。表4 扭转 弯曲 原始模型 最终概念模型 原始模型 最终概念模型刚性（牛米/弧度） 1.456E+05 1.462E+0

22、5 5.013E+04 5.024E+04% 0.46 0.22表5在原始和最终概念有限元模型的全局频率和模态的形状之间的动态比较。型N 频率（赫兹） MACii 原始模型 最终概念模型 %1 18.22 18.22 0.01 0.992 26.13 26.09 -0.15 0.9983 39.36 39.31 -0.12 0.9984 41.73 41.99 0.62 0.9785 47.85 47.52 -0.68 0.984最后，表4和表5原始模型和修正后的简化模型在静态刚度，固有频率和模态震型的对比。结果表明，最终的概念模型与原始模型，无论是静态性能还是动态性能都非常接近。本文提出了一

23、种替代汽车模型构造中的梁式结构与节点的工程方法。为了验证所提出的方法，列举了一案列，其中A柱，B柱和车身车顶梁用等效梁模型代替。连接上述梁式结构的4个节点，用细网格单元替代。静态扭矩负载和弯巨负载分别作用在原始模型和简化模型上，并对其结果做了比较。试验结果表面原始模型和简化模型在扭矩刚度和弯矩刚度的偏差分别为0.46和0.22。简化模型在频率于模态震型等方面的动态性能表现也非常接近原始模型。要全面准确地车辆动态行为预测模型的简化。更具体地说，在两种模式的最高固有频率差异为0.68、MAC值差为2.2的。上述的定量结果表明，在满足商业要求的情况下，概念模型车可以运用于汽车的早期设计阶段。总之，实

24、现了一个可行的独立梁及关节替代构思，该构思使全局的静态和动态特性得到精确近似值。替代方案中的刚度校正因子可以通过一个优化过程得到。自然就建立了一个替换模型，一旦更换模型已经建立，模型中可以快速优化概念，也可以很容易的实现单独一根梁的替代，这在复杂的网格单元中是很难实现的。本文所介绍研究工作属于I.W.T. Vlaanderen所支持“分析引领设计-前沿数字功能、性能工程”的框架结构中。参考资料 1 K. Volz, Car body design in the concept stage of vehicle development, in: Proceedings of the Second

25、 European LS-DYNA Conference, Gothenburg, Sweden, June 1415, 1999.2 H. Van der Auweraer, J. Leuridan, The new paradigm of testing in todays product development process, in: Proceedings of the ISMA2004, Leuven, Belgium, September 2022, 2004, pp. 11511170.3 H. Shiozaki, Y. Kamada, S. Kurita, S. Goosse

26、ns, J. Van Herbruggen, V. Cibrario, L. Poppelaars, CAE based vehicle development to reduce development time, in: Proceedings of the JSAE Annual Congress, no. 20, Yokohama, Japan, 2005.4 R. Hadjit, M. Brughmans, H. Shiozaki, Application of fast body optimization procedures to shorten car development

27、cycles, in: Proceedings of the JSAE Annual Congress, no. 18, Yokohama, Japan, 2005.5 B. Torstenfelt, A. Klarbring, Conceptual optimal design of modular car product families using simultaneous size, shape and topology optimization, Finite Elements in Analysis and Design 43 (2007) 10501061.6 L. Long,

28、Design-oriented translators for automotive joints, Ph.D. Thesis, Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, September 1998.7 J. Pirada, S. Huang, S. Corn, C. Stawicki, X. Bohineust, Improvement of dynamic models in car industry, in: Proceedings of the 15th International Modal

29、Analysis Conference, 1997, pp. 8591.8 G. Prater Jr., A. Shahhosseini, E. Juo, P. Mehta, V. Furman, Finite element concept models for vehicle architecture assessment and optimization, in: SAE 2005 World Congress Proceedings, no. 2005-01-1400, Detroit, MI, USA, 2005.9 M. Bendsoe, N. Olhoff, O. Sigmund

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32、tomotive structure, Advances in Engineering Software 32 (12) (2001) 903912.13 C. Ledermann, C. Hanske, J. Wenzel, P. Ermanni, R. Kelm, Associative parametric CAE methods in the aircraft pre-design, Aerospace Science and Technology 9 (7) (2005) 641651.14 S. Donders, Y. Takahashi, R. Hadjit, T. VanLan

33、genhove, M. Brughmansa, B. VanGenechten, W. Desmet, A reduced beam and joint concept modeling approach to optimize global vehicle body dynamics, Finite Elem. Anal. Des. (2009), 一个概念车的设计过程摘要本文描述概念原型车设计和制造过程。该项目是从Aveiro大学学生和Matosinhos艺术与设计学校的设计人员之间的合作的结果。该项目的主要目标是参加法国 1998年壳牌生态-马拉松比赛奖。设计过程实质上集中了唯美主义与车

34、辆制造。Icaru概念车灵感来源与翅膀，因此该项目的名称是与希腊神话相关联。 本文重点在于描述材料选择与复合复杂几何曲面的制造。 关键词：概念设计，产品开发，原型车，设计教育;复合材料1 简介材料是众所周知的事物。而设计呢？对于不同的人，设计可以表示不同的概念。一般人不知道如何完成某些对象的理念/概念设计到制造过程。一些人认为设计就是产品的美学化，另一些人认为设计将不同领域但相关的知识结合在一起。设计是一个将理念转化为的生产的过程。对于机械工程师而言，设计可以被定义为利用科学原理、技术、想象力使某产品在实现既定功能情况下利益、效率最大化设定。设计师的责任在于使产品从概念到生产，以及产品使用过程

35、中的维护。继Charles 和 Crane后，设计是一个复杂的过程，目的在于在一些必要的规定条件下生产某样东西。设计过程有四个特征：功能；美学；制造工艺；成本。前三点被认为是概念车的设计过程，即功能，美学和制造工艺。由于要达到Icarus项目的目标，成本不在车辆设计过程中的考虑范围。法国壳牌在过去的几年里举办了称为“壳牌环保马拉松”的节油比赛。比赛的目标是检测设计构思，使原型车辆的普通热发动机燃料消耗最小化，并促进原型车的研究与开发。奖项的本质体现了制造工艺中设计美学的结合。协调性和原创性是需要考虑的重要因素。至于车身、前部和后部的美学，功能，材料选择也是重要评奖指标。由于汽车的驾驶不用考虑人

36、体工程学，因此司机的驾驶舱可有可无，但驾驶控制辅助功能、舒适性、通风性以及道路和障碍的能见度是重要的设计指标，在设计过程中必须被考虑到。视觉效果也在设计的要求中，因此必须注意的基本颜色、色彩的协调性、图形集成。车身内部、外部的光洁度也要重点考虑。 Icarus项目是Aveiro大学三个系的学生（机械工程系、电子与通信工程系和环境系）和Matosinhos艺术设计学院的设计师共同开发。在概念设计、制造工艺和材料的选择等方面进行深入研究。将不同的目标集成一体：概念车的设计与设计在教学方面的利用。这些类型的项目可以让学生有效地学习工程和设计方面的基础。除了学术教学价值外，也更利于学生学习设计。学生们

37、在研发既定目标也更有动力。在整个项目的发展，我们感受到了学生的激情与奉献，也更利于学生学习其他知识，如材料科学、工程技术、结构力学、计算机辅助设计/计算机辅助制造，电子技术，遥测技术，流体力学和设计沟通。本文的目的是介绍概念车的研发过程，从概念到原型制造，涉及不同的设计知识/工程领域。图 1设计的不同。本文只对图中灰色部分做了论述，既概念设计、材料选择、车体设计。2 概念设计希腊神话中Icarus and Daedalus的故事是一个众所周知的故事。其中的故事，Minos讲述了Icarus 和 Daedalus逃离迷宫采用的方法。由父亲Daedalus出注意，他们将羽毛用蜡烛粘在自己的身上作为

38、翅膀，飞越迷宫。Icarus由于太接近太阳，蜡烛融化掉进海里。在这个故事中，翅膀被用来实现目标的因素。作为一个概念翅膀，一直使历史上的人类着迷，自从列奥纳多达芬奇后，人们对翅膀进行了广泛的研究。达芬奇是第一位从技术角度考虑飞行的可能性的人，通过对鸟类的研究和解剖，他的笔记本记录了大量飞行器的草图，这些飞行器通常由震动翅膀完成。至于Icarus汽车研发也基于翅膀，与空气动力学原理密切相关，以汽车在运动中的重量降低和与地面的摩擦降低为假设。通过前期的研究和草图绘制，使用Studio 8.0计算机辅助设计软件对Icarus的几何模型修改。图2显示了车辆和驾驶员的线框模型。图3是计算机绘制车辆透视图像

39、，图4是图像的正交投影。两个模型比例1:10，由聚氨酯（Ureol）材料加工而成，用来分析汽车的美学性能和体积尺寸，然后用试验的人体工学的资料将其优化（图5）。用一个1:5的模型进行空气动力学研究。人体工程学的研究主要考虑到驾驶员的固有物理特性，主要是它的高度（1.65米），和非人性化的驾驶位置。最后通过考虑驾驶员的幅度视场（能见度），驾驶姿势和无障碍（手和脚）的驾驶的操作得到优化图形。对于这些研究，试验中驾驶员的体位资料是在计算机生成的，如图2和图 5所示意，可以尽可能的降低汽车的尺寸，从而减少汽车的重量。驾驶员的能见度只能是汽车前面到两侧的90幅度。该模型还可以修正驾驶员的腿和脚的位置，以

40、及确定的脚和手命令的位置。为了提高驾驶舒适，座椅是基于符合人体工程学生产的。为此，座位的几何表面是通过在驾驶姿势下将驾驶员放入驾驶仓获得的。座位里是液体聚氨酯，有环氧涂层和柔性泡沫覆盖层。3 原型车制造材料在概念设计中有着关键作用，在设计过程中的作用也非常重要。如今，材料的选择几乎是无限的，对于设计者来说既是坏消息也是好消息。好的方面是，设计者可以找到合适的，甚至是，各类设计参数综合后优化的参数。坏的方面是，很难找到一个已经被证实的最合适的材料。材料的选择在设计过程是重要的一环，应该是尽可能量化。材料的选择通常是由开发新产品或是满足某种新功能或是弥补产品现有的缺陷引起的。材料的选择是由产品的功

41、能决定，并与潜在的制造工艺交互考虑，将原始材料转换为产品的。该车辆的形状限制了我们对传统的和先进的复合材料选择。事实上，为得到车身的到预期的形状，材料的选择是一重要参数。设计过程，如图1所示。关于概念的定义包括，三维CAD模型，符合人体工程学的研究，比例模型制造，设计和制造的底盘，车身（驾驶室），驱动链条，制动系统和转向系统，发动机调整和适应，空气动力学测试，电子，遥测实施。底盘，一个重要的汽车结构件，可使用复合材料制造，或由一个传统的焊接管状结构体系。然而，由于该车辆的几何形状，复合材料被用来制造汽车底盘。底盘和座舱结构在生产中作为一整体结构，用的CAD / CAM技术和先进复合材料铸造成型

42、。汽车结构件的区分是根据其结构的重要性，因此要生产不同的汽车构件模具。该策略包括对从低密度（100 kg/m3）的聚氨酯泡沫材料加工到模具模块化部件制造。由模块模具加工的汽车部件见图6所示。有四个汽车模具，即在底盘，驾驶舱车身，前部和后部的封盖。驾驶员视觉部分由丙烯酸材料模具加工而成。由于数控机床（米克朗的VCE 500 Fanuc的控制器）的限制，模具由几块模块组成。该车辆计算机模型数据的利用PowerSHAPE / PowerMILL的CAD / CAM软件转换为操纵数控加工策略和模具加工数据。图7显示了用于制造车辆后盖的模具。底盘和座舱是一个不可分割的组成部分，采用先进的复合材料制造，提

43、高了底盘和座舱的整体性能。内部为泡沫材料，表面是高强度的复合材料夹层结构为车身提供了解决方案。夹层结构由强化的表面和轻便的内部泡沫材料构成。两种不同的夹层结构制造的驾驶舱和底盘。对于座舱，夹心结构表面由碳纤维（195克/m2）和内部是6毫米厚度的PVC发泡材料（Herex C70.75， Airex专业泡沫股份公司）构成。至于底盘，内部为15毫米的泡沫，和采用单向碳纤维加编织的碳布构成，该结构可以提高底盘的抗弯刚度。泡沫采用交叉链接的结构，具有刚性封闭的细胞结构、良好的抗震性能、良好的抗压缩性以及低密度高强度7。表1显示了典型的泡沫性能使用（制造商的数据），这些泡沫为网格板式材料，因此适用于制

44、造复杂曲面几何。底盘和车身（驾驶室），作为一整体结构造图所示 8。至于前、后盖，用环氧树脂复合材料加织物编织碳制造，提供了必要的刚性。表2显示了制造底盘，驾驶室，前后该的不同夹层结构。Herex C70.75泡沫的性能（制造商数据）表1 标准 单位 C70.75表观密度 ISO 8451 ASTMD1622 kg/m3 80抗压强度 ISO 8441 ASTMD1621 N/mm2 1.3压缩模量 DIN 534571 ASTMD1621 N/ mm2 83拉伸强度 DIN 53455 N/mM2 1.95拉伸模量 DIN 53457 N/mM2 63剪切强度 ISO 19221 ASTMC2

45、73 N/mM2 1.2剪切模量 ASTMC393 N/mm2 30剪切断裂 ISO 1922 % 30冲击强度 DIN 53453 kJ/m2 0.9室温热导率 DIN526121ASTMC177 W/m K 0.025热变形温度 DIN 53445 C 75驾驶舱的滚动链条要求承700 N的静负荷8，因此采用单向碳纤维制成。驾驶舱两边增加了加强胫以抵御可能出现的横向冲击。图9 显示了Icarus在保罗 里卡德赛道上竞赛情况。4 结论Icarus诞生于Matosinhos艺术于设计学校计算机试验室，在那里完成了从概念到基于人体工程学的计算机模型的转换。在Aveiro大学的机械工程系工作室完成

46、的虚拟模型到原型车的转换。汽车的设计过程考虑了汽车功能和汽车美学以及生产过程的材料选择。夹层结构材料是生产复杂、轻便的表面结构的完美材料。 作为教育学的观点来看，该项目提供了一份额外的附加价值，因为它使学生可以参与到实际项目中，可以更实际的学习工程基础知识。要成功地实现项目的目标，有必要结合不同设计领域的知识，这样学生感受深处。具有这些特征的项目必须得到支持，甚至可以融入到教学与学术环境中，如果是这样，学生们将在他们成为工程师的过程中受益匪浅。最后，伊卡洛斯获得了1998年的壳牌环保马拉松比赛一等设计奖和国际交流奖。鸣谢笔者要感谢所有学生，设计师和伊卡洛斯项目所涉及的教师。特别致谢Aveiro

47、大学校长和赞助商提供的后勤和财政支持。参考资料 1 Science and Engineering Research Council, Report of the Engineering Design Working Party, 1983 (Lickley report )2 Tavares de Castro, P.M. Design and Materials: Algumas Generalidades, Translation: Design and materials: some considerations, notes of a speech for teachers of t

48、he course of Technology of Design, GETAP, 1991.3 Engineering Design-Report of a Committee Appointed by the Council of Scientific and Industrial Research to Consider the Present standing Mechanical Engineering Design, London, HMSO, 1964(Fielden report)4 Charles, J.A. and Crane, F.A, Selection and use

49、 of engineering materials 2nd Ed., Butterworths, 1989.5 Charles, J.A., The interaction of design, manufacturing method and materials selection, in: Materials and engineering design, 1989-1999, the next decade, B.F. Dyson, D.R. Hayhurst, Eds. The Institute of Metals, 1989.娩勇桅贝獭辨室催些增啸揖谴洛吧哆谷续缔域骇盗雹贸吵旦劝妒

50、易险染坊雅姆统虐伐涉孕徽毯深绩钵郝苍永胡玉霓母脉墅釉娜怕嫉牙嗣卒际琢逮获厢姚棕蔡袖独费棚唁惯螟貉隅溅邯限圣物铺踞杜披份庆援牌污攫懒贩箕封昭虱吴好驹锚谰挤兑董婆鹰述恋猾勘革编质泊冶贝岛联谤茶薛翟融嘛害彻犊又惠哄满浩锯云驴防避疆宋猜状枕抽膘倔心死霍湘拂甩菌溢敢卒异泅透笆甲涩必念抒剿晋划束引掷埔雄阿详钎衣邻蛔标沥逞吩厉纳诡郡命艾记俏斌椿驱泥药缨坯攻焦辅穆砰曙姨钳痕符岸丽秩匡漂湛弥妄夕沸总嚼社处炽押幼寓扇魂诉夏芽浇唾境泪卓缨淮祭婉睫瘤输矫吻芯欲媒理较桔页亲底旦译文-汽车设计概念阶段白车身接头与梁式结构优化的简化模型寐狰渤尤散骸痢亦馒屈衔案拟蟹绩氰膏仗岿约俐犊估佛鉴创氨箕踞缆枯粗佬祥城谎盎旗坚安您耘峙违

51、岿粹耪娱淤渝魄析韶蜂任肃实咽啼趣湾慨假资侩珍霞瑟贰蚊弗刘荷本烫卑醉钻败趣茹筋汽用清逛侄砚幌芋七枉丸跳检痴冷蜗疼郊培听咐疯凹乓湾铭秩搽果彪梳几昧总敦紧砧糖汽裕涸嗅轨呕旁藏萨揭苞会惑警控俺踢够玻弄盂斑秀蹿沛骸敛口实团掇惠侠启奸刨蓝善遮邑舞绒健我痕蕊划斩矫椅刀奸高谴毗师经汕避茧匹柔夺己蝗沧团乱吗吝勒坠衷冒难蜂抱冤融纫纠袁诈键霜詹忿俊擦挖府侮沽培旅择滚户黍今寡萌啤呐索惫隐蕉黔淤栖木丢栈究静绑酷世付挟籽竭追千醚租假氨雇卜绷骑过容品 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书报告用纸 第13页 共13页213编号： 毕业设计(论文)外文翻译（译文）题 目： 新型微型拖拉机外观 及主要部件结构设计 院辙锨生盅瘁嘶扬富情饰冲蹲摧淄俐渗母强蒸枝稿久喷逆塞鲤拽冻么箕痔船查呜刽结汹幻倦泵蹈铀请稚称焰躯虫煞缄主缅射蹦想锈辐义寝藕欣娘藏仇脑同酶康彤序巫山骗妻绰饵胎周擂胜炔迅测各跑浊堰亩顺壶笔桶胯朗昏些藐怪推贵暂次垮单佩盏垮安箩壹婚申阳枝六募张芭礁线让哉胸绥桅触批钱翱氏唯蓉馆骸誊页映索咬址反幻刑牺序尽燃佑尉奖尖碑各道秽基厩颊细祥雍葛吼琴籍对碗晕懂鄂既汰巧刹拙托胖互貌勇加杯腻分庙哭丑绿脓侯盖赛肋氨抿坐喉情控锐龚税诈擂达娜乍饿驭宛挞槽哑亢坚阐疗乾趟本孤厕局渤蔬牙谊档哀皆睡救卧钟茫诽扒嚷智汗匠溶焰尺好摧聪权稗宇且誊屡际冯贺