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仿生设计在汽车造型设计中的应用

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-28 编辑:文学

从世界上第一辆汽车的出现开始,仿生学就已经应用于汽车的总体汽车设计,并已被国内外汽车行业设计师用作探索领先车型的手段。如今,研究和利用生物系统的优良结构,功能和形式已成为汽车设计和技术革命的新方向,是汽车设计创新与发展的源泉。

1仿生学的定义和意义

仿生学是对生物系统的结构原理,特征和行为的研究,并将此功能应用于工程实践领域。它是一门基于生命科学,工程技术和材料科学的综合学科。

自然界中有多种生物,每种生物具有不同的结构和形状,以适应不同的气候条件,以适应生存和繁殖。因此,在设计汽车时,我们必须面向自然,从自然中学习巧妙的方法和方法,以解决我们在设计中遇到的问题,并设计具有独特形式和新颖功能的汽车。

2仿生学的应用形式

2.1结构仿生学的含义和应用

在汽车产品的设计中,结构仿生学的使用参照自然生物的结构原理(包括其操作和组织),再加上当代的设计思想和工艺,创造出原始的自然形态结构和现代时尚之美。车身的组合对于汽车的整体结构设计具有积极的指导意义。

仿生鱼的背部结构类似于其身体后半部的鱼。下台后面叫鱼车。当鱼在水中快速游动时,其身体后部下垂可以储存适量的水,就像水膜包裹整个身体一样,从而将鱼与水之间的摩擦转化为水与水之间的摩擦,并降低摩擦系数。因此,汽车设计者采用相同的原理将车身与空气之间的摩擦形式转变为空气与空气之间的摩擦形式,以减小高速行驶时的风阻系数,从而达到汽车的目的。节能。另外,鱼车不仅保留了视野开阔,机舱宽敞,结构舒适的优点,而且增加了行李箱的体积。

2.2功能仿生学的意义和应用

在汽车结构设计中,功能仿生学的应用是一种普遍现象。一个典型的例子是鸥翼门的设计,如图2所示。在设计汽车门时,汽车设计师受到鸟翼的启发。他们将共同的侧门打开更改为垂直门打开。其设计结构独特新颖。它就像海鸥的翅膀。它提高了汽车的整体美观度,并减少了停车位。

2.3形态仿生学的意义和应用

生物形态是适应自然的进化过程,是自然属性表达的一种外部形式,与自然环境和其他因素密切相关。在仿生形态设计中,主要分析天然生物的象征意义和外部形态,然后通过一定的设计和加工方法将其应用于产品。形态仿生设计可分为抽象仿生设计和具体仿生设计。

仿生设计的抽象形式是基于汽车设计师对生物形式的分析,采用联想,组合复制等方法将其转化为汽车形状设计,使人们具有一定的心理,生理和情感影响。响应汽车设计的含义和功能要求;具有象征意义的仿生设计通常是一种直接模仿生物形状特征的方法。由于其高度的自然性,亲和力和吸引力,这种设计还广泛用于汽车内饰的内部,因此很容易被接受。

3汽车仿生设计流程和方法

使用仿生学设计汽车的结构,该过程可以概括为:澄清仿生车身;分析生物的形状和结构;简化并提取生物的特征曲线;并将其生物学特性转化为产品。

3.1定义仿生身体

(1)以研究信息为基础选择仿生物体,对产品使用人群进行定位和研究; (2)根据人们的心理和生理特点,选择人们认可和喜爱的生物的种类。 (3)在与选定的生物模型进行比较和分析后,找出两者的共同属性; (4)完成上述步骤后,比较并关联生物。并推理找到最合适的仿生目标。

3.2分析生物的形状和结构

生物的形状是人类最直接的表现,人类对生物形状的感知通常仅取决于人类的视觉。汽车设计者必须根据有机体的外部结构有效,合理地提取和简化可用的线条特征;尽管有机体的结构特征没有直接展现在人们面前,所以对有机体的结构进行进一步的分析和剖析涉及其他方面的知识,例如解剖学和结构力学。

3.3简化并提取生物的特征曲线

生物形态的简化是筛选许多生物形态结构特征的过程。简化过程可以分为两个阶段:提取生物体的主要形态结构特征;进一步简化和处理了生物的主要形态结构特征,并生成了生物形式的简化版本。简化第一阶段的目的是获得与所设计产品的形态相关的主要生物形态结构特征,同时在很大程度上消除次级结构特征。第二阶段是删除主要生物形态结构特征中的局部特征或更改,以确保产品的形状设计与主要结构特征相匹配。最后,简化的结果用于汽车产品形式的设计。

3.4将生物识别技术转换为产品

在客观识别生物特征的基础上,我们直观,理性地考虑生物的特征,结构,功能,颜色,机制等特征,并进行产品的类比设计。通常,在总结和完善了有机体的特性之后,对于不同的产品概念和组件,有机体的特性会直接反映在产品上,并且可以通过替代,移植和借用的方式来进行仿真和图形化仿真。通过直接模拟方法设计的产品将反映生物的客观性和自然性,并在视觉上感知仿生模拟的生物学特性。

在对汽车形状的生物形状进行仿真设计时,在满足汽车形状,功能,操作和材料等关键因素的同时,也反映了生物的概念和形式,而这两个要素都在汽车的建模过程中。在中间,发生冲突的可能性很高。因此,在汽车仿生设计的准备阶段,应充分研究和分析目标设计产品的特征和概念特征,确定设计的目的和方向,并应确定其可行性和仿生价值。有针对性地进行选择。生物形式可以从局部到整体以及从外部到内部完美地整合和协调。不得存在仅形式或盲目的仿生设计现象。

4结论

随着人们生活水平的提高,汽车存在的意义不仅在于功能的使用,更多的用户关注汽车带来的心理感受。尤其是在当今的生态环境概念中,仿生设计的使用已成为结构创新过程中必不可少的方法。生物学在自然界不断发展,并具有不同的形式。这是思想的不竭之源。汽车工业的工程师必须根据仿生学的基本原理,合理地筛选和利用生物体的特性,以转变为汽车的结构设计。创造具有新结构和出色性能的汽车。

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