時(shí)間：2023-03-20 16:22:54
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關(guān)鍵詞：汽車車身；汽車安全；汽車動(dòng)力
汽車工業(yè)飛速發(fā)展，越來越多的人對(duì)汽車的追求不僅僅停留在速度方面了，對(duì)外觀的要求也越來越高。汽車車身技術(shù)是汽車制造的重要組成部分。車身造型設(shè)計(jì)是將科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合的工作。在科學(xué)方面包括了流體學(xué)，人機(jī)工程等學(xué)科。本次困論文主要介紹車身造型對(duì)安全和動(dòng)力的影響。
緒論
1.汽車的誕生加速了人類文明的進(jìn)程，汽車是現(xiàn)代科技的重要載體之一，是衡量一個(gè)國際科技水平和經(jīng)濟(jì)水平重要的指標(biāo)之一。汽車車身是汽車的四大組成部分之一，也是我們了解汽車的第一步?，F(xiàn)在的汽車領(lǐng)域更新?lián)Q代速度越來越快，汽車換代又在很大程度上是車身的更新。車聲設(shè)計(jì)不僅僅是美學(xué)，同樣包括了空氣動(dòng)力學(xué)、環(huán)境學(xué)、材料和化工等眾多學(xué)科。隨著人類生活水平的提高和科技的發(fā)展，汽車車身設(shè)計(jì)朝著虛擬化、個(gè)性化、人性化和綠色安全方向發(fā)展。
2.國外汽車行業(yè)起步早，水平高。在國外車身設(shè)計(jì)是被極為重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。車身是保護(hù)乘客重要的部分?？茖W(xué)的設(shè)計(jì)可以極大地提高安全性能。汽車行業(yè)在經(jīng)歷了馬車型、箱型汽車后步入了流線型汽車時(shí)代。隨著空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，人們了解到車速的提升不僅僅是增加動(dòng)力這么簡單。流線型車身將空氣阻力因素從0.5降到了0.3以下，這意味著能節(jié)省14%的燃油，空氣阻力每降低百分之十燃油節(jié)省百分之七左右。然而車身的設(shè)計(jì)師減小空氣阻力因素的重要手段。石油危機(jī)爆發(fā)以來，油耗成了普通百姓選擇車輛的一個(gè)重要參考數(shù)據(jù)，為了達(dá)到節(jié)油減排的目的，汽車生產(chǎn)商基本都是采用減小整車質(zhì)量來達(dá)到目的，這樣一來輕質(zhì)合金材料和復(fù)合材料在優(yōu)化車身方面將得到極大應(yīng)用。寶馬高端轎車正在大量采用碳纖維材料，來減輕整車質(zhì)量和提高車身硬度。
3.汽車車身設(shè)計(jì)對(duì)安全也有極大影響，這是影響現(xiàn)代人買車的重要參考數(shù)據(jù)之一。IIHS在安全性報(bào)告中的數(shù)據(jù)表明，其2011年進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以上牌行駛1-3年的乘用車為樣本統(tǒng)計(jì)，大型車平均每100萬臺(tái)車中發(fā)生嚴(yán)重事故造成的死亡人數(shù)為24人，而同樣本中的微型車和小型車的死亡人數(shù)則為65人。同時(shí)IIHS也給出了2000年時(shí)候的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)，車輛安全性帶來的好處是非常明顯的，無論是大型車還是小型微型車，相比十年前發(fā)生事故的死亡率明顯降低，但是尺寸不同車輛之間的死亡率依舊有明顯的差異。此外，IIHS以及E-NCAP的碰撞測(cè)試數(shù)據(jù)也可以看出，大型車普遍碰撞表現(xiàn)更好，而小型車則相對(duì)較差，在引入小面積重疊碰撞試驗(yàn)甚至很多時(shí)候小型、微型車的得分實(shí)在慘不忍睹，這也是我們可以從公開數(shù)據(jù)中看到的。這樣看來車身的大小會(huì)對(duì)安全有極大影響。車身不管厚薄只要滿足工藝和性能要求的前提下，車身越輕越好，即可以降低油耗還可以減少成本。如某系車的前翼子板也是采用非金屬材料，但性能標(biāo)準(zhǔn)即能達(dá)到使用要求又降低成本。汽車發(fā)展至今最大的問題不是汽車越重越安全，而是汽車重量既輕又安全。汽車加重100KG很簡單，但是要減少100KG所依靠的就是汽車精尖制造工藝和技術(shù)，不過不管是車子的厚度還是大小對(duì)車輛安全的影響都不是最大的，最大的還要算是車身所用材料。以前的高強(qiáng)度鋼板，拉延強(qiáng)度雖高于低碳鋼板，但是延伸率只有后者的50%，所以只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件?，F(xiàn)在的高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當(dāng)?shù)奈⒘吭?，?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)420N/mm2，是普通低碳鋼板的2～3倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。含磷高強(qiáng)度冷軋鋼板：含磷高強(qiáng)度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點(diǎn)為：具有較高強(qiáng)度，比普通冷軋鋼板高15%～25%；良好的強(qiáng)度和塑性平衡，即隨著強(qiáng)度的增加，伸長率和應(yīng)變硬化指數(shù)下降甚微；具有良好的耐腐蝕性，比普通冷軋鋼板提高20%；具有良好的點(diǎn)焊性能；與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度小（2.7g/cm3）、比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(jié)構(gòu)，使其總質(zhì)量減少了135kg，比傳統(tǒng)鋼材料車身減輕了43%，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個(gè)減至29個(gè)，車身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。又因?yàn)樗械匿X合金都可以回收再生利用。當(dāng)然還有比之更好的還有纖維材料。高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料（CFRP），因其質(zhì)量小，而且具有高強(qiáng)度、高剛性，有良好的耐蠕變與耐腐蝕性，因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用，美國開展的最好。
4.通過這篇論文，我們可以知道車身對(duì)安全和動(dòng)力方面的些許影響，也能了解些許關(guān)于車身設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。了解到車身不僅僅是一堆鋼材，更是藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)晶
參考文獻(xiàn)：
[1]吳亞良著，《現(xiàn)代轎車車身設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999年3月
[2]郭竹亭主編《轎車車身設(shè)計(jì)》，吉林科學(xué)技術(shù)出版社2000年10月第一版
(1)汽車標(biāo)志的概念。
“標(biāo)志”也叫“標(biāo)識(shí)”，它具有溝通交流和傳遞信息的作用，而且比語言和文字的表達(dá)作用更加直接、有力，所以標(biāo)識(shí)被廣泛應(yīng)用。車標(biāo)也是商標(biāo)，是樹立汽車品牌形象的核心部分。車標(biāo)一般都是由文字符號(hào)、圖形和不同的色彩組合而成，這其中賦予了車標(biāo)豐富的企業(yè)文化內(nèi)涵和設(shè)計(jì)理念，它體現(xiàn)的是整個(gè)汽車企業(yè)的品牌形象。每一個(gè)車標(biāo)都是一代傳奇，一種身份，它體現(xiàn)著企業(yè)的競(jìng)爭力，是歷史的見證。
(2)汽車標(biāo)志的起源。
自19世紀(jì)末汽車被發(fā)明以來，未過多久汽車標(biāo)志就隨之而誕生了。確切來說，汽車標(biāo)志的誕生是在1889年，是由法國人路易斯開創(chuàng)的。由于有標(biāo)志的汽車銷售量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過沒有標(biāo)志的汽車，所以在以后的時(shí)間里，車標(biāo)便迅速被開發(fā)了出來。到現(xiàn)在車標(biāo)已經(jīng)成為人們識(shí)別汽車種類最為重要的載體之一，它已經(jīng)與汽車品牌緊密融合。車標(biāo)隨著歷史的發(fā)展和科技的進(jìn)步也在不斷地改進(jìn)和更新，以滿足人們不斷提升的審美需求。
2汽車標(biāo)志設(shè)計(jì)理念
(1)車標(biāo)設(shè)計(jì)的美學(xué)要求。
美學(xué)是一種科學(xué)，它主要在于探索自然界、人類社會(huì)和藝術(shù)領(lǐng)域的一般規(guī)律。汽車標(biāo)志是人類發(fā)明創(chuàng)造的，那么它就要符合人類的審美規(guī)范并具有實(shí)用性。車標(biāo)通過自身鮮明而形象化的外在特征，可以向人們傳遞出很多有價(jià)值的信息。一個(gè)好的車標(biāo)可以讓人們?cè)谛蕾p過程中感受到它獨(dú)特的氣息和豐富的內(nèi)涵，讓人們意識(shí)到那不單單是品牌的宣揚(yáng)，更是一種高品位的審美享受。
(2)車標(biāo)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
汽車標(biāo)志并不是被用來高高在上地捧著的，它必須參與到塑造自身汽車品牌形象的過程中來，因此汽車標(biāo)志在設(shè)計(jì)過程中要具備實(shí)用性、形象性、清晰性和意象性。實(shí)用性是指車標(biāo)的的識(shí)別和傳遞信息的功能，消費(fèi)者對(duì)汽車的印象好壞跟標(biāo)志的實(shí)用性有很大的關(guān)系。絕大部分進(jìn)口高檔車在中國市場(chǎng)上都很火，唯獨(dú)一款車銷售不理想，那就是大眾公司的輝騰，就是因?yàn)榇蟊姌?biāo)識(shí)的不實(shí)用性;形象性就是人們的視覺印象;意象性就是內(nèi)涵、內(nèi)在美;清晰性就是要求標(biāo)志有簡潔的設(shè)計(jì)效果。
(3)汽車標(biāo)志設(shè)計(jì)中最重要兩點(diǎn)。
汽車標(biāo)志的審美要與自身品牌文化內(nèi)涵相結(jié)合。車標(biāo)是汽車制造企業(yè)打造品牌文化的核心內(nèi)容之一，所以車標(biāo)一定要體現(xiàn)企業(yè)的文化內(nèi)涵。眾所周知，寶馬汽車無論是在操控性能還是在制造工藝方面都不及奔馳汽車，但是寶馬汽車在消費(fèi)者心目中的地位幾乎等同于奔馳汽車，原因何在?就是因?yàn)閷汃R公司擅于宣傳和塑造自身的品牌文化，讓自身的文化深深扎根于人們的心中。汽車標(biāo)志的審美要與實(shí)用功能特點(diǎn)相結(jié)合。這就要求設(shè)計(jì)者既要注重識(shí)別性，又要注意差異性。目前在中國市場(chǎng)上，自主研發(fā)設(shè)計(jì)且質(zhì)量優(yōu)秀的汽車標(biāo)志少之又少，很多設(shè)計(jì)都存在模仿和盜版現(xiàn)象，這種現(xiàn)象十分不利于塑造自主品牌汽車的企業(yè)形象，更沒有什么品牌價(jià)值可言。例如，榮威的汽車標(biāo)志有點(diǎn)模仿標(biāo)致公司汽標(biāo)的嫌疑。與此同時(shí)汽車標(biāo)志設(shè)計(jì)要區(qū)別于其他汽車品牌，就拿本田和現(xiàn)代兩個(gè)汽車標(biāo)致來說，都以“H”字母為主元素，相似度很高，對(duì)一般人而言，這兩個(gè)車標(biāo)很像同一個(gè)．。
3汽車標(biāo)志設(shè)計(jì)的原則
汽車標(biāo)志本身就是一個(gè)傳播媒介、傳播符號(hào)，它的任務(wù)是把汽車企業(yè)的設(shè)計(jì)理念和文化內(nèi)涵有效地傳達(dá)給消費(fèi)者。因此車標(biāo)的外在設(shè)計(jì)一定要簡潔、大方、有氣質(zhì)，要給人們留下良好的第一印象。
(1)選定汽車標(biāo)志的設(shè)計(jì)方向。
按照專業(yè)劃分汽車標(biāo)志設(shè)計(jì)可分為文字型、幾何型、具象型以及綜合型等等。文字型的汽車標(biāo)志主要考慮的是文字符號(hào)、英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字等為主要設(shè)計(jì)元素，如國產(chǎn)比亞迪的車標(biāo)、本田、現(xiàn)代等;幾何型主要是以抽象圖形為主要設(shè)計(jì)元素，如凱迪拉克的標(biāo)志;具象型則主要以動(dòng)植物為主要設(shè)計(jì)元素，如法拉利車標(biāo)、蘭博基尼車標(biāo)等等;當(dāng)然還有很多綜合型的車標(biāo)，它們把很多元素融合在了一起。因此，在設(shè)計(jì)汽車標(biāo)志的時(shí)候要首先明確大的設(shè)計(jì)方向。
(2)車標(biāo)設(shè)計(jì)要有獨(dú)特的創(chuàng)意性。
每一個(gè)汽車標(biāo)志都包含著企業(yè)和設(shè)計(jì)者的情感，一個(gè)優(yōu)質(zhì)的車標(biāo)甚至就是他們的信仰所在，精美別致、新穎獨(dú)特的車標(biāo)是設(shè)計(jì)的精髓和核心。別具一格的車標(biāo)設(shè)計(jì)不僅能反映出一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新力，更能間接地反映出整個(gè)企業(yè)的創(chuàng)新力和凝聚力。因此，別具一格的設(shè)計(jì)更能吸引人的眼球。創(chuàng)意是一個(gè)企業(yè)的靈魂，沒有創(chuàng)意的企業(yè)最終都會(huì)被時(shí)代所淘汰。面對(duì)競(jìng)爭越來越激烈的市場(chǎng)環(huán)境，當(dāng)今所有的汽車公司都已開始從戰(zhàn)略的高度來設(shè)計(jì)和應(yīng)用汽車標(biāo)志，已達(dá)到鞏固或提升自身品牌形象的目的。
(3)設(shè)計(jì)要簡潔大方并體現(xiàn)企業(yè)文化內(nèi)涵。
在大眾人群中，很少有人去細(xì)細(xì)品味一個(gè)復(fù)雜難懂的車標(biāo)，越是簡潔明了越能深入人們的內(nèi)心。比如梅賽德斯公司的三叉戟標(biāo)志，雪弗蘭的金領(lǐng)結(jié)標(biāo)志，豐田的“T”字形標(biāo)志，法拉利的“跳馬”標(biāo)志等，這些標(biāo)志都讓人一目了然，且讓人們銘記于心。奔馳標(biāo)志的三叉星代表了公司要征服陸地、海洋和天空的偉大構(gòu)想;雪佛蘭的金領(lǐng)結(jié)標(biāo)志象征了大方、氣派和風(fēng)度;豐田的標(biāo)志由兩個(gè)橢圓組成一個(gè)“T”字型，而“T”字占據(jù)了大半個(gè)最的橢圓，反映出豐田公司想把自己的技術(shù)和產(chǎn)品推向世界的愿望。
4標(biāo)志設(shè)計(jì)的色彩效果
色彩是汽車標(biāo)志的重要組成部分，好的色彩效果可以直接提升啟齒標(biāo)志的質(zhì)感。實(shí)踐證明人們對(duì)色彩是很敏感的，色彩能比圖形更快地進(jìn)入人們的視野，因此運(yùn)用好色彩會(huì)給設(shè)計(jì)者帶來巨大的收益。色彩的內(nèi)涵非常豐富，可以表達(dá)多種含義，這是其他手段無法替代的。紅色象征著激情，黃色象征尊貴、溫暖，綠色象征自然和諧、青春活力，藍(lán)色象征深沉、嚴(yán)謹(jǐn)。寶馬的車標(biāo)藍(lán)白相間，藍(lán)色代表天空，白色代表天空;法拉利車標(biāo)中的黃色與金絲雀羽毛想同，代表尊貴;布加迪的車標(biāo)中以紅色填充，充滿了狂野與激情?？偟膩碚f，選擇合適的色彩填充車標(biāo)是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
5結(jié)語
筆者對(duì)汽車造型設(shè)計(jì)人才的職業(yè)能力的研究，從汽車行業(yè)近十年來造型設(shè)計(jì)職業(yè)崗位的發(fā)展入手，對(duì)“企業(yè)—部門—崗位—工作內(nèi)容”的層次進(jìn)行細(xì)分，總結(jié)出汽車造型設(shè)計(jì)人才的具體職業(yè)崗位的具體工作內(nèi)容。文章中的汽車行業(yè)人才需求信息主要從三個(gè)渠道獲得：一是對(duì)合資、國企、民營、私企以及汽車設(shè)計(jì)服務(wù)等不同類別企業(yè)的調(diào)查；二是歷年來高校招聘和社會(huì)招聘的需求信息；三是網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)對(duì)國際上汽車企業(yè)機(jī)構(gòu)構(gòu)成和人員配備的介紹。
其一，汽車行業(yè)造型設(shè)計(jì)人才的需求企業(yè)。隨著汽車保有量的迅速增長，市場(chǎng)對(duì)汽車個(gè)性化產(chǎn)品和服務(wù)的需求，為整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，整車企業(yè)、設(shè)計(jì)研發(fā)企業(yè)、零部件制造企業(yè)，甚至汽車資訊企業(yè)都需要造型設(shè)計(jì)人員的參與。筆者通過調(diào)查了解到，以下類型企業(yè)需要聘用汽車造型設(shè)計(jì)人才：汽車整車開發(fā)及生產(chǎn)、汽車零部件開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)、汽車設(shè)計(jì)服務(wù)企業(yè)、汽車銷售企業(yè)等。
其二，汽車行業(yè)造型設(shè)計(jì)人才的需求崗位和工作內(nèi)容。在所有企業(yè)中，汽車整車企業(yè)的設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)節(jié)最完整，因此文章以整車企業(yè)為研究對(duì)象，分析其部門設(shè)置和人員分布。雖然各個(gè)汽車企業(yè)的造型部門在結(jié)構(gòu)和組織上有一定的差別，但其對(duì)產(chǎn)品策劃和工程開發(fā)所起到的作用是相同的。文章提出了一個(gè)虛擬的具有普遍意義的汽車造型設(shè)計(jì)部門的基本構(gòu)架和人員組織。零部件開發(fā)企業(yè)的造型設(shè)計(jì)人員，承擔(dān)了與整車企業(yè)造型創(chuàng)意部門人員類似的職責(zé)，兩者在人才能力需求上比較相似。下面將對(duì)不同類型企業(yè)的造型設(shè)計(jì)具體崗位的工作內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)：整車開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)、汽車設(shè)計(jì)服務(wù)企業(yè)與設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：
一是汽車產(chǎn)品策劃部門，崗位：汽車產(chǎn)品開發(fā)前期研究及開發(fā)策劃人員（偏向造型策劃）。工作內(nèi)容：包括汽車品市場(chǎng)需求調(diào)研、流行趨勢(shì)調(diào)研、競(jìng)爭品牌及車型調(diào)研、品牌前瞻性的研究、市場(chǎng)定位、產(chǎn)品概念的提出等，并具備與設(shè)計(jì)管理和造型設(shè)計(jì)以及技術(shù)部門的溝通能力。二是設(shè)計(jì)管理部門，崗位：設(shè)計(jì)管理人員。工作內(nèi)容：負(fù)責(zé)汽車造型設(shè)計(jì)統(tǒng)籌管理、時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制、情報(bào)管理以及設(shè)計(jì)人員人事、設(shè)備及物品的管理，并與相關(guān)部門進(jìn)行溝通。三是造型創(chuàng)意部門，崗位：車身造型設(shè)計(jì)師、汽車內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：理解汽車產(chǎn)品定位，以草圖和效果圖的形式，分別負(fù)責(zé)車身或內(nèi)飾設(shè)計(jì)項(xiàng)目的造型創(chuàng)意，并與油泥模型師和數(shù)字模型師進(jìn)行一定程度的溝通，在設(shè)計(jì)時(shí)須考慮空氣動(dòng)力學(xué)和人機(jī)工程學(xué)等問題，并與相關(guān)部門進(jìn)行溝通。四是色彩紋理設(shè)計(jì)部門，崗位：色彩紋理設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：應(yīng)具有獨(dú)立的色彩紋理創(chuàng)意的能力，明確產(chǎn)品的整體思路，具有對(duì)材質(zhì)、花紋、色卡的管理能力，以及與其他部門的溝通能力。五是數(shù)字模型部門，崗位：Casc表面制作設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：對(duì)工程和造型創(chuàng)意有深刻的認(rèn)識(shí)，通過正向C面三維建模，準(zhǔn)確地表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并與相關(guān)部門進(jìn)行溝通。A-CLASS表面制作設(shè)計(jì)師，工作內(nèi)容：通過逆向A面三維建模，實(shí)現(xiàn)模具基礎(chǔ)，并與相關(guān)部門進(jìn)行溝通。六是實(shí)體模型部門，崗位：油泥模型師。工作內(nèi)容：透徹地理解造型設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)創(chuàng)意，具有強(qiáng)大的三維模型塑造能力，并向數(shù)字模型師傳達(dá)分面方式。七是設(shè)計(jì)試制部門，崗位：設(shè)計(jì)試制工作人員。工作內(nèi)容：負(fù)責(zé)樣車設(shè)計(jì)制作、內(nèi)飾仿真件以及部分表面零部件的制作，并與相關(guān)部門進(jìn)行溝通。汽車零部件開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)與設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：造型創(chuàng)意部門，崗位：汽車座椅、儀表盤輪轂、數(shù)字設(shè)備、進(jìn)氣隔柵、車身保險(xiǎn)杠、方向盤、車燈造型設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：主要從事具體零部件的造型創(chuàng)新，須熟悉不同車型的造型特點(diǎn)，并能在零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)中把握其與整車的關(guān)系。由于零部件企業(yè)的部門設(shè)置沒有整車企業(yè)龐大，往往要求造型設(shè)計(jì)師向上兼顧產(chǎn)品策劃能力，向下兼顧工程協(xié)調(diào)能力。汽車后市場(chǎng)與設(shè)計(jì)造型設(shè)計(jì)的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：一是汽車造型改裝部門，崗位：改裝造型設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：從事汽車車身造型的局部改裝造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如轎車翼子板改裝設(shè)計(jì)、貨車車頭擾流罩加裝等，須熟悉不同車型的造型特點(diǎn)，并能在局部的改裝中實(shí)現(xiàn)特定的改裝功能，以及能與工程合作，保證改裝后汽車性能。二是汽車車身及內(nèi)飾美容部門，崗位：汽車美容設(shè)計(jì)師。工作內(nèi)容：從事汽車車身貼花、貼膜裝飾，汽車內(nèi)飾的軟裝改造、內(nèi)飾裝飾品的選配等工作。
二、汽車造型設(shè)計(jì)人才的職業(yè)能力
通過以上分析可以看出，不同企業(yè)、部門、崗位的汽車造型設(shè)計(jì)人才雖然工作內(nèi)容、難度和綜合性各有不同，但從中不難總結(jié)出汽車行業(yè)中造型設(shè)計(jì)人才的職業(yè)能力需求。
其一，設(shè)計(jì)把握能力。由于汽車產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜性和汽車造型設(shè)計(jì)部門分工的細(xì)化，要求汽車造型設(shè)計(jì)人員在把握能力方面必須做到：明確汽車整車項(xiàng)目目標(biāo)與崗位工作目標(biāo)之間的關(guān)系；對(duì)崗位工作進(jìn)程和成果進(jìn)行把控；并能與其他相關(guān)崗位和部門進(jìn)行良好的協(xié)調(diào)、溝通。
其二，設(shè)計(jì)調(diào)研能力。因?yàn)槠嚠a(chǎn)品系統(tǒng)層次豐富，開發(fā)社會(huì)關(guān)聯(lián)度大，周期長，風(fēng)險(xiǎn)大，因此汽車造型設(shè)計(jì)人員在調(diào)研能力方面應(yīng)做到：通過不同手段實(shí)時(shí)把握、跟蹤與汽車設(shè)計(jì)相關(guān)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等資訊，并分析其內(nèi)在聯(lián)系，形成獨(dú)到的設(shè)計(jì)見解；能夠把握汽車造型流行趨勢(shì)；能夠從各種事物及相關(guān)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中提煉美、創(chuàng)造美；能夠從人的生活方式、城市發(fā)展和交通方式等變化中發(fā)掘汽車造型設(shè)計(jì)創(chuàng)意。
盡管汽車的標(biāo)稱電池總線電壓為12V，但是視交流發(fā)電機(jī)充電時(shí)間的不同而不同，該電壓可能在9～16V范圍內(nèi)變化。此外，鉛酸電池電壓在出現(xiàn)各種臨時(shí)情況時(shí)，會(huì)有很大變化。冷車發(fā)動(dòng)和停啟情況可能將電池電壓拉低至3.5V，而拋載可能使電池總線電壓升高到36V。因此，電源IC必須能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)輸出，以平穩(wěn)應(yīng)對(duì)各種輸入電壓變化。冷車發(fā)動(dòng)/停啟和拋載時(shí)，使用單節(jié)鉛酸電池的多種臨時(shí)電壓擺幅如圖2所示。請(qǐng)注意，恰當(dāng)?shù)碾娫碔C(此處是LT8616)可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)3.3V輸出，平穩(wěn)應(yīng)對(duì)這兩種臨時(shí)情況。
二、高效率工作
在汽車應(yīng)用中，電源管理IC以高效率工作很重要，這主要有兩個(gè)原因。首先，電源轉(zhuǎn)換效率越高，以熱量形式浪費(fèi)的能量就越少。因?yàn)闊崃渴侨魏坞娮酉到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)長期可靠性的天敵，所以必須有效管理熱量，這一般需要散熱器以提供冷卻，從而增大了總體解決方案的復(fù)雜性、尺寸和成本。第二，在混合動(dòng)力或電動(dòng)汽車中，電能的任何浪費(fèi)都會(huì)直接減少可行駛里程。直到不久前，高壓單片電源管理IC和高效率同步整流設(shè)計(jì)還是相互獨(dú)立的，因?yàn)楦髯运鐸C工藝不可能同時(shí)支持這兩種功能。以前，效率最高的解決方案是高壓控制器，這類控制器用外部MOSFET實(shí)現(xiàn)同步整流。然而，與單片解決方案相比，對(duì)于低于15W的應(yīng)用而言，這類配置相對(duì)復(fù)雜、笨重。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有新型電源管理IC，能夠通過內(nèi)部同步整流同時(shí)提供高壓(高達(dá)42V)和高效率。
三、始終保持接通系統(tǒng)需要超低電源電流
很多電子子系統(tǒng)需要以“備用”或“保持有效”模式工作，在這種狀態(tài)時(shí)以穩(wěn)定電壓吸取最低限度的靜態(tài)電流。在大多數(shù)導(dǎo)航、行車安全、車輛安全以及發(fā)動(dòng)機(jī)管理電子電源系統(tǒng)中，可以看到這類電路。此外，這些子系統(tǒng)都可能使用幾個(gè)微處理器和微控制器。最豪華的汽車上有超過150個(gè)這類DSP，其中約20%需要始終保持接通工作。在這類系統(tǒng)中，電源轉(zhuǎn)換IC必須以兩種不同的模式工作。首先，當(dāng)汽車行駛時(shí)，給這些DSP供電的電源轉(zhuǎn)換電路一般會(huì)以電池和充電系統(tǒng)饋送的滿標(biāo)度電流工作。然而，當(dāng)汽車點(diǎn)火裝置關(guān)閉時(shí)，這類系統(tǒng)中的微處理器必須保持有效，從而需要其電源IC提供恒定電壓，同時(shí)從電池吸取最低限度的電流。既然可能有超過30個(gè)這類始終保持接通的處理器同時(shí)運(yùn)行，那么即使點(diǎn)火裝置關(guān)閉，對(duì)電池的功率需求也是非常大的。因此，可能總共需要數(shù)百毫安(mA)電源電流給這些始終保持接通的處理器供電，這有可能在幾天時(shí)間內(nèi)徹底耗盡電池電量。所以，這些電源IC的靜態(tài)電流必須極大地降低，以在不增大電子系統(tǒng)尺寸或復(fù)雜性的前提下，延長電池壽命。直到不久前，就DC/DC轉(zhuǎn)換器而言，高輸入電壓和低靜態(tài)電流要求還是相互排斥的。為了更好地管理這些要求，10年前幾家汽車制造商設(shè)定了低靜態(tài)電流目標(biāo)，即每個(gè)始終保持接通的DC/DC轉(zhuǎn)換器<100μA，但是今天的首選是低于10μA。幸運(yùn)的是，新一代電源IC已經(jīng)推出，可在備用模式提供低于5μA的靜態(tài)電流。
四、尺寸更小的電源轉(zhuǎn)換電路
有幾種方法減小電源轉(zhuǎn)換電路的尺寸。一般而言，這種電路中最大的組件不是電源IC，而是外部電感器和電容器。通過將這類IC的開關(guān)頻率從400kHz提高到2MHz，就可以極大地減小這些外部組件的尺寸。但是為了有效達(dá)到這一目的，電源IC必須能夠在這類較高頻率上提供非常高的效率，以前這是不可行的。不過，采用新的工藝和設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)開發(fā)出能夠以2MHz頻率切換同時(shí)提供超過92%效率的同步電源IC。高效率工作最大限度降低了功耗，因而無須散熱器。高效率工作還有一個(gè)額外的好處，即保持開關(guān)噪聲位于AM頻段以外，這一點(diǎn)在任何噪聲敏感電子產(chǎn)品中都是很重要的。另一種顯著減小電源轉(zhuǎn)換電路尺寸的方法是，當(dāng)需要兩個(gè)單獨(dú)的電壓軌時(shí)，采用雙通道轉(zhuǎn)換器而不是兩個(gè)單獨(dú)的器件。因?yàn)橐粋€(gè)雙通道轉(zhuǎn)換器IC的尺寸僅略大于相同的單通道轉(zhuǎn)換器，因此其解決方案占板面積可以僅為兩個(gè)單獨(dú)轉(zhuǎn)換器合起來所占面積的一半。此外，雙通道轉(zhuǎn)換器可最大限度減小不想要的通道間串?dāng)_，而兩個(gè)相鄰單個(gè)轉(zhuǎn)換器的串?dāng)_可能造成問題，除非它們同步至一個(gè)共同的時(shí)鐘。如果包括外部時(shí)鐘和同步功能，會(huì)增大電路的尺寸、復(fù)雜性和成本。五、新型解決方案LT8616是一個(gè)多輸出、高壓同步降壓型穩(wěn)壓器系列的首款器件。其3.4～42V輸入電壓范圍使該器件非常適合汽車應(yīng)用，因?yàn)檫@類應(yīng)用既會(huì)遇到冷車發(fā)動(dòng)或停啟情況導(dǎo)致的低壓瞬態(tài)，又會(huì)遇到拋載情況導(dǎo)致的高壓瞬態(tài)。其雙通道通道具備1.5A和2.5A連續(xù)輸出電流能力，同時(shí)提供0.8V至略低于VIN的輸出，因此非常適合用來提供多種直接由車輛電池總線而來的汽車電壓軌。該器件是一款占板面積非常緊湊和簡單的雙輸出解決方案，無須任何外部二極管。其原理圖如圖3所示。LT8616的同步整流設(shè)計(jì)包括用于每個(gè)通道的內(nèi)部頂部和底部MOSFET，每個(gè)通道都提供高達(dá)95%的效率。圖4顯示，當(dāng)用標(biāo)稱12V輸入給5V負(fù)載供電時(shí)，該器件可提供超過95%的效率，當(dāng)同時(shí)給3.3V負(fù)載供電時(shí)，效率為94%，甚至在開關(guān)頻率相對(duì)較高的700kHz時(shí)。這種高效率工作最大限度減小了功率浪費(fèi)，同時(shí)甚至在空間最受限的應(yīng)用中，也無須散熱器。在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中，這種特點(diǎn)的直接作用就是，延長了電池一次充電的可行駛里程。此外，LT8616的突發(fā)模式(BurstMode)工作將兩個(gè)通道的無負(fù)載靜態(tài)電流降至僅為5μA，從而使該器件非常適用于始終保持接通應(yīng)用，因?yàn)檫@類應(yīng)用即使在無負(fù)載時(shí)也必須保持恒定電壓調(diào)節(jié)，以最大限度延長電池壽命。這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)槭冀K保持接通的系統(tǒng)越來越多。另外，紋波非常低的突發(fā)模式工作拓?fù)鋵⑤敵鲈肼曌畲笙薅葴p小至低于10mVPK-PK，從而使該器件適合用于噪聲敏感應(yīng)用。如果應(yīng)用需要外部同步，那么可以用脈沖跳躍頻率模式取代突發(fā)模式。LT8616非常低的壓差電壓特性也很有益，尤其對(duì)必須在停/啟或冷車發(fā)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)輸出的應(yīng)用而言。圖4顯示，一旦輸入超過2.9V，即使當(dāng)輸入電壓降至低于設(shè)定的輸出電壓時(shí)，在本圖情況下為5V，輸出也始終為2A且比輸入電壓低500mA。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)楹芏嚯娮涌刂颇K(ECM)需要一個(gè)或多個(gè)微處理器/微控制器。盡管這些微處理器/微控制器設(shè)計(jì)為用標(biāo)稱5V電壓工作，但是電源低至3V時(shí)，它們?nèi)匀焕^續(xù)工作。而在冷車發(fā)動(dòng)情況下，輸入可能降至3.4V，所以微處理器仍然可以繼續(xù)工作，從而使電子控制單元(ECU)在冷車發(fā)動(dòng)情況下一直無縫運(yùn)行。另外，LT8616的最短接通時(shí)間僅為非常短的30ns，這允許以2MHz恒定頻率從24V輸入提供1.5V輸出，從而使設(shè)計(jì)師能夠優(yōu)化效率，同時(shí)避開關(guān)鍵的噪聲敏感頻段，例如，AM收音機(jī)頻段。即使在輸入電壓高于16V時(shí)，LT8616也將提供低至1V、良好穩(wěn)定的輸出電壓。由于以較高開關(guān)頻率工作可減小外部組件尺寸，所以LT8616的2MHz開關(guān)頻率允許實(shí)現(xiàn)占板面積非常緊湊的解決方案。此外，也已經(jīng)有了最大限度減輕潛在EMI/EMC問題的特殊設(shè)計(jì)方法。LT8616采用了雙通道設(shè)計(jì)。每個(gè)通道都有內(nèi)部集成的上管和下管高效率電源開關(guān)以及必要的升壓二極管。它們的振蕩器、控制和邏輯電路都是共享的，并集成到單個(gè)芯片中。兩個(gè)通道以180°反相工作，以最大限度減小輸入和輸出紋波。特殊設(shè)計(jì)方法和一種新的高速工藝在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高效率，LT8616的電流模式拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了快速瞬態(tài)響應(yīng)和卓越的環(huán)路穩(wěn)定性。其他特點(diǎn)包括內(nèi)部補(bǔ)償、電源良好標(biāo)記、堅(jiān)固的短路保護(hù)輸出軟啟動(dòng)/跟蹤和過熱保護(hù)。28引線3mm×6mmQFN或28引線耐熱增強(qiáng)型TSSOP封裝與高開關(guān)頻率相結(jié)合，允許使用尺寸很小的外部電感器和電容器，從而提供了占板面積非常緊湊和高熱效率的解決方案。
五、結(jié)論
關(guān)鍵字：80C51汽車行駛信息紅外接收器
一、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
系統(tǒng)使用80C51單片機(jī)作為信息控制器，將調(diào)制到40kHz載波的信息經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)送出去；同樣80C51單片機(jī)控制紅處接收器接收數(shù)據(jù)信息。
如果以汽車甲為例，當(dāng)乙車要轉(zhuǎn)彎或剎車時(shí)都會(huì)通過紅外發(fā)射器發(fā)出信息，甲收到信息后就會(huì)在本車上顯示并用聲響電路提醒，同樣當(dāng)丙車要超車時(shí)也會(huì)有信息從丙傳給甲并在甲車上顯示。
二、系統(tǒng)基本組成結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)采用80C51核心芯片，附加12MHz的晶振頻率，30PF的瓷片補(bǔ)償電容，最簡單的RC上電復(fù)位電路，片外存儲(chǔ)器選擇腳(31腳EA)接正電源，并利用采樣電路對(duì)接收的模擬信號(hào)數(shù)字化然后送80C51處理，從P3.5輸出的調(diào)制信號(hào)經(jīng)T9013放大送紅外管發(fā)射。
三、信息的編碼格式及發(fā)送/接收過程
本系統(tǒng)采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，分別代表左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車3種狀態(tài)，其中左轉(zhuǎn)彎為2個(gè)脈沖，右轉(zhuǎn)彎為5個(gè)脈沖，剎車為8個(gè)脈沖。為了增加接收的可靠性，第一位碼寬為3ms，其余為1ms，數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms。
為了消除干擾，確保數(shù)據(jù)的有效傳輸，脈沖采用的編碼格式，起始位為10ms，數(shù)據(jù)位為1ms，停止位為10ms，此可保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確發(fā)送與接收。
當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到P0.0-P0.2端口為低電平時(shí)，先設(shè)置發(fā)送標(biāo)志位，然后依次發(fā)送數(shù)據(jù)幀。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，中斷將被禁止。當(dāng)剎車(轉(zhuǎn)向)開關(guān)閉合時(shí)，數(shù)據(jù)幀將被重復(fù)連續(xù)地發(fā)射，直到開關(guān)松開為止。
當(dāng)紅外線接收器接收數(shù)據(jù)幀脈沖時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，中斷將被關(guān)斷，并且對(duì)第一位(起始位)碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作誤幀處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)數(shù)，使相應(yīng)的輸出口(P0.3-P0.6)為低電平，驅(qū)動(dòng)顯示及聲響電路。
四、結(jié)論
本文是利用紅外線穿透性強(qiáng)、干擾小等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于交通工具中，彌補(bǔ)了紅外線很少在交通通信中應(yīng)用的空白。此系統(tǒng)采用電能驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、噪聲小，不妨礙司機(jī)的正常駕駛。
參考文獻(xiàn)
早期的汽車業(yè)完全是由一些對(duì)機(jī)械充滿激情的工程師們所主宰。但是到了美國工程師亨利·福特率先尋找到大批量制造便宜汽車的方法，同時(shí)也引發(fā)了對(duì)汽車極大的需求以后，情況就有所改變了。
亨利·福特的T型車開遍了天下，使得汽車從富有階層的變成普通人的代步工具，但也引發(fā)了汽車業(yè)的巨變。到了20世紀(jì)20年代，在汽車業(yè)最為發(fā)達(dá)的美國，人們已經(jīng)普遍對(duì)清一色黑乎乎的福特T型車感到厭倦。正是敏銳地感覺到這一需求變化，通用汽車公司在總裁斯隆的倡導(dǎo)下成立了“藝術(shù)與色彩處”，以后又升格成為設(shè)計(jì)部，讓設(shè)計(jì)師來包裝汽車的外形，此舉使得1930－1940年代的美國汽車明顯變得豐富多彩起來。
技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計(jì)師的大舉登臺(tái)創(chuàng)造了極佳的條件。首先是用于車殼的快干與多彩油漆的發(fā)明及廣泛應(yīng)用使得雙色甚至多色的車體開始流行，同時(shí)車身僵硬的線條與凸角也開始被弄彎磨圓，用藝術(shù)與色彩來概括不僅準(zhǔn)確而且生動(dòng)。與以往只是為汽車底盤配上一個(gè)漂亮、合乎買家口味的車體不同，通用的設(shè)計(jì)師并不只是簡單地做造型，而是將流行色與從航空流體力學(xué)那里借鑒來的最新研究成果結(jié)合起來，讓汽車更美觀、行駛更快速平穩(wěn)。正是借助了設(shè)計(jì)部門的力量，通用汽車超越了福特成為全美以及全球汽車業(yè)的霸主，至今沒有動(dòng)搖。
美國汽車設(shè)計(jì)師的黃金歲月是二次大戰(zhàn)以后的1940－1950年代。又是通用率先在凱迪拉克的車尾上裝飾了一對(duì)漂亮的小尾翼以及亮閃閃的車首，在車尾車身鍍鉻裝飾條，讓人們仿佛回到剛剛離開的軍艦甲板上、飛機(jī)舷梯旁。發(fā)展到1950－1960年代，一個(gè)個(gè)唯美而沒有實(shí)用的裝飾翼“高聳入云”，成為最明顯不過的時(shí)代烙印。1960年代的美國人突然開始講究起安全、環(huán)保等實(shí)際用途而厭倦了華而不實(shí)的東西，于是單純的設(shè)計(jì)師又開始失勢(shì)，一批有著工程師背景的新人又借機(jī)崛起，其影響至今不絕。
其實(shí)，工程師在這近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里并沒有受到太大的冷落。到了他們有機(jī)會(huì)來把握設(shè)計(jì)的大局時(shí)，1970－1980年代的汽車實(shí)用而平板，難以稱得上漂亮。
如今的汽車設(shè)計(jì)師都儼然成為業(yè)內(nèi)的明星，從設(shè)計(jì)高爾夫的喬治亞羅到法拉利、勞斯萊斯的設(shè)計(jì)者平尼法利納都為“真正懂行”的車迷們所津津樂道。
門蓋在工作時(shí)與汽車殼體之間的接觸過程非常復(fù)雜，不僅涉及到接觸、大位移、大變形等非線性問題，而且由于不同車型的汽車外殼結(jié)構(gòu)不同，選用的材料也不同，所以研究時(shí)必須考慮汽車殼體模型.由于研究的主體是門蓋，而推動(dòng)門蓋的主動(dòng)力已知，汽車殼體只是力傳遞的邊界條件，所以引入汽車殼體的簡化模型.汽車殼體采用一般小轎車大小4500×1750×1300的簡化模型，其材料模型采用線彈性模型，彈性模量取相比結(jié)構(gòu)鋼較小的值，這樣既可以模擬在壓縮過程中出現(xiàn)的較大變形，又避免引入材料非線性影響計(jì)算效率，同時(shí)對(duì)門蓋的應(yīng)力和變形計(jì)算影響很小..根據(jù)門蓋的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，CAE建模時(shí)采用殼單元（ShellElement）來劃分網(wǎng)格.在不影響分析結(jié)果的前提下對(duì)門蓋進(jìn)行了必要的簡化，如忽略了螺紋孔、圓角及倒角等特征，從而提高有限元模型的質(zhì)量、減小模型的計(jì)算規(guī)模.分析模型如圖2所示.
2有限元分析
門蓋閉合過程中，門蓋與汽車殼體之間存在接觸非線性.同時(shí)，工作過程中汽車殼體的剛度不是恒定的，它隨著變形的大小而變化，即存在幾何非線性.因此本文作SOL601，106高級(jí)非線性靜力學(xué)分析.非線性分析和線性分析相比，非線性分析的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量要大得多，而且在數(shù)值計(jì)算方法和求解參數(shù)的設(shè)定上有較大區(qū)別[2].邊界條件包括載荷、約束和仿真對(duì)象[3].在門蓋的左右軸套上分別施加軸承力，力的大小為800KN，方向?yàn)檠刂透椎妮S向，指向門蓋.在汽車殼體的底部作固定約束、門蓋的旋轉(zhuǎn)軸處作銷釘約束.同時(shí)，忽略門蓋組件各結(jié)合面之間的接觸變形，近似將各接觸部分看作剛性接觸，在FEM下為門蓋的各邊、面之間添加1D連接[4-5].門蓋與汽車殼體之間的接觸是非線性的，在仿真模型下，定義高級(jí)非線性接觸，汽車殼體作為“源區(qū)域”，門蓋底板作為“目標(biāo)區(qū)域”，“接觸參數(shù)”保持默認(rèn).有限元計(jì)算模型如圖3所示，分析結(jié)果如圖4所示（只顯示門蓋）.根據(jù)圖形可知門蓋最大等效應(yīng)力為170.76MPa.應(yīng)力主要集中在門蓋的左右軸套上，即油缸與門蓋連接處.門蓋的材料為Q235號(hào)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa，可見在該工況下門蓋滿足強(qiáng)度要求.
3優(yōu)化設(shè)計(jì)
有限元分析的最終目的是進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)在需要對(duì)門蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的目標(biāo)是模型的重量最小[6-7].約束條件是在不改變門蓋模型網(wǎng)格劃分、邊界約束和載荷大小，并能滿足強(qiáng)度要求的前提下，控制最大等效應(yīng)力值不超過材料屈服強(qiáng)度的70%（約165MPa）.
3.1筋板的布置
根據(jù)分析結(jié)果可知，應(yīng)力主要分布在左右軸套處，大部分的筋板受力極小，因此，可通過布置筋板的分布進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).為便于加工和裝配，門蓋筋板布置采用均勻分布的方式.設(shè)計(jì)變量為筋板的數(shù)量，原結(jié)構(gòu)中單行設(shè)置的筋板數(shù)量為10，考慮減重的目標(biāo)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，取筋板數(shù)量為3-7.圖5為筋板數(shù)量與門蓋最大應(yīng)力和位移關(guān)系，圖6為不同筋板數(shù)量對(duì)應(yīng)底板的應(yīng)力分布圖.結(jié)果表明筋板數(shù)量對(duì)門蓋的最大應(yīng)力（軸套處）影響較小，對(duì)門蓋底板的應(yīng)力分布位置影響較大.底板最大應(yīng)力發(fā)生在門蓋油缸軸線方向上的臨近筋板與主橫筋板接觸處，最大應(yīng)力為N=4時(shí)σmax=61.52MPa.綜合考慮最大應(yīng)力、最大位移和底板的應(yīng)力分布，以及實(shí)現(xiàn)減重的目的，確定新結(jié)構(gòu)的筋板數(shù)量為4.
3.2筋板厚度的優(yōu)化
3.2.1靈敏度分析
靈敏度分析是為優(yōu)化設(shè)計(jì)做鋪墊.通過靈敏度分析可以確定模型各參數(shù)對(duì)輸出結(jié)果影響的大小.在模型校正過程中重點(diǎn)考慮對(duì)輸出結(jié)果影響較大的參數(shù)，排除那些對(duì)輸出結(jié)果影響很小的參數(shù)，這將在很大程度上減小模型校正的工作量，提高優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率[8-9].NX高級(jí)仿真中幾何優(yōu)化模塊下提供了全局靈敏度解算方案.設(shè)計(jì)目標(biāo)為門蓋的重量最小，約束條件為門蓋的最大應(yīng)力，設(shè)計(jì)變量為筋板厚度.為便于加工與安裝，門蓋結(jié)構(gòu)中相同結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)保持一致.筋板厚度參數(shù)主要包括底板厚度T1、主橫筋板厚度T2、橫筋板厚度T3、豎筋板厚度T4、軸套厚度T5、前板厚度T6、門蓋耳套幫板厚度T7和其他筋板厚度T8.對(duì)上述筋板厚度進(jìn)行全局靈敏度分析，獲得各參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)影響的全局靈敏度曲線，最后將所有靈敏度曲線調(diào)整到一幅圖表中進(jìn)行比較，根據(jù)各參數(shù)的全局靈敏度曲線的斜率大小判斷設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的靈敏程度，最終確定T1、T2、T3、T4.根據(jù)各參數(shù)對(duì)約束條件的影響曲線，確定T5.全局靈敏度曲線如圖7所示.由圖7（a）可知底板、主橫筋板、橫筋板及豎筋板的厚度對(duì)門蓋的重量影響較大，其中底板的影響最大.由圖7（b）可知軸套的厚度對(duì)約束條件的影響最大.為提高門蓋強(qiáng)度以及減輕門蓋的重量，主要對(duì)底板、主橫筋板、橫筋板、豎筋板厚度進(jìn)行減小，同時(shí)適當(dāng)增加軸套的厚度.
3.2.2尺寸優(yōu)化
尺寸優(yōu)化是建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃論的基礎(chǔ)上，在滿足給定條件下達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)[10].NX高級(jí)仿真結(jié)構(gòu)優(yōu)化的解算器采用的是美國Altair公司的AltairHyperOpt，它擁有高效、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力.結(jié)合以上分析結(jié)果，進(jìn)行筋板數(shù)量等于4時(shí)筋板厚度的優(yōu)化分析.在“幾何優(yōu)化”對(duì)話框中作如下設(shè)置：①定義目標(biāo)：重量定為最??；②定義約束：門蓋上的最大等效應(yīng)力為165MPa；③定義設(shè)計(jì)變量見表1；④控制參數(shù)：選擇最大迭代次數(shù)為20.經(jīng)解算，找到最佳方案：底板厚度由原來的52mm修改為45mm，主橫筋板厚度由原來的50mm修改為45mm，橫筋板厚度由原來的25mm修改為20mm，豎筋板厚度由原來的20mm修改為16mm，軸套厚度由原來的34.5mm修改為35.2mm，為了便于生產(chǎn)，將軸套的厚度圓整為35.5mm.優(yōu)化后與優(yōu)化前的分析結(jié)果對(duì)比見表2.從計(jì)算結(jié)果可看出，優(yōu)化后的門蓋強(qiáng)度得到明顯提高.另外，重量由原來的10496kg降低為8786kg，減重17.2%，取得了優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)期效果.
4結(jié)論
