現(xiàn)代設計方法在汽車設計中的應用

胡斌

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展以及科學技術(shù)的不斷進步，人們逐漸對于汽車的性能、安全性、經(jīng)濟實用性等方面有了更高的要求。在當前的情況下，為了適應汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，在汽車設計、制造等方面也提出了更高的要求，采用了創(chuàng)新性的設計方法，希望可以生產(chǎn)出性價比更高的產(chǎn)品。文章介紹了當前汽車設計中所應用的系統(tǒng)工程分析法、模糊設計法以及計算機輔助設計法等，使得設計的質(zhì)量得到一定的保障，加快設計進度，同時降低和避免設計中的誤差。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代設計方法 汽車設計 虛擬設計技術(shù)

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0105-02

1 現(xiàn)代設計方法的優(yōu)勢

相比于以經(jīng)驗總結(jié)、相關(guān)的力學、數(shù)學公式為基礎的傳統(tǒng)設計方法，現(xiàn)代設計方法更注重產(chǎn)品的創(chuàng)新性，更加重視產(chǎn)品的整體功能，同時將現(xiàn)代設計技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)作為主要的工具[1]。這種設計方法不但可以使得設計的準確度、質(zhì)量以及效率得到有效提升，而且可以將產(chǎn)品的安全性、經(jīng)濟性以及適用性進行有效結(jié)合，進而設計出更加優(yōu)質(zhì)以及經(jīng)濟成本更加低的新產(chǎn)品。當前，設計方法和設計技術(shù)處于不斷更新發(fā)展的階段，可以預測的是，隨著現(xiàn)代設計方法在汽車設計中的廣泛應用以及其自身的不斷完善發(fā)展，會使得汽車產(chǎn)品出現(xiàn)新的突破。

現(xiàn)代設計方法在具體的應用過程中具有以下優(yōu)勢：其一，在設計性質(zhì)上面向功能目標，可以將技術(shù)、經(jīng)濟以及社會環(huán)境等因素進行綜合考慮；其二，在設計進程方面，更加重視設計過程中順序的模式化；其三，在設計手段上，能夠充分利用計算機技術(shù)進行自動運算、繪圖以及數(shù)據(jù)的應用管理，進行分工協(xié)調(diào)工作；其四，在設計方式上，更加注重預測以及信號的分析和創(chuàng)造性之間的相互配合；其五，在設計部署方面，現(xiàn)代設計方法貫穿于整個設計開發(fā)的全過程；其六，在設計方法上，能夠綜合運用多元化的方法在各種條件下實現(xiàn)方案和優(yōu)化目標[2]。

2 現(xiàn)代設計方法在汽車設計中的具體應用

2.1 系統(tǒng)工程分析法

系統(tǒng)工程是將大系統(tǒng)作為主要的研究對象，將應用數(shù)學和計算機技術(shù)作為主要的工具，對于系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)以及信息交換等進行綜合分析，通過不同的組織管理方法和技術(shù)，促進部分和整體之間的相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)最優(yōu)化。將系統(tǒng)工程分析法應用于汽車設計中，可以將其劃分為3個實施階段：首先是信息的收集階段；其次是信息的處理；最后是信息的整理和應用。

汽車設計所涉及的學科和知識相對來說比較復雜，有著非常高的要求，因此要確保汽車設計的質(zhì)量，需要應用系統(tǒng)工程分析法對這些復雜的要求進行綜合性地分析，采取層次處理的方法進行處理，使得汽車設計實現(xiàn)經(jīng)濟和實用的有效結(jié)合[3]。

2.2 模糊設計法

顧名思義，模糊指的是邊界限定的不清晰。模糊設計的基礎不是系統(tǒng)的數(shù)學分析法，而是通過總結(jié)相關(guān)的實踐經(jīng)驗進而確定出相關(guān)的參數(shù)、控制和計算方法。主要應用的是模糊優(yōu)化分析、模糊決策等方法[4]。而模糊優(yōu)化設計具體是指以模糊因素為基礎的優(yōu)化設計，在汽車設計中存在著許多的模糊性因素。模糊設計法在汽車設計中有著積極的作用，具體來說，在離合器、變速箱、齒輪以及發(fā)動機參數(shù)等都可以進行相關(guān)的指標優(yōu)化。模糊決策具體是指根據(jù)相關(guān)的實踐經(jīng)驗和已知的信息。通常情況下，模糊決策包含許多的自然語言、經(jīng)驗以及中間過渡性，這些都會在一定程度上造成劃分的模糊性。

在當前比較復雜的工業(yè)控制中，現(xiàn)代控制所起到的作用十分有限，這主要是由于現(xiàn)代控制的數(shù)學模型比較難以建立。在這樣的情況之下，模糊控制具有獨特的優(yōu)勢，不需要對控制對象建立相關(guān)的數(shù)學模型，只需一種語言控制器，可以促進工作人員利用模糊控制進行更優(yōu)的設計。

2.3 計算機輔助技術(shù)的應用

CAD指的是應用計算機進行設計信息處理的總稱。在國際汽車工業(yè)中，20世紀60年代起就開始應用計算機輔助技術(shù)，而我國的汽車工業(yè)基礎相對較弱，對該技術(shù)的應用時間比較晚。對于汽車工業(yè)來說，應用計算機技術(shù)改變了汽車設計的方式，在新車投入試制前，通過計算機技術(shù)加入了圖面檢查、性能評估以及結(jié)構(gòu)分析，使得汽車設計的質(zhì)量得到了有效提升，減少了實際開發(fā)過程中實驗驗證的次數(shù)，在提高設計效率的同時也節(jié)省了開發(fā)成本，使得產(chǎn)品開發(fā)的周期大大縮短。在我國的汽車工業(yè)中，對于計算機技術(shù)的應用具體的如利用有限元計算車架的強度。

在汽車設計過程中利用計算機技術(shù)有著以下優(yōu)點：其一，能夠降低圖紙設計的時間，使得新產(chǎn)品的設計和研發(fā)周期大幅縮短，適應當前產(chǎn)品更新?lián)Q代的需求，有效提升產(chǎn)品的競爭力；其次，計算機輔助技術(shù)的應用可以綜合分析各種選項；其三，應用計算機輔助技術(shù)能夠降低工作人員的工作強度，使得設計人員有更多的精力從事創(chuàng)造性的工作。

2.4 虛擬技術(shù)在汽車設計中的應用

當前，隨著市場經(jīng)濟的更進一步發(fā)展，制造業(yè)方面也在進行不斷更新和改善，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計方法由于創(chuàng)新性不足、開發(fā)周期比較長、效率比較低同時成本比較高，這些方面所存在的問題已經(jīng)無法適應日益激烈的市場競爭，而虛擬技術(shù)是將產(chǎn)品的設計開發(fā)過程轉(zhuǎn)移到計算機中，利用計算機技術(shù)進行產(chǎn)品的設計、開發(fā)、分析等，同時可以提高設計質(zhì)量、降低成本，確保產(chǎn)品開發(fā)的快速成型，使得企業(yè)可以更快地適應市場的變化。

虛擬設計是一種新的設計方法，是基于計算機輔助技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的。它是強調(diào)在實際生產(chǎn)之前，完成產(chǎn)品設計和制造過程的相關(guān)分析，以確保實際生產(chǎn)過程的可行性。虛擬技術(shù)利用相關(guān)的軟件，對汽車進行外部造型以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行全新設計，在計算機上提供一個可視化界面，同時結(jié)合市場以及用戶需求進行逐步設計，對計算機的虛擬產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)、外觀以及色彩等進行合理配置，為優(yōu)化設計提供一定的依據(jù)。

3 結(jié)語

現(xiàn)代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展對于汽車的各個方面都提出了全新的要求，同時要求汽車設計方法進行改進和完善。根據(jù)有關(guān)的資料表明，汽車設計的質(zhì)量會直接影響汽車的性能。因此，應在汽車的設計中使用符合當前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的設計方法。為了保證汽車設計的質(zhì)量，促進汽車設計的快速發(fā)展，避免和降低設計過程中出現(xiàn)的失誤，從而引出現(xiàn)代設計方法在汽車設計中的應用。文章主要從系統(tǒng)工程分析法、模糊設計法、計算機輔助技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用進行論述，分析了現(xiàn)代設計方法的優(yōu)勢。當前現(xiàn)代設計處于飛速發(fā)展的時代，在形式和內(nèi)容方面都涉及十分寬泛的領(lǐng)域，也正是由于這些不斷地研究和應用，促進了汽車設計水平的提升。

參考文獻

[1] 付治存.有限元技術(shù)在汽車密封條結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中的應用[J].汽車零部件，2015（11）：27-32.

[2] 崔建磊，曹學濤.拓撲優(yōu)化技術(shù)在汽車設計中的應用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（6）：254.

[3] 劉鳳志.現(xiàn)代設計方法在礦山機械設計中的應用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（7）：23-25.

[4] 張陽光，張龍，王曉磊.現(xiàn)代設計方法在某后橋用輪轂設計中的應用[J].汽車實用技術(shù)，2014（9）：74-76.