汽车造型课程设计.docx

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汽车造型课程设计

汽车造型课程设计

指导书

交通运输教研室编

甘肃农业大学工学院

2007.8

前言

现代汽车造型技术是汽车自主开发能力的核心部分，也是提高汽车产品竞争能力的最有力手段之一。

随着计算机辅助设计水平的日益提高，传统的手工油泥模型造型方法已不能适应现实发展的需要，因此，计算机辅助设计已成为现代造型设计的主要途径。

汽车造型课程设计是汽车造型课程教学后进行的综合应用该课程基本知识和技能的一个教学环节，通过课程设计，使学生系统地掌握汽车造型设计的任务和原则，色彩学等基本理论，造型设计程序和表现技法，人体工程学、空气动力学对汽车造型的作用，从而，学生可以全面了解技术与艺术、设计与审美的相互关系，汽车造型的特点，培养学生解决生产实际问题的能力和所学基本知识的综合应用能力。

培养学生的动手能力和创新能力，加强学生基本技能的训练。

要求学生牢固掌握和深入理解每个设计步骤的技能，养成独立操作和分析能力。

1目的与要求

汽车造型设计是车身设计的最初步骤，是整车设计最初阶段的一段综合构思。

汽车造型设计是依据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状，是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。

它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学的表现汽车的性能、材料、工艺和结构特点。

汽车造型的目的是以其美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望。

汽车造型设计虽然是车身设计的最初步骤，但却是决定产品命运的关键。

汽车造型最终通过车身结构设计而体现为产品，它是科学技术与艺术手法相结合的产物。

汽车造型设计是现代化工业设计的一个重要方面，它能够体现工业设计工作的特色。

汽车造型要能表现出汽车的特征，使人们对这种交通工具的性能、材料等内容产生美感。

例如，汽车外形的高速感和稳定感，内饰造型的舒适感和安全感等。

造型设计的目的是使使用者由审美、鉴赏上升为对产品内容更为深刻的理解，并由此产生去使用和占有这种产品的欲望。

如果造型的结果不能达到这样的效果，则绝非是成功的造型。

现代汽车造型是从产品形式上考虑如何满足人们的生理和心理的需要，所以对于汽车工业，造型是产品方案选择的决策性步骤，由此其设计才被工业界认为是决定产品命运的关键。

现代汽车造型设计是一门科学与艺术相结合的技术，它涉及很多门类的科学领域，如人机工程学、空气动力学、各种材料的工艺学、汽车机构布置、经济成本、商业心理学等等。

另外，汽车造型中美的概念和时代感不是抽象的或固定的，它随着科学物质条件、时间、人的审美格调和经济水平而不断的演变。

至于民族风格问题也是一样，不同国家和民族具有不同的审美格调，做生产的汽车也具有不同的特点。

如美国车给人的感觉是豪放、狂野，注重车厢宽敞、豪华、外观大方，有派头。

日本车小巧玲珑，轻便省油，重经济性甚于安全性。

德国车沉静、深藏不露，很少以外观哗众取宠。

而意大利车则外形超前，马力强劲、追求速度，艺术色彩很浓。

不可否认，汽车造型工作中视觉美的规律和汽车结构形式之间存在矛盾，因为汽车整车及各部结构本身只是对功能的保证，材料只是组成特定结构的需要，而造型设计的任务是利用其已有的条件，从视觉规律上予以发挥、协调，在这些矛盾中寻求一种既能满足结构功能需要又可在视觉上体现这种结构或材料质地的特有美感的效果。

例如，某一特定的车型可能使人感到其比例不协调，不平衡、不稳定等，在这种情况下，强调横向的形状或线条可使造型效果产生低稳的感觉；适当的采用曲面可以从视觉上产生实际面积减小了的感觉，也可以产生突出某个局部的作用；色彩的调配可产生不同温度感觉，也可以产生心理紧张和放松的效果；形体上的线条可使形体上产生方向的动感等等。

通过造型设计，因用各种手法可以从视觉上使汽车本身结构性能更适合人的正常视觉，从而产生美感。

学生在造型过程中，提出以下要求：

1）掌握造型的过程和各种造型，艺术的特点，艺术的内容和形式，艺术的分类，鉴赏和批评；

2）了解汽车造型设计在汽车开发过程中的地位，产品开发规划，概念设计与概念车，汽车造型设计程序（初步设计和技术设计，现代化的汽车造型）。

3）掌握整体统一（整体感、使艺术品统一的技巧，造型统一的基本要求），比例（整数比例、平方根比例、黄金分割比例、费波纳齐数列、贝尔数列），稳定与均衡（稳定、对称、均衡）等知识；

4）掌握色彩基本原理，色彩的配合，色彩对比的视觉规律，色彩信号，汽车色彩设计；

5）了解马车形造型，方箱形造型，流线形造型，三箱形造型，楔形造型。

6）掌握数字化建模及其原理，数字化建模的一般方法，数字化建模过程示例。

2设计步骤

2.1可行性探讨

设计者广泛查阅资料，对新开发车型进行可行性探讨，确定产品形象与设计方向；

2.2外部造型设计

通过绘制草图或制作缩小比例模型等方式表达设计构思。

现代汽车外部造型流程如图1。

进行车身外部造型设计时一般遵循以下四条原则：

1）造型方法随意

设计人员在车身虚拟造型设计过程中，主要运用空间形象思维或根据车身的宣传画（三维模型），而不习惯于数据的抽象思维；而计算机又是一种数字化的计算工具，只能接受和处理数据。

因此，应提供一种适当的方法，是设计人员能够从繁杂的数据困扰中解放出来，专心于造型设计本身。

2）尽可能自动生成曲面

交互式操作在虚拟设计中是必不可少的，但过多的交互式操作，尤其是重复的操作会极大的降低工作效率。

因此，应该尽量将重复性的工作交给计算机来完成，只将少量的必要的工作通过交互式操作来完成。

3）造型准确

造型准确具有两方面的含义：

一是造型方法能够准确的表达设计者头脑中的形象；二是造型所得的模型能够保证一定的质量要求，如曲面的光顺性要求等。

只有满足这两点要求的造型方法才具有实用意义。

4）参数控制尺寸

设计者充分随意的发挥，需要在满足整车控制参数约束的前提下进行，如果将整车尺寸的控制全部或部分的交给计算机来完成，将会给模型的建立尤其是修改带来方便。

2.3内部设计

车厢内部格局的布置等设计与车身设计同时进行。

从汽车人体学角度出发，确定汽车室内造型尺寸（空间尺寸、布置尺寸）。

设计基本原则：

要充分体现人—机关系，最大程度地满足功能要求；

应遵循审美学规律，符合汽车造型艺术要求；

充分考虑汽车车身结构设计及工艺制造条件；

保证产品的经济性；

及时掌握市场信息。

2.4色彩设计

针对目标市场研究产品的颜色和式样，为新车选择合适的外部和内饰色彩；

2.5工程设计

应用汽车结构、汽车空气动力学及空气升力等知识、理论确定参数；

2.6CAD模拟造型

应用Pro/E、CAXA、SolidWorks等三维CAD软件进行建模，并进行局部分析、改进。

计算机辅助汽车造型设计的创作过程大致可分为四个阶段：

建模、渲染、模型的后处理、模型分析与评价。

1）建模

建模是计算机产品造型设计中最基本、最主要的工作。

在建模阶段，设计人员需要将创意构思用三维线框表现出来。

描述汽车的各种数据，包括曲面形状、尺寸、高度以及细部结构等，被一并输入到计算机，然后由计算机生成三维模型。

建模时首先应保证所建模与真实物体的形状尽可能完全一致；其次要考虑模型表面的细分程度，因为它直接影响模型的编制和着色效果。

建立产品的三维模型需要用到建模软件。

使用这些建模软件，可以在计算机屏幕上从任意角度观察编辑和修改三维线框模型。

三维建模软件一般都提供了多种建模方式，对于同一个物体而言，有时几种建模方式都可正确的建立起它的三维模型，但由于每一种建模方式都有其各自的特点，因而所见的三维模型的内部结构都会有所不同，这时就要考虑以后模型的编辑方式和着色效果而正确的选择一种建模方式。

2）渲染

建模只是建立了物体的线框模型，即用线条表示的三维模型，为了使其具有真实感，还需要对模型的表面进行材质指定、表面贴图等。

线框模型建好并经检查准确无误后，便可进行渲染。

所谓渲染，是指给模型的表面“贴上材料的图案，包括之感和色彩。

各种材料图案经渲染被“贴”在三维线框模型的各个表面后，模型看上去就像是真的一样。

该阶段使用的软件都有自身的渲染模块，经渲染后的模型可以储存未影像文件。

常用的文件格式有：

TGA，TIFF，GIF，JPG，RGB，BMP，PNG等。

这类影像文件一般是二维的，具有如同照片那样的表现效果。

3）影像后处理

后处理是对二维影像进行图形修整、编辑、补充，以提高影响的整体表现效果。

经渲染而得到的二维影像可以在这个阶段被调整明暗、色彩效果；可以被添上各种背景；可以被重叠印上文字或其他所需要的影像图案等。

4）模型分析与评价

模型分析就是在模型产生以后，对它的曲面的各种参量进行理论上的分析。

主要是分析曲面的高斯曲率、斜率、高亮度线和拔模检测等参量；而模型的评价主旨是利用模糊数学对模型方案的可行性、实用性、经济性、技术性等各方面进行评定和估计。

建模、渲染、后处理是产品造型设计过程的基本步骤，最终得到的结果是产品效果图。

而模型的分析与评价是对模型的一种后续补充。

在计算机辅助造型设计中，这四步是息息相关的，不可分割的。

3编制课程说明

3.1题目：

采用小三黑体字。

3.2作者及单位：

采用小四号宋体字；

3.3正文采用小四号宋体（英文用新罗马体12号），1.5倍行距，标准字符间距。

其中，第一层次题序和标题用小三黑体字；第二层次题序和标题用四号黑体字；第三层次题序和标题用小四黑体字；正文社页眉，内容为设计题目及作者。

3.5参考文献：

引用准确，标注清楚，一一对应，采用小四号宋体字，排列顺序为：

期刊——著者，题名，期刊名称，出版日期，卷号（期号），起始页码。

书籍——著者，题名、版次（第一版不标注），出版地，出版社，出版日期，起始页码。

3.6工程图纸必须按国家规定标准或工程要求绘制；

3.7设计论文页面为A4纸，上、下、左叶叶边距各2.5cm，右为2cm，页码在页底居中，用小五号字表明。

4时间地点

时间：

共二周，第学期（月日）。

地点：

工学院计算机中心；工学院绘图中心

5.设计评分要求

1）回答问题正确性。

2）撰写实习报告情况。

报告内容充实，字数在2000字以上，对该课程的教学提出建设性的意见或建议，计算内容完整、计算结果正确。

3）遵守纪律方面。