奥迪Q5资料-车身结构的研发

奥迪Q5车身结构的研发下面将为您介绍车身结构的研发过程，其中包括功能性车身研发和车外部与内部多功能研发重点的详细情况。奥迪Q5车身结构的研发基础为虚拟过程，如技术模型、外板线型、DMU和与产品生产过程同步的CA法。作为研发的结果，即为用户提供使乘客有高度安全保证的汽车。稳固而无摇晃的车身将给您全新的驾驶体验。通过与主要竞争对手的比较，奥迪Q5的空气阻力系数为0.33，同时其空气声学的舒适性到达了豪华轿车的新标准。为用户提供一辆有高度舒适性并且方便日常使用的好车是奥迪Q5所关心的，因此它配备有多功能装备如可翻折的驾驶员座椅、可移动的后排座椅或可加热的杯子支架。而且奥迪Q5内部所用的材料也十分高档，采用的是真皮或阿尔坎塔拉羊毛，且做工精细考究，再次验证了奥迪的设计理念“突破未来，启迪科技”。奥迪Q5的研发线型图,模拟过程，技术模块在线形设计阶段，线形结构要符合设计、专业部门如方案研发、结构、人体工学和汽车安全方面的要求，并通过CAD制成。近年来，线形的角色也发生了变化。过去，着重于A级表面的生成，而如今，则是要能推动整个研发过程，因而其意义愈发重大。通过新的“技术模块”过程，在研发奥迪Q5时，可在线形数据基础上进行带有CAD参数数据的部件设计，并可用于计算机辅助工程（CAE）。1线型图的研发过程1.1生成A级表面时的线型图线型图的任务主要包括按照设计和结构的要求生成A级表面。在线型图生成初始，使用的是一个1：1的陶土设计模型。该模型为线型图和车身研发过程的基础。借助光学数字化可对模型的轮廓进行详细描述，并将生成线型图中的第一表面。在线型图的生成过程中，还将考虑到材料要求、制造过程、公差、安装方向、最小半径和汽车安全性方面的要求。该第一基础表面是之后专业部门进行研究的基础，其结果也会反映在定期举行的线型图商议中。为能更好连接线型图和设计，设计模型应尽可能地在地理位置上靠近线型图小组。1.2奥迪制程中的线型图线型图生成过程，图1，就是制程（PP）的一个重要组成部分。首先在CAD中生图1：线型图制作过程成方案表面，大约在SOP（开始生产）前三年，之后通过与所有与过程相关的小组进行紧密合作，对线型图表面进行适当修改。当然近年来线型图的角色已发生了变化。任务的复杂性、产品和装备的日益多样化、愈发提高的质量要求和翻了两番的产品模型，这些都促使研发过程要不断进行优化。如果说过去的线型图专家只是单纯的表面专家，如今他们都是“全方位”的设计者，他们必须不断拓宽在跨领域方面的专业知识。对于线型图工程师，要求他们就外形美观、人体工学和技术边界条件进行统一。需将设计理念通过虚拟产品进行变形。由于此阶段，所有参与方的研发过程都是同时共同进行的，所以人们称其为SE(同步工程)过程。不同专业领域在此相互合作，以便通过不同的边界条件制定出最佳的总体措施。线型图工程师的任务是推动该同步工程过程的进展，以便达到生成单个模型（方案车、产品等级、参考和电子数据控制模型）所必须的里程碑（主制程）。我们会在线型图商议会中不断进行协调。将对最新的线型图与设计水平和技术成熟度进行调整。会就不同工作进行细节点的描述并制定解决方案。并将对经理演讲、在线型图商议会中交流过的有关夏季和冬季驾驶的信息进行反馈，并就其实施进行商讨。对于更复杂的课题，即那些无法再工作时做出决定的，我们会举行线型图研讨会，并直接报告给最高管理层，以便能尽快做出决定。在实施这些要求时，线型图结构最重要的任务是永远记住设计理念并以最佳方式进行实施。因为该设计是汽车和用户间的视觉交流。线型图过程的质量决定了汽车主要的外观和之后整车的质量，因此在研发阶段只有通过各部门间的紧密合作才能实现奥迪的设计要求。线型图研发一直是美学和功能性的交接点，并体现了总体功能。这也说明，线型图设计者的主要角色是将设计和结构联系起来。1.3当今线型图过程中的虚拟现实在线型图过程中，虚拟现实（VR）有着重要意义。通过VR可为线型图表面覆上材料和织物，以取得尽可能真实的汽车形象。可迅速有效地呈现汽车外形，并用于做出相应决定。这将大大加快早期重要决定的制定过程。汽车可视的外表是面向用户的界面，因此必须做到美观并有质感。只有通过高质量的虚拟模拟才可就模型美观与否做出决定。在线型图中，对线型图数据进行仿真处理，并以此作为虚拟模拟的基础，即可生成与现实几乎无差别的完美而又真实的模型。除了这些3D-CAD和数字成型技术，当今在结构和研发中的许多任务都可通过虚拟模拟解决。所谓虚拟，在这里我们指的是通过数字化就所研发的产品生成尽可能逼真的模型，以及此处所必须的流程。该技术应用范围极大，比如可用于敲定涉及设计的表面、对生产水平的早期认识、对于接缝处的了解、灯光走向等。该虚拟模型的运用重点在于用户可视的汽车外表（外皮、车轮、轮辋、车灯、车窗等）。兼顾了车内外的美观、技术安全、人体工学优化、汽车安全和生产技术可能性。因此，虚拟现实是产品任务愈加复杂化后的另一把“钥匙”，它可解决设备多样性和不断上升的质量要求所带来的挑战。产品形成的虚拟集成可为产品形成中的各阶段提供数字化支持。从而提高流程安全性并大幅缩短研发时间。这样，集成化的虚拟产品形成就描述了产品流程的一个新基础。1.4线型图研发中的奥迪Q5在奥迪Q5的外部设计上有两个重要变化。一个为环绕式后行李箱，已在奥迪Q7上得以运用，另一个为侧围板框架侧面下沉时的“气泡”问题。这两大特征基本上定性了奥迪Q5的外形。包围式尾门的一大特征即集成在内的后车灯，它在打开盖门时会一同旋转。因此当盖门打开时，该车可满足所有技术上必须的照明功能，后车灯还必须额外用于保险杠。保险杠横梁的上边缘需符合法律规定，但至承载梁尚有些许安装空间，可用于安装车灯和相邻的保险杠。对于车灯高度、带连接板的保险杠表层截面和承载梁的高度（与用户密切相关）间不同的要求，都可做出相应协调。除了所有来自奥迪Q7的经验，仍需就Q5的线形进行密切商讨，以便在满足所有技术边界条件的前提下尽可能地实现现行设计。而侧面下沉的气泡的转换则是线形过程中的另一要求，标题图。此处指在车轮范围内在通常和凸起的侧面下沉时有额外的气泡。气泡和侧面下沉底面间的凹形连接在其铸造面和安装位置处十分容易拉伸。为避免拉伸后在金属板上形成无法控制的复位弹簧，就必须在凹陷面进行足够拉伸。因此对技术要求来说，设计概念图十分显著和特别，而汽车表面流线却相当柔滑流畅。经过设计部门和工具计划部门的协商，将对线形的表面将进行多重打磨。另外，将对物理模型进行正式控制或使用虚拟模型。所有参与部门将把他们的数据汇集起来，并得出数据控制模型上的线形数据。通过这种跨领域的细节工作，将制造出奥迪Q5的完美外形，它既符合设计理念又具有可生产性。奥迪Q5的内部设计则借鉴了奥迪A4的部件组合。该部分线形和设计的任务是：以运动型SUV的车内结构为本，并以现有的A4部件组合为基础进行设计。不同的组件，如组合仪表、车灯旋转开关、点火开关、出风口、挡板以及中控台的应用部件都将运用到奥迪Q5中去。因此一方面实现了协同作用，另一方面得以保留A4设计中精华部分。在线形制造中，该集成过程要求工作人员既有对外观的准确把握又有丰富的经验和敏锐的鉴别力。在线形制造中，最理想的是可生成尽可能多的“通用件”，图2，当然，这是无法通过对设计模型的个人沟通得以解决的。对于奥迪Q5，则可通过各部门间的紧密协商和持续的精加工，在制造车门饰板时生产出前后一致的运用饰条。因此，此处的线形过程将对整体改善起到帮助，它不仅很好地实现了设计概念，并且大幅降低了奥迪Q5的物流和生产费用。基本目标为，设计出让用户看上去最为舒适和宽阔的车内空间。同时也要符合各个国家在汽车交货、衬料和装饰措施上的规定，这些措施都是在部件生产后进行处理的，并逐渐对车内空间的宽阔性给予限制。由其由于温室效应的不断扩大，必须考虑到对大车顶和普通车顶装备的要求。图3。1.5总结线型图的角色近几年来已发生了变化。产品和设备的多样化与复杂化要求线型图设计过程不断进行优化。线型图工程师已趋向发展为一名全面的设计师，他需要不断丰富在自身专业领域的知识，搭建设计和结构之间的桥梁，并能保证生产和质量的安全性。线型图商讨会是一个重要的部分，它可推动SE的进程，并最终达到制程（主PP）的里程碑。虚拟现实与物理模型的合作也越来越重要。通过其可迅速有效地生成汽车领域中的关键外形，并能保证制造出高品质和美观的产品（如奥迪Q5）。图2：对于奥迪Q5，通过各部门间的紧密协商和不断的精加工，在制造车门饰板时生产出前后一致的应用饰条。图3：而奥迪Q5的线型图则找到了完美的解决之道，它既可满足汽车安全性的要求，又可满足奥迪在汽车外形上的高要求2模拟过程和技术模块2.1引言通过新的“技术模块”过程，在研发奥迪Q5时，可在线型图数据基础上进行带有CAD参数数据的部件设计，并可用于计算机辅助工程（CAE）。这样便可使用CAE方法对功能特性做出快速评估。通过CAE分析收集到得知识可通过CAD对几何设计和包装进行优化。通过CAD进行的车内外的设计过程使之更可被感知，且其立体描述有利于在多种设计方案中做出最佳选择。对于精挑细选出的外形和内部设计，图4，线型图设计过程中的所有可视面都可通过数字进行精确描述和评估。线型图是设计和技术的中间人。外部和内部的线型图数据构成了车身和内部结构的基础。通过该结构可在研究包装时使用DMU技术。在奥迪Q5研发中，CAE的使用日益频繁，因此CAT（计算机辅助测试）进程的意义也越发重大。通过计算机模拟，可在较早使其确定功能特性，挑选出适当元件，以此减少在实际操作时元件材料的浪费，从而减低研发风险。图5是奥迪汽车的简化虚拟研发流程图。图4：挑选外部和内部设计方案时，将对所有线型图中可视的表面进行数学描述和评估虚拟研发即CA技术的综合与同步应用图5：虚拟汽车研发的过程链设计/线型空气动力学/空调装置/散热震动舒适性，声学乘员保护系统结构设计图6：车身研发中多学科间的功能设计车门和盖板2.2车身研发中基于CAE的功能布局各国法律和消费者测试都显示了对被动安全性能要求的不断增加，同时用户对舒适性、动态行驶和效率的要求最终决定了奥迪Q5复杂的性能属性。该汽车性能的虚拟研发受到一体同步CAT技术运用的影响。根据模拟结果，将对该方案的功能性做出预测，并推导出优化措施，这些研发过程都可通过该硬件支持得以精简。根据模拟结果而得出的预测可通过实际的实验得到证实（撞击、NVH、空气动力学）。模拟过程中企业间的广泛互联也变得越来越重要。通过早期的生产互联，可得出可制造性的重要数据（变形模拟）和车身安装的草图，从而确保方案的稳定性。图6即车身研发中跨学科的功能说明。图7：前车设计时可能出现的目标冲突情况散热/空气动力学前车可能出现的目标冲突情况典型损坏快速撞击比如EuroNCAP包装-悬垂-结构空间震动舒适性行人保护奥迪Q5跨学科的特性研发主要包括下列功能：-空气动力学和空气声学、发动机的冷却和其他动力总成、电流和热力学的管理、汽车乘员室的暖风和制冷（借助计算流体动力学）-稳固性、舒适性和声学：全球性的车身刚性、地区性的刚性、转向柱的稳固和晃动舒适性、金属板的噪音优化-车门和盖板：安装件足够的刚性和硬度-根据法律和消费测试进行不同负载下的撞击演示（采用撞击模拟）：通过对撞击的结构分析来确定车身结构的抗撞击性能；乘员保护系统的说明；安全气囊、安全带等，与结构和车内装备部门的紧密协商；车内装备如仪表板、座椅、车门饰板等的说明（也考虑到了刚性和舒适性）；“温室”布局以降低对头部的伤害；脚部防护措施。汽车计划中功能说明的主要任务有：-在研发早期制定汽车功能的草案-根据跨学科的要求对草案进行评估-对性能进行优化-显示与目标不符之处并进行消除上述任务只能通过CAE和相关功能说明——即通过对所有功能要求的平行观察得以解决。近几年来，CAE的使用方法一直在不断进步。通过最新的方法可推出高度实际的预测，并及早确保功能特性以降低研发风险。奥迪Q5中同步化的功能研发可及早找出与目标不符的地方，然后得出解决或妥协方案。图7中为前车结构中潜在目标冲