车辆设计毕业论文外文翻译伊卡洛斯一款概念车的设计过程节选.docx

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车辆设计毕业论文外文翻译伊卡洛斯一款概念车的设计过程节选

3622汉字，2200单词，12400英文字符

出处：

SimõesJAO.Icarus:

thedesignprocessofaconceptualvehicle[J].Materials&Design,2001,22（22）:

251-257.

外文翻译

伊卡洛斯：

一款概念车的设计过程

J.A.O.Simoes*

阿威罗大学机械工程学研究室，阿威罗3810-193，葡萄牙

2000.05.02认可，2000.10.18使用

摘要

一款概念原型车的设计和制造过程描述如下。

这个项目是阿威罗大学的学生以及艺术学院设计师的共同协作的成果。

该项目是为参加法国1998年壳牌环保马拉松竞争赛而设计的一款车。

设计过程主要集中于汽车的美观与制造工业的结合。

伊卡洛斯是基于翅膀的概念而设计的一款概念车，因此该项目的名称和希腊神话里的一个人物有关。

该项目描述重点提出了关于选择制造复合复杂几何曲面的材料选择问题。

关键词：

概念设计；产品开发；原形车；设计教育；混合材料

1.产品介绍

材料是人们众所周知的动西。

但是设计呢？

对于不同的人来说设计可以意味着不同的意义。

普通人不会想象到一个具体的物体可能就是从一个简单的想法或者概念经过制造而被物质化的。

一些人把设计和产品的美观结合在一起，同时又有另一些人把不同的并且相关的一些领域结合起来并使它们互为补充。

设计可以理解为一个把一种想法熔炼成制造一个产品所必需的信息的一个过程

（1）。

对于一个机械工程师来说，设计可以定义为科学原理的一种运用，即在基于科学技术和对产品的定义的基础上以最经济最有效的方式来实现这种产品的功能

（2）。

设计者的责任覆盖从概念设计到产品描述的全过程,并且在这个产品的整个寿命预期中都要对它的利益进行维护（3）。

继查尔斯和可瑞恩，设计成为了一种复杂的过程。

这个过程为了能制造所要设计的东西要对每一件必要的事情做详细的说明（4）。

这个过程可以被描述为四个属性（5）：

功能、美观、制造工艺、成本。

在概念车的设计过程中要考虑这四个设计要素中的三个，那就是功能，美观和制造工艺。

由于要在伊卡洛斯项目上达到既定的目标成本因素不作考虑。

在过去数年里壳牌法国组织了燃油经济性竞争赛称为壳牌生态马拉松。

这个比赛的目的是在使用普通的热电机的基础上使车辆达到尽可能少的油耗进而促进这种原形车的研究和发展。

这个比赛中将授予设计奖（3）。

这个奖项主要基于在设计过程中美学与制造工艺的结合程度，概念的连贯性和原创性是重要的考虑因素。

至于车身，前唯美主义和后唯美主义、职能整合、材料的选择和开发都进行了参数的分析。

这些车辆是在非人体工程学的位置来驾驶的，因此司机驾驶室的入口和出口、驾驶控制程度、舒适性、通风、道路及其设施的可见度在设计过程中是一个非常重要的考虑因素。

因为在这项技术中绘画技术也要考虑在内所以必须注意基本色彩的选择，色彩的协调性，图像的结合和图样的质量。

对内‘对外加工和质量的执行也是需要铭记的重要的规格参数。

在设计中这些选择性参数都要被考虑到。

该伊卡洛斯项目是由阿威罗大学的三个部门（机械工程系、电子和信息工程系和环境工程系）和艺术学校以及设计纽什的设计师发展起来的，他们提出这个概念。

有几个方面被仔细研究，即那些和概念设计密切相关的制造工艺和材料的选择。

这个项目完成了多个目标：

一款概念车的设计完成和和这个项目的教学目的。

这个项目便于更有效地学习工程学和关于设计的一些基础的东西。

这个项目除了额外具有学术教学价值外，它还更容易激发学生通过动手做去学习。

当学生们看到这个项目通过自己的努力被发展起来并且变成实体时学生就会感到更有动力。

在这个项目发展的整个过程中，我们体会到了学生们的热情和奉献精神也了解到他们学的另外一些科目的掌握情况，比如那些科目有材料科学技术、结构力学、CADrCAM电子技术、测控、流体力学，同时和同学们也进行了设计交流。

这个论文的目的就是描述发展一款概念车的过程，从概念到雏形车的制造，这个过程涉及设计或者工程学这些不同领域的知识。

图.1展示了对这款概念车理想化的不同的设计任务。

只有那些和概念设计相关的材料选择以及底盘或车身的设计制造才会被描述，在图中和灰色区域相对应。

图1.设计领域

图2.原形车（伊卡洛斯）计算机线框图模型

2.概念设计

古希腊神话故事阿威罗和代达罗斯是人们都知道的故事。

在这个故事中，代达罗斯和儿子伊卡洛斯用来从迷宫中逃脱的方法自国王米诺斯以后被流传下来。

按照父亲代达罗斯的想象，他们用蜡烛和羽毛结合给自己制作了翅膀，然后把翅膀粘到自己的身体上从海面上飞出了迷宫。

但是伊卡洛斯因为飞的离太阳太近连接的蜡烛融化了，他掉进了下方的水里。

在这个事中翅膀这个元素是用来达到目标的。

翅膀这个概念在历史上一直是很让人着迷的，并且自纳尔多达芬奇开始已经被很多研究者广泛的研究过。

通过研究鸟的飞行和它们的身体结构，纳尔多达芬奇是第一个从科学技术的角度上来设想飞行的可能性的人，并且它的笔记中包括很多展示飞行机器设计的素描图片，这些设计通常也是通过拍打翅膀来完成操作目的的（6）。

正如其他场合说过的一样汽车开发是建立在翅膀的概念上、从人们的概念而来的一个过程，它和空气动力学中的浮力密切相关，它在运动时忽略重力并且受土地的摩擦力。

继以往的研究和设计图样以后，利用v8工作室的计算机辅助设计软件汽车的几何模型被模仿了出来，图2给出了一个车辆和驾驶员的线框模型。

计算机图像描绘了汽车的样子，其字形预测分别显示在图3和图4中。

用聚亚安酯材料制作的两辆10：

1的模型车被制作了出来，用它们来进行车的美观和容量尺寸的分析，并且基于驾驶员的情况进行优化改造（图5）。

为了进行空气动力学研究还制作了一款1：

5的模型车。

考虑了驾驶员自身的身体特征，包括他的身高和非人类环境改造的驾驶位置，人类环境改造学研究完成。

最终最佳的几何外形是建立在对驾驶员的视野可见度的研究的基础之上确定的，研究包括驾驶姿势和驾驶命令的可到达度（手和脚）。

对于这些研究，驾驶员的体位图像是计算机合成的，如图.2和图.5所示，它们的设计原则都要尽量减少汽车的尺寸从而减轻汽车的重量。

驾驶员的可见度是建立在从车辆正前方到两侧90度内的直接能见度的基础上的。

模型允许改变驾驶员的腿定制了一个人体工程学座位。

为了这个目的，座位的几何尺寸是通过把驾驶员以驾驶姿势放置在汽车的驾驶室里而按照那个原尺寸而定的。

座位是手工用液体的聚氨酯制造的，然后再涂一层环氧树脂然后再盖上一层柔软的泡沫和绵纸。

图3伊卡洛斯的渲染图像

3原型车制造

在概念或想法的实体化过程中材料发挥了一个重要的关键性作用。

现在，材料的选择几乎是没有限制的，这对设计既是一件好事又是一件坏事。

这是一件好事，因为对于一个特定产品的人们可以找到合适的，甚至优化，妥协的设计参；这是一个坏消息因为对于一个特定用途的产品要想在较少的努力下就选择到材料是不可能的。

材料的选择在设计过程中是一个重要的方面，应该尽量使它成为一个定量的过程。

对于介绍现有产品更好的性能或者重新设计一些因为某些原因未能在某些功能上起作用的产品.来说品选择材料是必须的。

这个选择是由产品的功能定义提前决定的，并且在选择中考虑到潜在的制造过程对原材料转化为最终产品形式的相互影响。

该车辆的有机形状限制了我们在传统材料和先进的复合材料的选择。

事实上，材料的选择是活的理想形状的一个重要因素。

如图.1所示的设计过程，包括对概念的定义，三维CAD模型，人类环境改造学研究，比例模型的制造，设计和底盘的制造，车身（驾驶室），传输驱动列车，制动系统和转向系统，发动机的改装和适应，空气动力学测试，电子和遥测技术的实施。

底盘是汽车上的一个重要结构件，可以由复合材料来制造或者传统的管状焊接结构体系来制造。

但是由于汽车的几何形状，要用复合材料技术来制造车辆。

图4车辆正投影

图5车的1:

10模型和驾驶位置

底盘和驾驶室的结构是使用先进的复合材料与CAD/CAM冲模技术相结合而制作的。

汽车的结构件是根据它们的结构的重要性而区分的，因此对于这些汽车上的这些考虑部分制造了不同的冲模。

这些战略包括模具的制造部分，这些模具是用低密度（100kg/m3）的聚氨酯泡沫材料制造的。

对于用磨具制造的汽车部件的考虑因素如图。

6所示。

制造了四个模具即底盘，驾驶室车身，前后盖。

驾驶员的事业区域的表面材料是以丙烯酸材料作为磨具的。

由于数控机床（的限制磨具是分部分来制作的，由几部分模具来共同形成这个完整的磨具。

４.结论

伊卡洛斯是在艺术学院和设计纽什的计算机实验室诞生的，在那里概念设计被转化为基于人体工程学基础研究上的计算机模型。

在阿威罗大学的机械工程系学院的车间里变成了原型车。

设计研发的过程考虑了汽车的功能和美学特征，也综合考虑到了材料的选择和制造能力。

夹层架构制造被证实了是制造轻型复杂曲面结构的优良材料。

作为教学的角度来看，该项目也体现了它的额外增值教学价值，因为在这个项目中给了学生一个学习工程基础的实践机会，它有时也不可能给予工程课程。

为了在该项目达到这个目标，综合不同领域的知识是必要的，并且这些知识已经被学生很好地综合了。

在教育环境或学术环境下该项目的这些特点不但会受到支持而且还会得到促进；如果这样的话，在像工程师或设计者一样一步步设计的过程中学生自然会受益匪浅。

最后，伊卡洛斯获得了设计一等奖并且在1998年壳牌生态马拉松比赛中获得了国际通信奖。

鸣谢

作者感谢全体学生，还有伊卡洛斯项目的设计者和老师们。

特别鸣谢校长和给予后勤和财政支持的赞助商们。

外文原文

Icarus:

thedesignprocessofaconceptualvehicle

Introduction

Materialissomethingthatisknowntocommonpeople.Anddesign?

Fordifferentpeople,designcanmeandifferentthings.Commonpeopledonotrealizehowthedesignprocessofacertainobjectcanbematerialisedfromidearconcepttothemanufacturingofit.Whilesomepeopleassociatedesigntotheaestheticsofproducts,others,theworddesignmeansaprojectthatintegratescomplementarydifferentandrelatedareasofknowledge.Designcanbetheprocessofconvertinganideaintoinformationnecessarytomanufactureaproductw1x.Foramechanicalengineer,designcanbedefinedastheapplicationofscientificprinciples,technicalinformationandimaginationonthedefinitionofaproductsystemtoperformpre-definedfunctionswithmaximumeconomyandefficiencyw2x.Theresponsibilityofthedesignercoversallthedesignprocess,fromconceptiontoproductinstructtions,anditsinterestmaintainsthroughoutthelifeexpectancyoftheproductw3x.FollowingCharlesandCrane,designisacomplexprocessaimingatthespecificationofeverythingnecessarytomakesomethingw4x.Theprocesscanbecharacterizedbyfourattributesw5x:

function;aesthetics;manufacturingprocess;andcost.Threeofthesefouressentialdesignfeatureswereconsideredinthedesignprocessoftheconceptualvehicle,namelyfunction,aestheticsandmanufacturingprocess.DuetothedefinedobjectivestobeachievedwithintheIcarusproject,thecostparameterwasnotconsideredasarelevantparameterinthedesignprocessofthevehicle.ShellFrancehasorganisedoverthepastfewyearsafueleconomycompetitioncalledtheShellEcoMarathon.Thecompetition’sobjectivesaretotestvehiclesconceivedtominimisetheconsumptionoffuelincommonthermalmotorsandstimulatetheresearchanddevelopmentofprototypevehicles.Withinthecompetitionadesignprizeisawardedw3x.Thisawardisessentiallybasedontheintegrationofthedesignsaestheticswithinthemanufacturingprocess.Consis-tions,anditsinterestmaintainsthroughoutthelifeexpectancyoftheproductw3x.

FollowingCharlesandCrane,designisacomplexprocessaimingatthespecificationofeverythingnecessarytomakesomethingw4x.Theprocesscanbecharacterizedbyfourattributesw5x:

function;aesthetics;manufacturingprocess;andcost.Threeofthesefouressentialdesignfeatureswereconsideredinthedesignprocessoftheconceptualvehicle,namelyfunction,aestheticsandmanufacturingprocess.DuetothedefinedobjectivestobeachievedwithintheIcarusproject,thecostparameterwasnotconsideredasarelevant

parameterinthedesignprocessofthevehicle.ShellFrancehasorganisedoverthepastfewyearsafueleconomycompetitioncalledtheShellEco-Marathon.Thecompetition’sobjectivesaretotestvehiclesconceivedtominimisetheconsumptionoffuelincommonthermalmotorsandstimulatetheresearchanddevelopmentofprototypevehicles.Withinthecompetitionadesignprizeisawardedw3x.Thisawardisessentiallybasedontheintegrationofthedesignsaestheticswithinthemanufacturingprocess.Consis-tobedevelopedhavewell-definedobjectives.Throughoutthedevelopmentoftheprojectweexperiencedthededicationandenthusiasmofthestudentsandtherecognitionthattheyhavelearnedextraengineeringskillssuchasmaterialsscience,structuralmechanics,CADrCAM,electronics,telemetry,fluidmechanicsanddesigncommunication.

Theobjectiveofthispaperistodescribethedevelopmentofaconceptualvehicle,fromconceptiontoprototypemanufacturing,whichinvolveddifferentdesignrengineeringareasofknowledge.Fig.1showsthedifferentdesigntasksidealisedforthedevelopmentofthevehicle.Onlythoserelatedtotheconceptualdesign,materialsselectionandmanufacturingofthechassisrbodywork_cockpit.,whichcorrespondtothegreyzone,aredescribed.

2.Theconceptualdesign

TheGreekmythologicalstoryofIcarusandDaedalusisauniversalwell-knownstory.Withinthestory,themethodusedbyDaedalusandsonIcarustoescapefromthelabyrinthandthereforefromKingMinosisdescribed.IdealisedbyfatherDaedalus,theybuiltthemselveswingsbybondingfeatherswithwax,andattachedthemtotheirbodiesandflewoutofthelabyrinthoverthesea.Icarus,byflyingtooclosetothesun,meltedthewaxfasteningsandfellintothewatersbelow.Withinthestory,thewingwastheelementusedtoachieveanobjective.Thewing,asaconcept,hasalwaysfascinatedmanthroughouthistoryandhasbeenextensivelystudiedbymanyinvestigatorssinceLeo-Wireframecomputermodeloftheprototypevehicle_Icarus..nardodaVinci.Hewasthefirstmantoconsiderthepossibilityofflightfromatechnicalpointofview,bystudyingtheflightofbirdsandtheiranatomy,andhisnotebookscontainmanysketchesshowingdesignsforflyingmachines,usuallyoperatedbyflappingwingsw6x

Fig.1.Identifieddesignareas.

Fig.2Wireframecomputermodeloftheprototypevehicle_Icarus..

Assaidelsewhere,thevehicledevelopedisaconceptualone,basedonthewingconcept,whichisintimatelyrelatedtotheaerodynamicsprincipleoflift,whichpresupposesweightreductionandattritiontothesoilwheninmovement.Afterpreviousstudiesandsketchesdrawn,thegeometryofthevehiclewasmodelledusingStudioV8.0computer-aideddesignsoftware_AliasWavefront,SiliconGraphics..Fig.2showsawireframemodelofthevehicleandpilot.AcomputerimagerenderingaperspectiveofthevehicleanditsorthographicprojectionsisshowninFigs.3and4,respectively.

Twomodelsatascaleof1:

10weremachinedfrompolyurethane_UreolW.materialtoanalysethevehicle’sFig.3.aestheticsandvolumetricdimensions,whichwerethenoptimisedbasedonthepilot’sergonomic