汽车造型设计研究分析_图文

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汽车造型设计研究分析摘要：自汽车诞生之日起，它的造型就一直在变化，汽车与优美的设计结合在一起就是一件艺术品，好的艺术品会很容易被人们接受、喜欢。人们对汽车的了解，首先就是从它的外型开始，外型的成功设计与否，直接关系到这款车子甚至制造商的命运。好的造型设计也就像一个优秀的艺术品，在全球各大汽车企业中，汽车造型设计工作都是至关重要的。关键词：汽车、造型设计、造型变化AutomobilemodelingdesignresearchanalysisLearning(departmentofautomotiveengineering,schoolofhubeiautomobileindustryofhubeishiyan,442002).Abstract:Sincetheemergenceofthecar,themodellingofithasbeenchange,cartogetherwiththebeautifuldesignisaworkofart,fineartwillbeeasilyacceptedbypeople,like.Peopleunderstandingofthecar,thefirstisfromitsappearance,thesuccessoftheexteriordesignornot,isdirectlyrelatedtothecarandeventhefateofthemanufacturers.Gooddesignalsolikeanexcellentworkofart,intheworld'sbiggestcarcompanies,automobilemodelingdesignworkiscritical.Keywords:automobile,modellingdesign,modelchange1、引言汽车现在是人类使用最多的代步工具，虽然车辆出现的很早，但是现代汽车是从十九世纪八十年代才开始的，它是由德国工程师卡尔*本茨发明的，在这汽车发展了不到一百五十年，可是它的性能以及外观已经发生了翻天覆地的变化。汽车的造型经历了马车形汽车、箱形汽车、甲壳虫形汽车、船形汽车、鱼形汽车、T形汽车、复合形汽车和走向多元化七个阶段。2、汽车造型的发展史：马车形汽车我国古代早有“轿车”一词，是指用骡马拉的轿子。当西方汽车大量进入中国时，正是封闭式方形汽车在西方流行之时。那时汽车的形状与我国古代的“轿车”相似，并与“轿车”一样让人感到荣耀。于是，人们就将当时的汽车称为轿车。最早出现的汽车，其车身造型基本上沿用了马车的形式。 箱型汽车箱型车投入使用是建立在巴德制造工艺与流水线结合的基础上，以福特T型车为主，1915～1930年代，箱型车一直都唱主角。 1915年，福特T型车首次将简陋的帆布篷换成木制框架的箱型车身，宣布了车身外形设计的开端。满足了遮风挡雨的基本功能，随着汽车从富人的玩具变成了平民运输代步的工具，乘客舱的后面加设了行李舱，形成了箱型车方方正正的造型。甲壳虫型汽车 1934年，流体力学研究中心的雷依教授，采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力，这是具有历史意义的试验。1934年，美国的克莱斯勒公司首先采用了流线形的车身外形设计。1937年，德国设计天才费尔南德·保时捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。从20世纪30年代流线形汽车开始普及到40年代末的20年间，是甲壳虫形汽车的“黄金时代”。船型汽车船型车是吸取甲虫型后排舒适性与横风稳定性两方面教训，重新挖掘箱型车的布局优点而问世的。如1953年克莱斯勒New Yorker、1949年福特V8等，由于启动性能、舒适性与布局合理性等综合性能最优，经久不衰，至今仍然是汽车设计的蓝本。五十年代是船型车盛行的年代，那时的汽车宽敞、华丽，但耗油多，功能也不尽完善。 船型汽车主要特征是乘客舱、发动机舱和行李舱明显分三段，称“三厢式”，船型车外表简洁，为各种巴洛克风格的装饰件提供了尽隋发挥的舞台。由凯迪拉克首先推出的所谓飞行梦幻风格，灵感来自飞机、火箭等飞行器。[1]鱼形汽车船型汽车尾部过分向后伸出形成阶梯状.在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部象鱼的脊背,所以这类车称为“鱼型汽车”。最初的鱼型车是美国1952年生产的别克牌小客车。1964年美国的克莱斯勒顺风牌和1965年的福特野马牌都采用了鱼型造型。 T型汽车楔形是汽车界追求速度的高潮，无论功能还是造型，楔形都是完美的，既适于高速安全行驶，又富于动感和冲劲。其主要特征是前低后高，头尖如楔。不少车型为了追求动感，在车头作楔形效果，为后来的现代复合型汽车提供了基础。 1960年代是楔型汽车的天下，消费社会具有“年轻化”特色。当时福特公司项目主管艾柯卡看准了这个潜力巨大的市场，极力推动野马项目的实施，1962年，福特开始研发了野马的第一辆概念车——野马I型车，取名自在二战中富有传奇色彩的北美P57型野马战斗机。复合型汽车随着时代的发展，人们对汽车的要求越来越多元化，应运而生的便是复合型汽车。 1965年，拉尔夫·那达在《任何速度都不安全》中指出那些巨大的美国轿车：“ 虽然装饰华贵，但不安全又浪费能源，完全没有存在的必要”。预示了一个更加理性的时代的来临。现在我们能看到的汽车造型也大多饱满圆润，个别地方如腰线部分加入棱线，而前后灯等多位异形灯，不规则多变型，软中带硬。我们看到一个注重线条与面的时代正悄然而至。3、影响汽车造型设计主要因素回顾整个汽车大工业时期，汽车造型具有的典型的文化特征，即汽车的造型美感确实是“超功利性”的，而这种“超功利性”必须建立在其“功利性”上，必须满足技术实现与实用功能实现的大前提。功利性与超功利性缺一不可，而人对超功利性美感的追求是一直不懈的终极追求，这是汽车造型发展及引发下一场设计革命的根本内因之一。汽车造型大师乔治亚罗说：“造型设计决定了一款车的命运，这并不是危言耸听的。”汽车的外观造型不仅仅是车本身的功能的一种体现，更多的体现了一种艺术，一种文化、一种阶层，乃至一种时尚。[2]当今，轿车本身造型的主要发展趋势有以下几个方面：1、强调人与自然的和谐共存，在造型中无不突出环保意识，追求外形符合空气动力学的要求，降低油耗。2、从主动及被动安全技术出发，强化防碰撞、防伤害行人的局部结构及细节的设计。3、外形要适应道路拥挤、停车场缺乏的都市交通状况。4、增大车厢内部可利用空间，提高乘坐的舒适性、多功能性，满足时代要求及个性需求。现在汽车的发展为了追求环保，安全性，还不能降低动力性的情况下。就严峻的考验着现代优秀设计工程师的水平，从目前已有的汽车外部造型设计来看：主要有仿生学、空气动力学。 空气动力学发展的四个阶段：包括基本形状的化造型阶段；流线型化造型阶段；车身细部优化阶段；汽车造型的整体优化阶段。整体优化的原则是首先确定一个符合总布置要求的低阻形体，与其发展成实体汽车的每一设计步骤中，都应严格保守形体光顺性，使气流不从汽车表面分离。汽车造型设计的规律（1）车头设计根据理想的气动造型原型，车头设计成扁平流线型最佳，但事实上并不符合实际功能的需要。在满足各方面要求的情况下应尽可能地接近流线型状，并获得最小的车头正面投影面积，这样就能获得较好的空气动力学效果。（2）发动机罩与挡风玻璃设计[2]汽车发动机罩和挡风玻璃也是产生风阻的主要部件，它们的空气动力学特性与机罩和挡风玻璃的夹角、挡风玻璃自身三维造型、发动机自身三维造型有关。在风洞实验中发现，夹角越小，空气动力学效果就越好。但是太小的夹角不利于车内空间的设计，因此就必须找一个最佳的夹角值，根据研究结果得到夹角在30°左右时为最佳。低于这个值空气动力学并不会明显提升。我们也可以从降低发动机罩的前端，来调整挡风玻璃与发动机的夹角值。（3）车顶的造型 设定成一定的上鼓面曲面，有利于气流的顺利流过，从而降低风阻系数，功能上也利于车内人员的顶部空间，但这也会带来汽车正投影面增加，使得风阻变大。应该综合这两方面来确定最佳气动外形。为改善空气动力学性能，可将车顶尾部设计成鸭尾式外形。这样沿车顶流动的空气遇到了鸭尾则改变了方向，避免了尾涡的产生，同时还会产生向下的力，增加稳定性。（4）汽车后窗与后备箱的设计众所周知，三厢车在我国消费市场比较受欢迎，但从空气动力学角度分析，后备箱是气动性能最差区域。三厢车气流在车顶后延提前发生气流分离，使得尾涡区域增大。实际设计时可以考虑减小后窗与水平懂得夹角，提高后备箱的高度，从而减小尾涡区域，达到降低风阻的目的。（5）车身侧面设计由于车身侧面弯曲，会使正投影面增大，所以不能盲目追求车身侧面外形的弯曲。（6）车尾扰流板扰流板的作用主要是为了减少汽车尾部的气动升力，如果车尾的气动升力比车头大，那么就容易导致后轮的着地性能下降、高速稳定性也差，还会造成汽车前轮的磨损速度。我们利用扰流板的倾斜度，可以通过气流运动产生向下的压力。但是扰流板是车身凸出的设计，因而也产生风阻，因此扰流板也不是随便加的。4、结论如若要成功的设计最佳的一款造型，应该是将机械工程学、人机工程学、空气动力学和美学全面恰当地糅合在一起，并有独特的造型。确定高速、安全、舒适的汽车外形，最重要的减小气动阻力和升力的影响，即空气动力学的问题。机械工程学和人机工程学的因素虽然既限定了汽车外形设计的边界，但是空气动力学的要求也同时也为汽车外形的多样化打开了一扇门。未来汽车造型发展，为了面对激烈的市场竞争，在满足空气动力学的车身造型更更注重视觉效果，显现出艺术文化、多样化和个性化的发展。一辆造型完美的的汽车应运而生，浪漫奔放、古典含蓄、粗狂豪放，最大满足不同年龄、不同层次的购车族要求。可以预见未来的汽车造型将更为平滑、流畅，富有个性，同时将朝着更简洁、方便和快速的方向发展。参考文献[1]、郭秀荣.《汽车造型设计》.出版社：机械工业出版社出版时间.2013-1-1[2]、姜斌李轶南《汽车造型设计》.出版社：湖南大学出版社.2012-4-1