汽车总体设计的目的和主要内容

2023年12月12日发(作者：东风风行t5汽车之家)

汽车总体设计的目的和主要内容

汽车开发设计流程如图1.1.1所示, 本章主要介绍图中总体设计的内容.

虚拟工程

造型设计

产品工程

制造工程

情报与调研

概念设计

总布置设计

典型截面设计

空气动力学

碰撞仿真

CAE仿真计算

振动噪声模拟

造型效果图

油泥模型

测量与光顺

表面造型

表面优化

技术方案设计

白车身

详细设计

内饰设计

零部件设计

装配设计

详细结构优化

模具准备

模具开发

冲压仿真

生产工装

图1.1.1 汽车开发流程图

人员和资源

试制试验

工艺及工装夹具

产品模型

造型数据

零部件信息、装配工艺

详细设计

产品任务书

概念设计

任务单

任务单 修改概要设计建议

设计需求

修改详细设计建议

任务单

产品模型

图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型

修改零部件建议

零部件信息

CAD

资源

设计员师、

设计结果

DFA

任务单 任务单

分析结果 资源

装配工程师

CAE

(如果车身设计)资源 结构分析员

CS

资源

分析结果

任务单

DFM

分析结果

资源

工艺员师、

碰撞仿真师

图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型

1.1.1 汽车总体设计的目的

总体设计的目的有如下几个方面:

(1) 市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.

(2) 通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配,也就是众所周知的总布置设计或总布置图. 英文称为LAYOUT DESIGN 或 PACKAGING

DESIGN.从1995年后,全球开始采用三维实体CAD总布置设计,实现了高精度的布置和设计.

(3) 确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车身,底盘与零部件相互关系的基准点,线,面及控制结构的统称.

(4) 通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学干涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学干涉校合, 转向梯形校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.

(5) 通过整车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如人体模型的三维建模及三维总布置设计,前后视野校合,上车舒适性校合, 雨刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.

(6) 通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.

(7) 通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型,并完善设计任务书,并为项目协同开发创造条件.

(8) 通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表的, 爆炸图及零部件明细表的建立.以便实现项目分组管理和协同开发(Collaborative Product Development).

1.1.2

汽车总体设计的主要工作内容及总结的技术文件, 表1.1.1为汽车开发的总的主要内容, 其中8~总体设计详见表1.1.2内容.

No汽车设计过程

.

1 市场分析、策划和竞争对手分析

2 目标计划

3 草图

4 渲染效果图

5 1:5外粘土模型

6 1:5风洞试验

7 1:1外粘土模型

8 总布置设计

No汽车设计过程

.

19 外模型详细配置设计

20 外模型

21 概念车试制

22 概念车风洞试验

23 内模型表面设计

24 内模型确认模型设计

25 内模型详细配置设计

26 内模型 9 主要断面设计

10 内饰草图

11

12

13

14

15

16

17

18

27 第一轮样车制作

28 第一轮样车安全试验

1:1内饰主题选择 29 第一轮样车耐久性试验

1:1内粘土模型 30 第一轮样车技术问题评价

内模型装配设计 31 第一轮样车改进图纸

先行车结构详细设计(车32 第二轮样车试制

身及零部件)

先行车试制 33 第二轮样车安全试验

先行车试验 34 第二轮样车耐久性试验

外模型表面设计 35 第二轮样车技术问题评价

外模型表面确认模型设36 第二轮样车改进图计 纸

表1.1.2 总体设计的主要工作内容及应总结的技术报告

序报告名称 工作内容 号

1

2

3

4

5

6

7

8

告

9

10

11

告

12

13

14

15

16

17

告

18

19

20

21

22

23

24

25

操纵稳定性计算报告

平顺性能计算报告

前后悬架刚度和阻尼设计任务书

产品描述书

产品明细表

产品爆炸图

整车成本核算书

操纵稳定性计算

平顺性能计算

前后悬架刚度和阻尼匹配计算分析

完善和修改计划任务书

一本产品描述报告

整车及各总成零部件明细表

整车主要总成草图

不同配置的核算书

制动力匹配校核报告

吸能式转向管柱结构耐碰撞结构设计方案悬架选型与设计方案动力性能计算报告

燃油经济性能分析报制动力匹配校核

吸能式转向管柱结构分析及选用

耐碰撞结构设计方案

悬架选型与设计方案

动力性能计算

燃油经济性能分析

人体坐姿校核报告

轴荷分配计算及转弯转向系统设计校核报人体坐姿校核

轴荷分配计算及转弯半径调整校核报告

转向系统设计校核

总体设计总概述报告

各总成位置总布置及造型方案报告

车轮跳动图与轮罩设风窗玻璃刮水器运动后视野校核报告

脚踏板改进校核报告

上下车方便性校核报总体设计总概述

各总成位置总布置及主要控制硬点

造型方案

车轮跳动图与轮罩设计

风窗玻璃刮水器运动学校合

后视野校核

脚踏板改进校核

上下车方便性校核

主要控制硬点报告

计报告

学校合报告

半径调整校核报告

分析及选用报告

报告

报告

匹配计算分析报告 26

27

28

29

30

总体设计有关的三维主要零部件选型方案DFMEA设计失效分总布置图, 运动学校合图等

零部件匹配计算及性能指标要求

主要零部件系统的设计潜在失效模式及后果分析DFMEA分析

模拟整车使用路谱进行可靠性仿真和优化

NVH振动噪声仿真分析和结构优化

数模及二维图纸若干项

及基本性能要求

析报告

整车可靠性仿真分析

NVH振动噪声分析

1.1.3总体设计概述

根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进行总布置初步设计和计算。

总布置的基本思路为：为达到有关标准和法规的要求和设计任务书的要求使整车主要尺寸与竞争同类产品对比, 来确定设计任务书和设计要求（详见同类车型设计参数表1.1.3）。

表1.1.3类比产品分析

车型 车长/ 车宽车高mm /mm /mm

4117现代695 840 10

Trajet

本田odyssey

三菱

space

wagon

东南

富利卡

通用

GL8

SAIC

SH6460

600

4320

5114

4546 710

847

150

710

129

161.9

4

4775

130

172.98

00

126/52160

1816发动机容量/L

1.997

2.25最大功率

140ps／6000rpm

最大扭矩

19.0kgm／4500rpm

240Nm／4800rpm

210Nm/4000rpm

167Nm

250/4400

最高车速

172km/h

180km/h

175km/h

135km/h

168km/h

156.7km/h

加速时间

14.7s

150bhp／5800rpm

2.35 96kw/5000rpm

2.0 90kw

11.2s

13.4s

16s

14.8s

整车主要各总成的情况如下：

(1) 发动机传动系统的布置

发动机总成及附件的布置有几种形式: (a)前置前驱动(纵置和横置两种); (b)前置后驱动(纵置); (c)后置后驱动(纵置和横置两种); (d)中置后驱动(纵置); (d)四轮驱动(纵置和横直两种);多数布置形式的散热器及空调冷凝器布置到前舱中,其优点是发动机散热器及空调冷凝器冷却效果好,而且可以充分利用前舱空间，便于维修保养。

(2) 转向系统

多数中小车辆转向系统采用齿轮齿条转向器.结构简单,一般采用两端出力式,采用断开式横拉杆,少数车辆也采用单侧出力式. 采用两端输出式齿轮齿条转向器，直接驱动转向节臂。优点：结构紧凑，易于布置, 直接驱动，机械效率高, 零件数量少，成本低。

(3) 悬架布置

由于轴荷的变化,及运动过程中与转向系统干涉都要检验，悬架的元件需作优化, 如减震器、螺旋弹簧校核，调整其阻尼及刚度,下摆臂长度调整, 横向稳定杆重新布置, 纵向拉或推力杆设计, 副车架需重新设计。

(4) 制动系统

因前后轴荷分配有变化，故前后制动系统力也需调整和优化（一般需调整制动分泵的直径,或制动鼓直径）。

(5) 驾驶区踏板位置布置

因前轮罩，为保证离合器踏板中心至最近障碍物（车轮）的距离符合标准要求，需进行仔细的布置,以便获得好的舒适性.

(6) 车身最小外形与控制结构布置设计

很多设计是全新设计,也有部分设计任务是改进部分结构, 如前围部分进行全新设计，包括A柱、前车门、风窗玻璃、前保险杠等。以满足碰撞要求。必须进行人机工程学布置和三维建模,确定设计控制结构及尺寸, 这时车身的外形轮廓或边界可以根据人体布置和发动机等的布置进行初步的边界确定, 一般按照法规要求, 根据头廓包络体的基础上加一定的间隙(一般为30~150mm), 高档汽车一般要大一些.

仪表板部分：在保证其基本安装尺寸及组合仪表等通用件(COPY件)选型的前提下，对仪表板进行重新造型设计。仪表板全新设计，各种附件可以沿用，也可以根据造型需要重新设计或选型。

前后照灯总成可重新设计, 也可以选型。

(7) 电气系统布置与设计

如前所述，根据电器元器件的布置位置设计或修改设计电器线路和线束图。

(8) 确定和计算汽车的整车参数

(9) 人机工程校核及人体布置设计

(10) 有关法规检查与校合

图1.1.4某轿车三维总布置俯视图

图1.1.5某轿车三维总布置图

图1.1.6某牵引车三维总布置图

图1.1.7某客车底盘三维总布置图

图1.1.8某轿车三维总布置二维侧视图

图1.1.9某轿车三维总布置二维俯视图 人机工程设计与驾驶区布置设计

图1.1.10某轿车三维人机工程设计与布置

图1.1.11某轿车三维乘坐舒适性设计与座椅布置

图1.1.12某轿车三维视野法规校核 图1.1.13某轿车三维操纵与指示仪表人机工程

图1.1.14某轿车三维前灯具的布置

图1.1.15某轿车三维后灯具布置

图1.1.16某轿车座椅的布置

图1.1.17为变速操纵机构布置方案设计 图1.1.17某轿车三维变速操纵系统布置

图1.1.18为前、后保险杠的设计及拖勾校核

图1.1.18某轿车三维保险杠设计与托勾的布置

1.1.4质量参数计算原理

(1) 基本原理

转动惯量是汽车动力学仿真分析过程不可缺少的参数，考虑到国内目前这方面的测量设备还缺少，我们在设计的过程中采用计算的方法进行转动惯量确定。在简单的牛顿力学中，汽车质量是假定集中在汽车的重心处。这种假设可能对最简单动力学模型，或者是非常粗糙的估算目的比较适用。如果汽车动力学分析中涉及有转动问题，这样简单模型就不适用了，那么汽车质量相对质心的分布情况就必须考虑了，也就是必须考虑转动惯量I。根据我们所收集到的资料估算方法有很多种，各种方法所适合的汽车种类和使用目的有所不同。当然也可以通过三维CAD系统计算质量参数, 有时简化算法也十分有用,如下所述.

(2) 计算方法

Mab最常进行引用的横摆转动惯量估算方法，

IZZ＝mab (1.1.1) Burg试验了大量方法同56辆欧洲车辆的测试值进行比较，发现横摆扭矩的最佳关系系数如下：

Izz＝0.1269mlL (1.1.2)

式中l是轴距, L整车总长

Reide是通用公司的研究人员，推荐整车相对整车质心坐标系的侧翻、俯仰、横摆转动惯量的最佳拟和结果如下：

Ixx?0.37m?86.4,R2?0.893 (1.1.3)

( 1.1.4)

IYY?2.56m?1103,R2?0.919Izz?2.86m?1315,R2?0.92 (1.1.5)

R是平均半径, m质量

, 式中a为轮距, b为轴距

ALLEN提出的侧翻力矩办法：

Izz?1m(W2?h2)12 (1.1.6)

在这里

2h2??1h12??2h2 (1.1.7)

?1??2?1 (1.1.8)

图中的?1和?2是重量系数，这个重量系数考虑了不同高度汽车的比例。W汽车轮距.

图1.1.19平均高度汽车

?1

?2

h1

h2

重心高度公式如下：

hcg?0.38hroof?5% GARROTT 提出公式如下：

hcg?0.4hroofIxx? (1.1.9)

mtavhr4 (1.1.10)

IYY?mab (1.1.11)

Izz?IYY (1.1.12)

t为汽车净宽(去掉附件宽度) , h为汽车总高.

GARROTT的修正的公式如表1.1.4所示：

表1.1.4 质量参数的估算方法

轿车 卡车

hcg?540.8?38.1mmIxx?(0.73?0.13)mtavhr4

?(1.07?0.17)mab

hcg?678.4?101.6mmIxx?(0.67?0.16)mtavhr4

?(1.04?0.22)mab

hcg?0.395hroof?2.6%IYYhcg?0.387hroof?3.5%IYYIYY?(1.03?0.08)mabGARROTT也通过测量数据拟和曲线，介绍了轿车和卡车的转动惯量参数是汽车质量的函数：

轿车：

IYY?(1.0?0.1)mab

Ixx?0.538m?203,R2?0.8 (1.1.13)

IYY?2.96m?1558,R2?0.89 (1.1.14)

Izz?3.08m?1635,R2?0.88 (1.1.15)

R是平均半径,

卡车：

Ixx?0.66m?319,R2?0.7 (1.1.16)

IYY?3.35m?2247,R2?0.7 (1.1.17)

Izz?3.08m?1821,R2?0.73 (1.1.18)

NOON提出了三种方法用于估算横摆转动惯量。这些方法出于方便的原因称为NOON-1，NOON-2，NOON-3。第一种方法力矩是质量和总长的函数：

IzzmL2?12

(1.1.19)

第二种方法力矩是质量和轴距的函数，假定质量集中在距离车辆几何中心一半轴距的地方。

Izzml2?4 (1.1.20)

NOON的第三种方法，认为引擎是影响棱柱原理应用的最有意义的集中载荷，考虑到引擎质量的影响，组合方法一和方法二，公式如下：

IzzmL2ml2?2(1?x)?(2x?1)124 (1.1.21)

其中x是前桥载荷在整车总质量中所占比例。

BIXEL认为对于所有汽车的侧翻力矩都可以用下式进行估算：

Ixx?m(hroof?hcg)tK (1.1.22)

K近似是一种常数，对每一类汽车进行分别确定。

轿车的俯仰转动惯量可以用下式进行估算：

Iyy?m(hroof?hcg)LK (1.1.23)

多用途车，皮卡车，客车的俯仰力矩的估算公式：

Iyy?m(hroof?hcg)lK (1.1.24)

所有汽车的横摆转动惯量可以估算如下：

Izz?mtlK (1.1.25)

除了横摆转动惯量以外，BIXEL提出的所有方法使用重心高度。

BIXEL的因数K在下表中进行了总结，BIXEL 说明这些估算常数必须随着车辆设计的发展必须进行改进。

表1.1.5 因数K

车辆种类 俯仰 侧翻 横摆

轿车 5.2901 7.9846 2.1942

运动型车辆 4.2193 9.4212 2.2048

运动型车辆 3.4510 9.4212 2.2048

皮卡车 3.3783 9.4738 2.1858

客车 3.4734 7.8854 2.2168

转动惯量的推荐计算公式

根据理论估算和试验测定数值的比较SAE推荐的转动惯量估算方法如下：

轿车前驱动最好的估算方法：

表1.1.6 前驱动估算方法

调整公式

IxxIyy

0.1274m(hroof?hcg)t?6.5%0.1425mlL?5.7%

0.1478mlL?4.8%

535mm?3.0%

Izz

hcg

后驱动轿车最好的估算公式：

表1.1.7 后驱动估算方法

调整公式

IxxIyy

0.120m(hroof?hcg)t?9.5%

0.0733m(l?L)?5.2%

22Izz

hcg

mL2l21.015(2(1?x)?(2x?1)m)?5.9%124

0.39hroof?4.9%

运动型车辆最好的估算公式：

表1.1.8 运动型车估算方法

调整公式

IxxIyy

0.145mtavhr?7.6%0.1561mlL?5.5%

Izz

hcg

0.4622mtl?6.7%

0.39hroof?5.4%

皮卡车最好的估算公式：

表1.1.9 PICKUP估算方法

调整公式

IxxIyy

0.138mtavhr?7.4%0.952mab?5.2%

0.958mtl?4.6%

0.376hroof?3.5%

Izz

hcg

客车最好的估算公式：

表1.1.10 客车的估算方法

调整公式

IxxIyy

0.1212m(hroof?hcg)t?8.0%0.1508mlL?7.4%

0.1525mll?7.4%

Izz hcg

0.381hroof?2.8%

1.1.5 国家强制性法规或标准

表1.1.11为强制法规目录, 总共43项, 每年都会增加.

表1.1.11强制法规目录

前方视野 GB11562—94

GB15083--94

座椅系统的强度

后视镜 GB15084—94

操纵件、指示器及信号装置的标志 GB4094—1999

汽车护轮板 GB7063—94

车速表 GB15082—1999

汽车外部凸出物 GB11566—95

汽车制动系结构、性能 GB12676—1999

汽车风窗玻璃刮水器洗涤器 GB15805—94

除霜 GB11556—94

汽车风窗玻璃

除雾 GB11555—94

汽车外部照明和信号装置的安装规定 GB4785—1998

前照灯配光性能 GB4599—94

汽车前雾灯配光性能 GB4660—94

汽车前和后位（侧）灯、示廓灯、制GB5920—1999

动灯配光性能

汽车倒车灯配光性能 GB15235—94

汽车及挂车转向信号灯配光性能 GB17509—1998

汽车后雾灯 GB11554—1998

汽车及挂车用回复反射器 GB11564—1998

防止汽车转向机构对驾驶员的伤害的GB11557—1998

规定

GB5083—94

汽车与客车座椅.

GB11550

汽车座椅头枕

汽车内饰材料燃烧特性 GB8410—94

汽车外廓尺寸 GB1959—89

汽车号牌板 GB15741—1995

道路机动车辆灯泡尺寸、光电性能要GB157776.1—95

求

安全带安装固定点 GB14167—93

门锁及门铰链 GB15086—94

汽车转向系统基本要求 GB17675—1999

GB1495

汽车加速行驶车外噪声

GB/T1496

国机管（1999）20汽车标志 号

标机管[1999]280

记汽车安全玻璃 机械汽[1995]645检查号

安全带 GB7258—1997

CMVDR631

CMVDR346

CMVDR634

CMVDR635

CMVDR339

CMVDR221

CMVDR633

CMVDR632

CMVDR148

CMVDR120

CMVDR119

CMVDR107

CMVDR123

CMVDR106

CMVDR138

CMVDR103

CMVDR217

CMVDR225

CMVDR221

汽车和挂车侧标志灯配光性能

加速踏板的技术特点

发动机罩盖卡锁

侧门强度

前后保护系统

机动车前照灯使用和光束调整技术规定

汽车用安全玻璃

轿车内部凸出物

汽车正面碰撞乘员保护

1.1.6 汽车整车开发主要内容

GB11561—89

GB11568—89

GB15743—95

GB17354—98

GB754—87

GB9656—1996

GB11552—1999

CMVDR191

CMVDR294

1开发目标

(1)在选定的”某型号”参考车的基础上进行新型”某型号”的设计开发；新车型应造型美观，设计合理，知识产权自己, 并满足”某企业”现有的制造条件要求。

(2)设计过程中应充分考虑参考的”某型号”车的现有可利用结构与方案(知识产权允许)。

(3)该车型应满足国家产品定型标准及其他强制性标准要求。

(4)新车型考虑系列化的可能性要求。

(5)基本参数要求

表1.1.12 设计主要参数(一般整车厂根据参考车型确定)

项目 参数或型式 备注

生产纲领(辆/年) 50，000

基本形式 5门/两厢/7座

发动机 与”某型号”轿车相同 与参考”某型号”车接近

驱动方式 前轮驱动或4轮驱动 考虑4驱选装

变速箱 5档机械变速箱 与参考”某型号”车各档传动比接近

轮距mm 前约1400 与参考的”某型号”车接近

后约1400

轴距mm 约为2500 与参考的”某型号”车接近

4250?1650?1600

总体尺寸mm 与参考的”某型号”车接近

8

燃油经济性l/100km 与参考的”某型号”车接近

160km/h

最高车速 与参考的”某型号”车接近

25%

最大爬坡度 与参考的”某型号”车接近

质量kg 总质量1690 与参考的”某型号”车接近

整备质量1200

接近角/离去角 22°/ 20° 与参考的”某型号”车接近

(6)成本要求

新车型目标成本价格为：8~15万元.

(7)开发周期

共18个月. 18个月后能够进行批量生产。 其中, 包括生产模具的开发, 定型车试制,

定型试验和产品认证. 开发设计冻结时间共计16个月, 提供模具数模时间为第8个月开始,

确认模具铸造件数模约第12个月, 冻结模具NC加工数模为第13个月, 二维图纸冻结为16个月. 详见附3开发计划进度表

项目主要内容

2 产品描述文件建立

通过整车的总体设计, 实现产品零部件的产品描述表, 爆炸图及零部件明细表的建立.以便实现项目分组管理和协同开发(Collaborative Product Development), 并便于试制管理, 生产配套管理和组织, 以及售后服务等.

(1) 产品零部件明细表(全部3000多个零件及总成)

(2) 爆炸图(主要总成)

(3) 产品描述表(3000多个零件每个零件及总成一张)

(4) 零部件供应商清单(零部件试制与试验明细)

(5) 沿用件清单(选用其他车型件或平台件清单)

3 造型设计

造型草图与彩色效果图设计

1：1油泥外模型

1：1油泥内模型

1：1数控外模型

三维测量与曲面光顺

结构分块

4 整车总布置设计

(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.

(2)整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配,也就是众所周知的总布置设计或总布置图. (LAYOUT DESIGN 或 PACKAGING DESIGN) . 采用三维实体CAD总布置设计,实现了高精度的布置和设计.

(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车身,底盘与零部件相互关系的基准点,线,面及控制结构的统称.

(4)整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学干涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学干涉校合, 转向梯形校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.

(5)整车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如人体模型的三维建模及三维总布置设计,前后视野校合,上车舒适性校合, 雨刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等尤其有一些零部件要国内替换, 因此要人机工程校合.

(6)整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.

(7)整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型, 并完善设计任务书,

并为项目协同开发创造条件.

(8) 主要零部件选型与匹配(乙方与甲方共同确定, 乙方匹配), 安全带与气囊选型和仿真（气囊试制与试验匹配由气囊供应商负责）, 电喷和排放匹配(由电喷配套商负责, 乙方配合).

表1.1.13 总体设计的主要工作内容及总结的技术报告

序号 报告名称 工作内容

28

29

30

总体设计总概述报告

各总成位置总布置及主要控制硬点报告

造型方案报告

车轮跳动图与轮罩设计报告

风窗玻璃刮水器运动学校合报告

后视野校核报告

脚踏板改进校核报告

上下车方便性校核报告

人体坐姿校核报告

轴荷分配计算及转弯半径调整校核报告

转向系统设计校核报告

制动力匹配校核报告

吸能式转向管柱结构分析及选用报告

耐碰撞结构设计方案报告

悬架选型与设计方案报告

动力性能计算报告

燃油经济性能分析报告

操纵稳定性计算报告

平顺性能计算报告

前后悬架刚度和阻尼匹配计算分析报告

设计任务书

产品描述书

产品明细表

产品爆炸图

整车成本核算书

总体设计有关的三维数模及二维图纸若干项

主要零部件选型方案及基本性能要求

DFMEA设计失效分析报告

整车可靠性仿真分析

NVH振动噪声分析

总体设计总概述

各总成位置总布置及主要控制硬点

造型方案

车轮跳动图与轮罩设计

风窗玻璃刮水器运动学校合

后视野校核

脚踏板改进校核

上下车方便性校核

人体坐姿校核

轴荷分配计算及转弯半径调整校核报告

转向系统设计校核

制动力匹配校核

吸能式转向管柱结构分析及选用

耐碰撞结构设计方案

悬架选型与设计方案

动力性能计算

燃油经济性能分析

操纵稳定性计算

平顺性能计算

前后悬架刚度和阻尼匹配计算分析

完善和修改计划任务书

一本产品描述报告

整车及各总成零部件明细表

整车主要总成草图

不同配置的核算书

总布置图, 运动学校合图等

零部件匹配计算及性能指标要求

主要零部件系统的设计潜在失效模式及后果分析DFMEA分析

模拟整车使用路谱进行可靠性仿真和优化

NVH振动噪声仿真分析和结构优化

5 零部件结构设计或选型

(1) 前后悬架系统的匹配与设计(性能优化与仿真CAE, 以及弹簧, 导向杆, 弹性橡胶铰链,

减震器及其他零部件三维 CAD精确建模与二维图纸, 有关零件材料的分析).

(2) 制动系统的匹配与设计 (优化仿真CAE, 以及制动器, 传动装置及管路等零部件三维

CAD精确建模与二维设计图纸, 有关零件材料的分析).

(3) 动力传动系统的匹配与设计(优化仿真CAE, 以及变速器, 传动轴及万向节等零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸, 有关零件材料的分析).

(4) 转向传动系统的匹配与设计(优化仿真CAE, 以及转向器, 转向节及转向杆系等零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸, 有关零件材料的分析).

(5) 排气系统的设计(布置与热力学CAE, 以及消音器, 排气管道等零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸, 有关零件材料的分析).

(6) 汽油管路设计(管路零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(7) 汽车电器及线束设计(电器系统零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(8) 踏板总成及支架系统设计(运动学与强度CAE, 零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(9) 发动机附件选型或设计(主要零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(10) 空调系统选型与管路设计(管路零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(11) 座椅及其他主要标准零部件选型与部分设计(部分零部件三维 CAD精确建模与二维设计图纸).

(12) 其他零件选型或局部设计

6 白车身结构详细设计(BIW)

(1) 1：1外模型光顺后数据分块

(2) 车身设计断面的定义与尺寸确定

(3) 密封结构确定与密封件选择

(4) 确定分块线

(5) 与车身有关的设计硬点的确定

(6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)

(7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计)

(8) 发动机与驾驶室前围板设计

(9) A柱下段设计

(10) 发动机舱与前轮包设计

(11) 前后灯具设计(反射面与灯具厂共同设计)

(12) 格栅设计

(13) 前围板设计

(14) 前后风当总成设计

(15) 地板总成设计(前中后)

(16) 后门总成设计

(17) 前门总成设计

(18) 尾门或行李箱总成设计

(19) 前发动机罩设计

(20) 前保险杠设计

(21) 后保险杠设计

(22) 其他白车身件设计

7 内饰、外饰设计

(1) 有关零件的三维测量

(2)仪表板结构设计(包括风道, 仪表板结构设计及出风口设计)

(3) 车门内饰板设计(3个车门)

(4) A, B, C, D柱内饰板.

(5) 驾驶操纵区饰板.

(6) 汽车地板饰板. (7) 转向柱饰板.

(8)顶盖内饰板.

(9) 防擦条与其他内外饰条.

8 车身附件选型与设计

(1)雨刷系统设计

(2) 车门锁系统选型与操纵设计

(3) 玻璃升降器选型与设计

(4) 车门密封条选型与设计

(5) 其他附件选型或设计

9 结构优化与仿真分析(CAE)

(1) 白车身结构有限元分析(模态, 强度, 刚度分析)

(2) 主要结构件分析与优化(车门等)

(3) 整车碰撞仿真与优化

(4) 底盘主要零部件的优化与仿真

(5) 运动件多刚体运动学与动力学仿真

10 第一辆螺钉车白车身试制(手工件)

11台概念车或试验车(Prototype)及1台白车身的试制

(1) 外覆盖件及前发动机舱件低熔点模具约20套件15套(模具及零件以配套价由甲方采购)

(2) 其余件手工制造12套(乙方制作)

(3) 保险杠, 灯具及仪表板开正是模具并制件15套(以配套价由甲方采购)

(4) 底盘零部件试制15套(以配套价由甲方采购)

(5) 其余所有零件试制15套(以配套价由甲方采购)

(6) 发动机等所有件由免费提供

(7)总装

12试验（性能试验/强检标准试验/碰撞试验）(按国家有关标准)

13模具工装试制与生产准备.

1.1.7 整车设计进度计划与项目管理方法

项目进度计划详见附1.1.15。

工时是按照每月160小时, 每年12个月, 一人年共计1920小时, 表1.1.14为每项设计开发的小时数, 可以计算每项工作的人月数.

表1.1.14 开发人员计划 单位：人工作小时

项目 工时

1600

1 产品描述文件建立

产品零部件明细表

产品描述表

零部件供应商清单

沿用件清单

400

400

400

200

200

4000

800

爆炸图

2 造型设计

造型草图与彩色效果图设计 1：1油泥外模型

1：1油泥内模型

1：1数控外模型(加工费甲方另行支付)

三维测量与曲面光顺

结构分块

3 整车总布置设计

市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.

整车的的总布置设计或总布置图.

确定设计硬点

运动部件的运动学校合,

总体设计实现人机工程设计和设计舒适.

整车性能计算和仿真

主要零部件的设计参数的确定.

主要零部件选型与匹配

4零部件结构设计或选型

前后悬架系统的匹配与设计

制动系统的匹配与设计

动力传动系统的匹配与设计

转向传动系统的匹配与设计

排气系统的设计

汽油管路设计

汽车电器及线束设计

踏板总成及支架系统设计

发动机附件选型或设计

空调系统选型与管路设计

座椅及其他主要零部件部分设计

其他零件选型或局部设计

5 白车身结构详细设计(BIW)

1：1外模型光顺后数据分块

车身设计断面的定义与尺寸确定

密封结构确定与密封件选择

确定分块线

与车身有关的设计硬点的确定

左右侧围设计

顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计)

发动机与驾驶室前围板设计

A柱下段设计

发动机舱与前轮包设计

前后灯具设计

格栅设计

前围板设计

前保险杠设计

800

1000

400

600

400

4000

500

800

200

500

500

500

500

500

12480

1920

960

960

960

960

960

960

960

960

960

960

960

18480

240

960

240

480

240

1920

960

960

480

1920

480

480

960

480 后保险杠设计

地板总成设计(前中后)

后门总成设计

前门总成设计

尾门或行李箱总成设计

前发动机罩设计

前后风当总成设计

其他白车身件设计

6 内饰、外饰设计

仪表板结构设计

车门内饰板设计

A, B, C, D柱内饰板.

驾驶操纵区饰板.

汽车地板饰板.

转向柱饰板.

顶盖内饰板.

防擦条与其他内外饰条.

7车身附件选型与设计

雨刷系统设计

车门锁系统选型与操纵设计

玻璃升降器选型与设计

车门密封条选型与设计

其他附件选型或设计

8 结构优化与仿真分析(CAE)

白车身结构有限元分析

白车身主要结构件分析与优化

整车碰撞仿真与优化

底盘主要零部件的优化与仿真

运动件多刚体运动学与动力学仿真

480

1920

960

960

960

960

480

960

8160

1920

960

1920

960

960

480

480

480

2400

480

480

480

480

480

7680

1920

960

1920

1920

960

1920

9600

第一辆螺钉车白车身试制

台概念车(Prototype)及1台白车身的试制

外覆盖件及前发动机舱件低熔点模具约20套件15套

(模具及样件费用甲方另支付)

4800

其余件手工制造12套

保险杠, 灯具及仪表板开正是模具并制件15套(甲方

提供)

底盘零部件试制15套(甲方提供)

其余所有零件试制15套(甲方提供)

焊装及总装

4800

11试验（性能试验/强检标准试验/碰撞试验）(甲方另

支付)

12模具工装试制与生产准备指导(甲方另支付)

合计

70320 项目 38人年的设计工时,另加30人专家及管理人员共约60~70人年

38人年及项目管理人员12人, 以及技术专家20人, 共约70人年工作量, 峰值人员约70~80人.其中不包括试制样车人员约30人年, 零部件厂里技术人员约50人年, 共计约150人年的工作量.

表1.1.15 项目并行开发计划进度与设计流程管理

5月8月11月3月16月19月12121日 1日 1日 日 日 1日

月月131日 日

1 产品描述文件建立

产品零部件明细表

爆炸图

产品描述表

零部件供应商清单

沿用件清单

产品描述文件动态修

改

2 造型设计

造型草图与彩色效

果图设计

1：1油泥外模型

1：1油泥内模型

项目 1：1数控外模型(加

工费甲方另行支付)

三维测量与曲面光

顺

结构分块

3 整车总布置设计

市场调研和情报收集

后, 确定设计计划任务书.

整车的的总布置设计

或总布置图.

确定设计硬点

运动部件的运动学校

合,

总体设计实现人机工

程设计和设计舒适.

整车性能计算和仿真

主要零部件的设计参

数的确定.

主要零部件选型与匹

配

4零部件结构设计或

选型

前后悬架系统的匹配

与设计

制动系统的匹配与设

计

动力传动系统的匹配

与设计

转向传动系统的匹配

与设计

排气系统的设计

汽油管路设计

汽车电器及线束设计

踏板总成及支架系统

设计

发动机附件选型或设

计

空调系统选型与管路

设计

座椅及其他主要零部

件部分设计

其他零件选型或局部

设计

CAE优化及试验后修

改各项设计及数模及图纸

5 白车身结构详细设

计(BIW)

1：1外模型光顺后数

据分块

车身沿用件COPY及

通用件建模

车身设计断面的定义

与尺寸确定

密封结构确定与密封

件选择

确定分块线

与车身有关的设计硬

点的确定

左右侧围设计

顶盖设计(外板, 横梁

与纵边梁设计)

驾驶室前围板设计

A柱下段设计

发动机舱与前轮包设

计

前后灯具设计

格栅设计

前围板设计

前保险杠设计

后保险杠设计

地板总成设计(前中

后)

后门总成设计

前门总成设计

尾门或行李箱总成设

计

前发动机罩设计

前后风当总成设计

其他白车身件设计

CAE优化和试制后局

部修改和完善数模及图纸

6 内饰、外饰设计

结构分块线

主要内外饰件设计断

面

COPY件建模

仪表板等设计硬点

仪表板结构设计

所有门的车门内饰板

设计

A, B, C, D柱内饰

板.

驾驶操纵区饰板.

汽车地板饰板.

转向柱饰板.

顶盖内饰板.

防擦条与其他内外饰

条.

其他饰板及饰件

CAE优化后及试制后

局部修改设计数模及图纸

7车身附件选型与设

计

雨刷系统设计

车门锁系统选型与操

纵设计

玻璃升降器选型与设

计

车门密封条选型与设

计

其他附件选型或设计

CAE优化后及试制后

局部修改设计数模及图纸

8 结构优化与仿真分

析(CAE)

白车身结构有限元

分析

白车身主要结构件

分析与优化

整车碰撞仿真与优

化

底盘主要零部件的

优化与仿真

运动件多刚体运动

学与动力学仿真

9 第一辆螺钉车白车

身试制

10台概念车

(Prototype)及1台白车身的试制

第一台碰撞样车(螺

钉车加模具件纵梁和模具件前轮包及参考样车部分地板零件组焊后用于碰撞模底试验)

修改必要的结构设计

及数模

2台碰撞试验样车试

制

其他8台汽车样车及

1个白车身试制

外覆盖件及前发动机

舱件低熔点模具约20套件15套(模具及样件费用甲方另支付)

其余件手工制造12

套

保险杠, 灯具及仪表

板开正规模具并制件15套(甲方提供)

底盘零部件试制15

套(甲方提供)

其余所有零件试制15

套(甲方提供)

焊装及总装

11试验（性能寿命试

验/强检标准试验/碰撞试验）(甲方另支付)

性能模底试验与优化

第一台车碰撞试验

碰撞模底试验与结构

优化

定型碰撞试验(甲方)

强检试验(甲方)

底盘部分结构优化

车身结构少量的修改

性能与寿命试验(甲

方)

申请产品公告(甲方)

12模具工装试制与生

产准备指导(甲方支付模具费用及工装制造费)

模具工装完成(甲方)

外协件模具及生产准

备(甲方)

生产设备及厂房准备

(甲方)

生产调试(甲方)

试装和整线联调50

台试产(甲方)

1个月500台试产质

量阀门(甲方)