計算機輔助車身設計

計算機輔助車身設計（computer aided body design） 利用計算機來輔助進行車身設計。它可以在計算機上直接進行車身的造型設計，生成整車的三維立體圖像，在計算機螢幕上或投影在大螢幕上觀察汽車的造型效果，甚至可用動畫模擬技術使汽車在螢幕上動起來。

基本介紹

• 中文名：計算機輔助車身設計
• 外文名：Computer aided design of car body
• 起源時間：20世紀50年代
• 優點：降低成本、縮短周期

發展歷程

CAD技術是隨著計算機及其外圍設備、圖形設備及其相關軟體的發展而發展的。CAD的整個發展過程,可劃分為5個階段：

CAD技術輔助車身設計

1、初始準備和醞釀階段(20世紀50年代).在這一階段主要特點是提出CAD構想，為CAD研製試驗提供了硬、軟體的準備工作。如，研製了圖形顯示設備、繪圖儀及計算機計算程式等。美國麻省工學院（MIT）1950年研製“旋風”計算機採用陰極射線管（CRT）做成圖形終端，被動顯示圖形。

2、蓬勃發展和進入套用時期(20世紀60年代).在20世紀60年代初發生了兩件對CAD發展有影響的重大事件。第一件是首次提出了計算機圖形學、互動技術、分層存儲的數據結構等新思想。第二件是成功開發了用於汽車前窗玻璃線型設計的DAC－I系統（通用公司）。由於這兩件事情的發生,使得講求實效的工程界對CAD的發展前景充滿了信心。1962年美國麻省工學院研究生I.E.Sutherland發表“人機對話圖形通訊系統”論文，設計者可以在圖形顯示前操作光筆和鍵盤進行圖形設計與修改。

3、廣泛使用的時期(20世紀70年代).此階段CAD技術開始實用化,從二維電路設計發展到三維汽車、飛機、船舶等設計,出現了許多開發CAD系統的公司,並在CAD套用中取得經濟效益。CAD技術進入了大多工程和產品的設計領域。1970年美國Applicon公司第一個推出完整CAD系統。CAD/CAM開始商品化。

4、突飛猛進的時期(20世紀80年代)。在此期間，由於科學技術的迅速發展，超大規模積體電路的出現使計算機成本大幅度下降，使CAD系統的硬體配置和軟體開發適應於中、小型企業的承受能力。據1982年一年的統計，全世界範圍內就有一百多家新成立的CAD公司，CAD技術市場得以開闢和發展。CAD技術從大中企業向小企業擴展，從發展國家向開發中國家擴展，從用於產品設計發展到用於工程設計和工藝設計。

5、開放化標準化集成化和智慧型化的發展時期(20世紀90年代)。進入20世紀90年代以來，隨著CAD技術的急速發展和市場競爭日益加劇，使得商品化的CAD系統的性能提高，價格降低。32位字長的工程工作站及微機達到了過去小型機、甚至中型機的性能，計算機網路獲得了廣泛套用，形成了微機環境、工作站和網路環境下的高性能的CAD系統，使得CAD技術在設計領域全面普及，成為工程界必不可少的設計工具。

設計過程

常見的設計過程始於模型製作階段，通過三坐標測量機測量，得到模型上離散的點集，將點集數據輸入計算機，運用CAD計算機輔助設計將其連成光順的曲線，建立數位化模型，進行初步設計和可行性分析，即相當於膠帶圖效果；然後通過專門的CAD設計軟體，用曲線建立起整個車身的表面數學模型，設計人員在計算機前可以進行任意修改，再通過數控銑床製造1：1全尺寸模型，供設計人員進行修改和定型；然後再通過測量機對全尺寸模型進行測量，將數據輸入計算機建立汽車外形數學模型，並用圖形顯示終端顯示出來，模型的三維曲面視圖可以旋轉，從不同的角度觀察不同地方，十分直觀。

CAD過程

優點

模型的三維曲面視圖可以旋轉，從不同的角度觀察不同地方，十分直觀。用計算機輔助進行車身設計；還可在計算機上進行模擬的風洞試驗和車身結構強度的有限元分析，甚至還可進行模擬的撞車試驗。隨著計算機及軟體技術的飛速發展，計算機輔助車身設計已經日趨成熟。目前，世界各大汽車廠家均已採用計算機輔助車身設計，大大縮短了新車型的開發周期，提高了設計水平，並節約了設計費用。