車身概念設計的案例
MeshWorks創建白車身概念模型如此簡單！
車身前期概念設計階段的目標是從總體上把握車身的結構形式和各項性能指標，忽略車身細節。在概念設計階段所產生的設計缺陷無法在今后的設計過程中進行修補，因此在概念設計階段快速建立白車身概念模型非常重要。在白車身第一版CAD數據發布之前，快速建立白車身概念模型并快速進行性能評估和方案迭代已經成為車型開發流程中必不可少的手段，可以大大縮短車型開發時間。
在過去，利用一些專門的CAD概念建模工具，通常建立完整白車身概念全參數化模型需要1-3個月時間才能完成，并且軟件學習難度極高，導致無法普及并廣泛應用。
MeshWorks的ConceptWorks模塊是專門針對快速創建全參數化白車身及梁、接頭所開發的。在最新的V2022版本中，增加了非常簡單易學的通過截面信息快速創建白車身梁結構的功能，普通工程師1個小時內即可完全掌握！
本文介紹的“截面梁”功能尤其適用于當只有點云數據時，不需要依賴于CAD，可以在抄數數據上截取截面，作為輸入快速的創建梁，不需要借助其其他工具，由抄數數據到合格的梁網格全部在MeshWorks中完成。
演示如下：
只需白車身的截面信息：
創建的白車身結構如下：
生成的梁局部細節如下：
步驟視頻如下，如此簡單！
整個白車身創建過程在幾天內完成，創建后可以方便的應用MeshWorks的參數化功能對整個結構進行參數化調整，也可以用MW強大的網格變形功能做方案迭代。
展開 MADYMO在車身結構概念設計方面的應用
在車身開發早期階段，可以應用MADYMO多剛體車身模型 (Frame model)進行多種設計方案的對比，以便盡早發現并解決設計缺陷。在DV和PV階段，進行FE模擬。
對于現有車型，可以利用MADYMO Frame model發現車身結構存在的問題，尋找改進方案。
同時，由于MADYMO Frame model的計算效率明顯優于FE model, 可用于platform 車型的結構優化。由于技術保密等原因，很少有公開發表的論文。
MADYMO Frame model的缺點是：建模難度大、周期長。一般需要有經驗的工程師3個月的時間，才能建立一個validated frame model。
下文是韓國大宇的一篇論文，詳細介紹Frame model在Frontal impact中的應用。
1999-01-0072_MADYMO_frame_model.pdf
展開 六座跑車的白車身設計：利用HyperWorks最大化車身剛度并滿足強度要求
學生、多學科學院和合作伙伴分工合作，用兩年時間設計并制造了一輛新的原型車。每個項目都注重利用創新設計流程和工具來進行汽車開發，把設計結果和突破性的產品部件整合起來，也給學生提供了汽車設計和工程動手體驗。Deep Orange項目是CUICAR的一部分，CUICAR更大的戰略重點是進行跨學科研究，應對采用高級汽車設計技術和產品創新所帶來的的行業和社會挑戰。
Deep Orange項目和Altair 合作，利用高級計算機仿真方法設計他們的汽車。Altair 贊助實習和獎學金，并通過提供Altair HyperWorks 仿真技術的網絡研討會和現場教學幫助學生增長知識。CUICAR 的第三代原型車 “Deep Orange 3” 項目就是基于仿真設計一個例子。Deep Orange 3的特點是擁有基于創新的片材折疊技術的承重結構和獨特的三加三座位配置。下面描述了這個設計，并總結了如何應用Altair HyperWorks 來滿足結構性能要求。
挑戰
Deep Orange 3 項目的目標是基于“針對Y一代市場的主流混合”概念而開發的一款車。該項目的主要贊助來自馬自達北美運營商，Art Center College of Design是設計合作伙伴。獨特室內座椅概念是由針對Y一代廣泛的市場分析得來。六座位概念是為了容納四位男性乘員在外側座位（百分之九十五的男性可以坐下），和兩位男性乘員在中間座位（百分之的五十可以坐下），用了兩排座椅，每排三個的配置。
選擇相應的白車身結構設計概念是為了探索工業折紙技術，這使更輕材料折疊成復雜車身結構件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發白車身部件的幾何、拓撲等功能需要設計專業的學生與結構專業的學生之間廣泛的合作，也需要仔細平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設計要求。
展開 六座跑車的白車身設計：利用HyperWorks最大化車身剛度并滿足強度要求
獨特室內座椅概念是由針對Y一代廣泛的市場分析得來。六座位概念是為了容納四位男性乘員在外側座位（百分之九十五的男性可以坐下），和兩位男性乘員在中間座位（百分之的五十可以坐下），用了兩排座椅，每排三個的配置。
選擇相應的白車身結構設計概念是為了探索工業折紙技術，這使更輕材料折疊成復雜車身結構件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發白車身部件的幾何、拓撲等功能需要設計專業的學生與結構專業的學生之間廣泛的合作，也需要仔細平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設計要求。
“Altair給我們巨大的支持，教我們的研究生怎么利用HyperWorks軟件開發白車身。通過 HyperWorks，我們在用折疊金屬折紙技術創建輕巧結構設計的過程中開發出最好的拓撲結構。”
Dr.
展開 
【JY】結構概念設計之（隔震概念設計）
可見傳統的抗震結構是通過結構和結構構件來抵抗并消耗地震能量的，設計時將地震作用作為一種外加荷載，與作用在結構上的其他荷載進行組合來設計和驗算結構是否滿足設計和使用要求。
結構概念設計文章可看：
【JY|理念】結構概念設計之(結構體系概念)
【JY|理念】結構概念設計之(設計理念進展)
然而，在烈度較高地區或是安全級別較高的建筑物，采用傳統的抗震方法較難滿足要求，即便滿足安全要求，也會犧牲建筑功能或是其他要求(如傳統結構設計的醫院，在大震后幾乎喪失了救助能力)。
而隔震和消能減震技術則提供一條新的抗震途徑。尤其是隔震技術，經歷過實際地震檢驗，可以有效的減輕地震作用，提升工程抗震能力，對保護人民生命財產安全、減輕震害具有明顯的經濟效益和社會效益。隔震結構則增加了專門的變形和耗能裝置：橡膠隔震支座和阻尼器（如鉛阻尼器、油阻尼器、鋼棒阻尼器、粘彈性阻尼器、滑板支座等），橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性，此外鉛芯橡膠隔震支座同時還具有消耗地震能量的耗能特性。
此外，傳統的抗震結構體系中，低層建筑物的基本自振周期與地震動的卓越周期接近，而隔震結構體系通過隔震層的設計，使隔震結構的周期延長到2~5秒，能夠有效地降低了結構的地震加速度反應。
隔震技術的被動控制中最為成熟和應用廣泛的就是基礎隔震技術。與傳統抗震技術不同，
基礎隔震技術的設防策略立足于“隔”，采用“拒敵于門外”的防御戰術，“以柔克剛”，利用專門的隔震元件
，在建筑物和基礎之間設置隔震層，將輸入地震波中與結構發生共振的頻率段過濾掉，以集中發生在隔震層的較大相對位移為代價，阻隔地震能量向上部結構的傳遞，大大提高建筑物的可靠性和安全性。
展開 空氣動力學車身 F1概念車 ￥8
使用 SolidWorks 進行參數化建模，基于 F1 設計理念的空氣動力學車身
- 具有多單元輪廓的前后翼組件 -
懸架系統布局（雙叉臂式、推拉桿式結構）
- 底盤布局和組件集成
- 精確的車輛比例和工程細節 -
用于可擴展性的結構化特征樹和裝配層級。
該 CAD 模型適用于：
- CFD 分析（外部空氣動力學和流動相互作用）
- 結構和運動仿真
- 設計優化和學術研究
- 經過少量 DFM 調整后用于增材制造/3D 打印
- 可視化和工程作品集應用
本項目的目標是在專業的 CAD 環境中應用賽車工程原理，同時培養高級曲面建模、裝配設計和面向分析的設計工作流程方面的能力。
這是一個非商業性的教育工程概念模型，僅用于學習、分析和作品集展示。??
展開 超輕型電動概念車在日本誕生 采用復合材料車身
幾乎整個車身都是用碳纖維增強塑料(CFRP)制成的。事實上，ItoP汽車除了電池和驅動系統，本上沒有金屬和玻璃，塑料單殼式結構車身重量是147公斤(是鋼架重量的一半)，整車車身重達850公斤，其中47%是塑料。作為日本政府支持項目的一部分，這車輛是與東京大學聯合開發的。
ItoP概念車重850公斤，其中47%是塑料
這款車的車身由東麗開發的碳纖維增強熱固性樹脂復合材料制成，比同類金屬結構輕約50%。這種設計據說是為了防止壓力集中在任何一個部件上。據報道，與使用碳纖維增強塑料的傳統汽車相比，這種汽車的車身耐用性提高了約200%。
由東麗開發的熱固性樹脂具有很好的柔韌性，作為復合基體材料被描述為結合了聚輪烷可滑動交聯劑。聚輪烷是一種由弦和環組成的機械聯鎖分子，在分子軸上有多個環，兩個龐大的端基阻止了環的脫落。
住友化學開發了塑料擋風玻璃，它是由兩種樹脂混合制成的。住友化學是一家生產丙烯酸樹脂和聚碳酸酯樹脂的公司。
此外，懸架系統采用相同的聚輪烷交聯CFRP線圈、片簧和懸架臂。該車的量產可能要到2028年。
抗沖擊粉碎盒采用了改性玻璃纖維聚酰胺
聚輪烷也被用于抗沖擊“粉碎盒”中，這種“粉碎盒”由玻纖增強聚酰胺樹脂制成，放置在車輛的前部和側面。電池盒和底座也采用了碳纖維增強塑料，實現減重30%，提高了耐沖擊性。
展開 基于概念設計的汽車輪轂輕量化設計
6 結束語
概念設計是機械產品的前期設計，前期設計的好壞直接決定后期產品性能的走向，拓撲優化技術作為概念設計的重要手段，不僅可以得到結構的合理材料分布，而且能夠實現結構的輕量化。本文利用Proe、Hypermesh、Optistruct和OSSmooth等軟件進行多學科聯合仿真，通過折中規劃法解決多工況優化問題，結合變密度拓撲優化法實現了汽車輪轂的概念設計，分別得到了3種汽車輪轂的創新結構模型。二次設計后，進行了仿真驗證分析，結果表明：7輻輪轂在滿足A356鋁合金許用應力的前提下，質量比原汽車輪轂減小了12.2%，而且7輻輪轂的最大應力值與許用應力值還有一定的余量，可以為下一步（詳細設計）輕量化提供參考。
參考文獻：
[1] 馬芳武,王卓君,楊猛,等 .汽車后副車架輕量化概念設計方法研究[J].汽車工程,2021,43(5):776-783.
[2] 郭乾統,田凌 . 面向機械產品概念設計的知識庫設計研究[J].圖學學報,2015,36(5):712-723.
[3] 侯文彬,張紅哲,徐金亭,等.基于概念設計的客車車身結構設計與優化系統[J].湖南大學學報(自然科學版),2013,40(10):59-63.
[4] 史峰源,李世強,劉志芳 . 沖擊載荷下結構拓撲優化設計與動態響應分析[J].北京理工大學學報,2022,42(6):578-587.
[5] 傘曉剛,王瑩,薛育 . 基于連續體拓撲優化的大型基座輕量化設計[J].長春理工大學學報(自然科學版),2012,35(3):5-7.
[6] 何文杰,黃奇 . 基于 ABAQUS 的齒輪簡化杯狀體輕量化設計[J].輕工機械,2022,40(4):95-99.
[7] 聞邦椿.產品設計方法學[M].北京:機械工業出版社,2011.
展開 2021車身大會 | 徐明：從數據驅動視角打通車身質量控制與設計制造
通過這樣一個短片，大家對海克斯康能夠給提供的所有方案有了一個初步的認識，包括設計工程，生產制造，計量測試。下面我就給大家來介紹一下這些方案和產品如何組合在一起，來改進我們車身的設計，做一個全生命周期的車身設計。
在車身仿真里面，我們海克斯康的解決方案被各大車企和供應商大量使用。中午沈總在聊天的時候還在說，車企在前端仿真方面急需進一步提高，這里還有非常大的提高空間。從我個人經歷來講，我在二十年前就知道國外一些車企在做數字化的白車身，里面隱藏了很多數字化的知識，然后不斷地迭代。國內起步晚，從車身仿真角度來講，我們還有很多事情要做。
過去我們在做車身仿真的時候，里面這些鈑金件和焊接都是通過簡化來做的，可能把它簡化成具體的單元，但并沒有反映車身實際的情況。過去為什么沒有把真實的情況仿真，然后去做后面碰撞的計算，因為從解決方案角度來講有些限制。
我們看一下海克斯康是如何解決這個事情的。我這里引用了一篇文章，我們過去對車身進行仿真的時候，要么是在前端設計端，后續對沖壓車間、車身重建、涂裝等都是獨立的，形成一個一個的節點，數據之間互相不連通。海克斯康通過解決方案可以把獨立數據連接起來形成車身的仿真方案，這樣仿真無論是最前面的設計，還是到后面的沖壓、車身甚至到涂裝都可以把這個數據串聯起來。后面的數據還可以通過質量管理軟件方案返回到前端來改善設計，這是我們海克斯康一個非常獨特的點。
將來的車身可能會進一步整合減少零件，但今天鈑金焊接件還是離不開的。比如今天一個客戶提出來電阻電焊焊接過程中對車身剛度影響很大，我們海克斯康就專門為它開發了電阻電焊的功能來提升車身仿真的精度。同時還會結合海克斯康的檢測和數據一起進行全生命周期的車身分析。
展開 Altair Inspire概念設計的利器-機車設計
我的回答是，Inspire確保你設計的產品能夠符合一般的力學性能，后面想怎么設計就怎么設計，你的能力超乎你想象！
早期接觸Inspire的朋友都會有個疑問，Inspire這么傻瓜式的軟件真的可以取代專業的CAE軟件嗎？這里有個概念，Inspire是一款針對工業設計師專門開發的軟件。專業的CAE工具我們留給專業的CAE工程師使用，Inspire的定位偏向于使用CAD軟件的設計工程師，填補設計工程師在工程方面的空白，讓設計師天馬行空的想法在Inspire的輔助下更可靠。好吧，這段話理解起來還是有點抽象，下面長話短說，先看東西！
一天，甲方爸爸來任務:提供一個規規矩矩的架子，給定一些參數，譬如承載量，車軸上的垂直載荷等等。
要求：符合提出的參數要求同時要最酷最炫市場獨一無二的造型。
乙方設計師：你叫我設計造型還好，符合參數要求我咋整呢？
他來了他來了，Inspire他出來，乙方設計師把模型導入Inspire，加上提供的載荷，來看視頻！
隨后，根據對Inspire生成的可靠骨架進行設計。（為設計的模型提供可靠的依據）
最后渲染（Inspire Studio
掂！
展開 船舶設計案例分享——游艇概念設計案例賞析
今天帶來的是
Zaha Hadid
為
德國造船商
Blohm+Voss設計的
一套S
uperyachts
系列
。
Superyachts
倫敦設計師Zaha Hadid為德國造船商Blohm+Voss設計了一套超級游艇系列。她為一艘128米的游艇設計了一個概念，這給為Blohm+Voss設計的五艘小型船只的設計提供了靈感。
圖片來源：https://www.dezeen.com/2013/10/15/superyacht-by-zaha-hadid-for-blohmvoss/
該設計的上部結構是由連接不同甲板的彎曲形狀組成的。這種概念性的語言已被縮減并應用于一系列90米的游艇，改進后使船舶滿足了海洋穿越的技術規范。Zaha Hadid說：“作為一個在動態環境中移動的動態物體，游艇的設計必須包含建筑之外的其他參數——這些參數在水上都變得更加極端，”她說，”每艘游艇都是一個工程平臺，它整合了特定的水動力和結構需求，以及最高水平的舒適度、空間質量和安全性。”
圖片來源
：
https://www.dezeen.com/2013/10/15/superyacht-by-zaha-hadid-for-blohmvoss/
爵士號游艇（下圖左側游艇）是該系列中五艘游艇中的第一艘，由Blohm+Voss的海軍建筑師進行了技術指定和詳細說明。它有一個鋒利的堅固的船頭，并且在后面變得更加開放。
圖片來源
：
https://www.dezeen.com/2013/10/15/superyacht-by-zaha-hadid-for-blohmvoss/
它的設計概念是在倫敦Zaha Hadid作品的最新展覽上推出的，是基于一個128米游艇的大師原型的雕塑形式。
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solidThinking攜手本土設計師，實現概念設計新突破
——記solidThinking與北京科技大學洪華老師的項目合作
solidThinking概念設計軟件雖然進入中國時間不長，但其自由實現創意的方式，卻獲得了很多本土設計師的青睞。近期，solidThinking與著名設計師，北京科技大學工業設計系洪華老師激情攜手，深入設計項目，在實際合作過程中迸發出眾多奪人眼球的亮點。
洪華老師是廣州亞運會火炬團隊的主設計師，擁有多年豐富的設計經驗和成功設計案例，項目涉及產品、形象工程、雕塑、展覽等眾多領域。最近，solidThinking在洪老師的一個廣場雕塑設計工程中提供軟件建模技術支持，輔助前期創意的視覺表現，在該項目中起到了重要作用。
“作為設計師，我的思維跳躍地非常快，尤其是在創意階段，很多靈感會突然閃現。草圖是記錄這些想法的最快辦法，但是也只能讓設計師自己看得明白，很難給客戶解釋清楚。”洪華老師說，“這次和solidThinking合作，讓我眼前一亮，這款軟件的自由曲面建模讓我頭腦里的圖像能快速傳遞出來，而且還能隨時調整，這對造型的推敲特別有幫助。”
圖1. 洪華老師概念創意階段草圖
圖2. solidThinking輔助創意方案效果圖1
“比如這個項目的兩個方案中，都有重復的元素，但是細節上又不完全相同。要是沒有歷史進程，調整這個模型會花很多時間，但是用solidThinking幾秒鐘就搞定了，而且渲染的效果又快又好，非常出乎我們的意料。這讓我們有很充裕的時間進行更多方案的創新。”洪老師繼續說道。
展開 某設計公司車身鈑金件設計指南
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建筑結構抗震設計的核心：概念設計
建筑結構抗震設計包含了兩個設計范疇，即概念設計和參數設計。建筑結構抗震概念設計主要針對地震的不確定性和有限元分析的近似性，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策；建筑結構的參數設計主要是采用二階段的抗震設計方法(地震作用計算、構件強度驗算和結構變形驗算等)實現三水準的抗震設防要求。
兩者是相輔相成的。作為一個正確的抗震設計，必須重視抗震概念設計，靈活而又合理地運用抗震設計思想，才能不致陷入盲目的計算工作。
1 結構概念設計的主要內容
01 合理的建筑體型和結構形體：
1）使風荷載效應最小；
2）使地震作用效應最小。
02 合理的結構選型：
1）應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
2）應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。
3）應具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
4）宜有多道抗震防線。
5）宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力集中或塑性變形集中。
展開 小天鵝工藝品概念設計和輕量化設計
技術鄰用戶：西藍花味甘
借助 solidThinking Evolve 自由的概念建模及渲染環境，設計師可以在創意階段自由發揮自己的創造力，將頭腦中的設計概念用三維的表現形式快速描述出來。將solidThinking Inspire和Evolve兩種工具結合，流程輕松效率高，很適合概念階段。
1、建模：
Evolve建模靈活修改方便，使用效率高。用多邊形NURBS化的曲面光順流暢。去掉多余的審美疲勞，簡單易上手
光順后模型雛形初現
多視角同時觀看模型，降低設計風險
2.使用solidThinking Inspire對天鵝頸進行優化，修飾一下天鵝頸
優化后結構如下圖所示：
基于優化結果在Evolve中對模型進行重構
3.在Evolve中對模型進行渲染，基于材料類型對模型進行渲染，并且可以即時觀看渲染效果，渲染效果逼真，大大提升工作效率
solidThinking Inspire和Evolve易學易用，友好的界面和便捷易懂的工具讓設計師更加專注于設計本身。
【想獲得更多信息，請加技術鄰微信客服 jishulink888。也可以申請試用、免費測算、報名培訓、研發人員20人以上的企業可以申請免費上門內訓】
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