本文首先论述了国内外车身造型方面以及汽车空气动力特性的研究现状,分析了车身造型方面以及汽车空气动力特性研究的发展趋势,探讨了国内研究的不足和差距,提出了面向空气动力特性和结构分析的客车车身造型的构想,已达到艺术性造型与工程设计的有效结合。 接下来结合课题研究需要,针对不同的设计角度分别阐述了面向艺术、面向结构强度、面向空气动力特性和面向噪声控制的车身造型设计,并结合理论与实际分析了它们各自的特点。 根据面向工程分析的客车车身造型的需要,论述了车身CAE几何模型与车身造型之间的转化方法,并根据不同类型的客车车身CAE几何模型,详细阐述了模型数据转化的具体实现方法。 针对满足车身骨架强度和刚度要求的某客车车身骨架有限元几何模型,采用所阐述的模型转化方法,并结合现代计算机辅助设计的方法和手段,实现了基于模型数据转化的客车车身造型。 在此基础上,采用有限元法并依据已实现的客车车身造型,进行了客车空气动力特性的研究。建立了基于计算流体力学的车身空气动力特性有限元计算模型,求得了该车车外流场的速度、压力、湍流动能和湍流动能耗散率的分布情况,为车身造型的设计提供了参考和依据。 根据车内空间的实际设计情况,分别建立了车内三维纯声场、考虑座椅影响和考虑耦合作用的车内声场有限元计算模型。求得了车内声场的前50阶固有频率和模态振型,所得分析结果对研究客车车内噪声的控制具有一定的实际意义。同时针对所述三种计算模型讨论了计算模型对计算结果的影响,为同类研究提供了参考和借鉴。 本文的研究不仅将车身骨架结构分析和车身空气动力特性分析引入客车车身造型设计的初始阶段,实现了客车车身造型设计,解决了企业的实际问题。同时对客车车身造型提供了新的思路和可行的具体路线,为同类研究提供了良好的借鉴。