автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей

кандидата технических наук
Скуба, Денис Владиславович
город
Ижевск
год
2005
специальность ВАК РФ
05.05.03
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей"

На правах рукописи

Скуба Денис Владиславович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Специальности: 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины, 17.00.06 - Техническая эстетика и дизайн

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск -2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Удмуртский государственный университет",

Научный руководитель:

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор ВА Умняшкин.

кандидат искусствоведения, доцент A.M. Ермаков.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Б.А. Якимович;

кандидат технических наук, доцент В.Е. Благоразумов.

ОАО «ИжАвто»

Зашита состоится " иР

_2005 года в часов на

заседании диссертационного совета Д 212.065.03 при Ижевском государственном техническом университете по адресу: 626069, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 7, ИжГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственно -го университета.

Автореферат разослан

-7"

гт^^ 2005 г.

Отзывы на автореферат в двух эиемплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор_

_Ю.В. Турыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность работы. Высокий технический уровень легковых автомобилей, обеспечивающий удовлетворение возрастающих требований потребителей и конкурентоспособность на рынке сбыта, закладывается на стадии проектирования. Особенно важно при этом применять методы научного подхода и оптимизации принимаемых решений на ранних стадиях проектирования, когда осуществляется научно-технический поиск и прогнозирование, принимаются технические, экономические, художественно-эстетические и производственные решения. В связи с этим, необходимо при реализации научного подхода к процессу проектирования легкового автомобиля применять при формировании свойств наиболее оптимальные и удобные математические модели. Современные компьютерные технологии существенно упрощают решение подобных задач, а многообразие требований, предъявляемых к автомобилю, требуют от разработчика системного подхода к проектированию. В научно-технической литературе системному проектированию уделяется все большее внимание. Вместе с тем в настоящее время не существует методической основы дизайн-проектирования, а в немногочисленных публикациях участие дизайнера в процессе создания промышленного изделия зачастую ограничивается разработкой внешнего вида.

Отсутствие методологии дизайн-проектирования легкового автомобиля и необходимость системного подхода к проектированию определяют актуальность темы диссертационного исследования. Критерием выбора темы была практическая потребность автомобильных заводов и образовательных учреждений в разрабатываемом научном направлении, позволяющем существенно ускорить разработку новых и модернизированных моделей с улучшенными потребительскими свойствами.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методологии дизайн-проектирования легкового автомобиля, алгоритм которой предусматривает выбор конструктивных и эстетических параметров и их оптимизацию на ранних стадиях проектирования.

Задачи исследований. Сформулированная цель и проведенный анализ нерешенных проблем по теме диссертации позволили определить следующие основные задачи диссертационной работы:

• исследовать взаимосвязь формы легкового автомобиля с общей компоновкой и конструктивными параметрами;

• проанализировать зависимость аэродинамических свойств легкового автомобиля от формы кузова и выработать рекомендации для дизайнера по проектированию внешних форм на ранних стадиях проектирования;

• разработать компоновочные и эргономические правила проектирования легкового автомобиля с учетом законодательных и потребительских требований;

• разработать алгоритм дизайн-проектирования легкового автомобиля с оптимизацией проектных решений, предусматривающий участие дизайнера на всех стадиях проекта;

• апробировать основные принципы разработанной методологии при модернизации автомобилей марки «ИЖ» и при разработке квадрициклов класса на узлах и деталях мотоциклов «ИЖ».

Методы исследований. Разрабатываемые методики исследования включают в себя в полном объеме требования эргономики и дизайна к качеству промышленных изделий и базируются на основных методах инженерного творчества с применением средств автоматизированного синтеза и поиска оптимальных технических решений на современных технических средствах (компьютеры, графические станции).

Теоретические методы базируются на теориях движения и эксплуатационных свойствах колесных транспортных машин, математического моделирования и параметрической оптимизации, анализа и синтеза сложных систем.

Достоверность и обоснованность. В процессе работы над диссертацией выполнены в достаточном объеме как поисковые, так и опытно-конструкторские работы по применению разработанных принципов при проектировании кузовов и создании объемных моделей автомобилей и квадрициклов. Достоверность исследований обеспечена обоснованностью теоретических положений, лабораторными испытаниями экспериментальных образцов, использованием методик и положений диссертационного исследования в практической работе конструкторов и дизайнеров.

Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:

1. Впервые разработана обоснованная система методов дизайн-проектирования легкового автомобиля, отличающаяся от стандартизованных и общепринятых в дизайне этапов разработки с участием дизайнера на ранних стадиях проектирования, включая поиск идей и оптимизацию принимаемых решений.

2. Исследована взаимосвязь формы кузова с общей компоновкой и конструктивными параметрами и показано их влияние на эргономику, и дизайн легкового автомобиля.

3. Выработаны рекомендации для дизайнера и конструктора по разработке на ранних стадиях проектирования наиболее рациональной конструкции легкового автомобиля.

4. Разработана методика многокритериальной оптимизации потребительских свойств автомобиля на ранних стадиях дизайн-проектирования с применением метода экспертной оценки и определения обобщенного (интегрального) критерия оптимальности.

5. Впервые рассмотрены возможные компоновочные схемы квадрициклов с гибридными энергосиловыми агрегатами и рекомендованы наиболее рациональные конструкции по тягово-скоростным свойствам и топливной экономичности.

Практическая полезность. Результаты исследований позволяют внедрить в практику дизайн-проектирования новые научно-обоснованные методики, применение которых наиболее рационально на ранних стадиях проектирования. При этом достигается снижение материальных затрат, финансовых и трудовых ресурсов, в кратчайшие сроки решаются задачи по оптимальному проектированию. Разработка и совершенствование принципов научного подхода к дизайн-проектированию колесных машин служат основой учебного пособия для студентов по специальности 052400 - Дизайн, квалификация «Дизайн транспортных средств».

Реализация результатов. В период 2002-2004 г.г. автор диссертации на предприятии ОАО «ИЖАВТО» проводил работы по освоению разработанных принципов проектирования кузова легкового автомобиля с применением компьютерной техники

и графических пакетов программ создания объемных моделей, апробированных при формировании типа кузова «универсал» для автомобиля Иж-21261 (Фабула).

В ОАО «Ижевские мотоциклы» в соответствии с темой НИР «Разработка конструкций и научных основ проектирования квадрициклов с гибридной энергосиловой установкой», выполненной в рамках научно-технической программы 2003 - 2004 г.г. Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» выполнены дизайнерские проекты квадри-циклов на базе узлов и агрегатов мотоциклов «ИЖ».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международной конференции в Ижевском государственном техническом университете, ГГ&!Р'0З - «Информационные технологии в инновационных проектах» (г. Ижевск, 2003 г.), на международной конференции M0TAUT0'03 - «Automobile technics and transport» (Болгария. София, 2003 г.), на международном форуме в Ижевском государственном техническом университете «Высокие технологии - 2004» (г. Ижевск, 2004 г.) и на конференции в Удмуртском государственном университете «Искусствоведение и художественное образование», посвященной 45-летию Института искусств и дизайна (г. Ижевск, 2004 г.).

Диссертация неоднократно докладывалась и обсуждалась на кафедре «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование» в Ижевском государственном техническом университете и на кафедре «Дизайн промышленных изделий» в Удмуртском государственном университете.

Публикации. Автором диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна монография в соавторстве, и 3 научно-технических отчета с государственной регистрацией.

Структура и объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка использованной литературы в количестве 125 наименований, 10 таблиц и 78 рисунков. Общий объем диссертации представлен на 209 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, включая общие представления о многоплановости и комплексном подходе ведения проектных работ над автомобилем, когда учитываются требования с учетом свойств, предъявляемых к транспортным средствам, а также сформулированы научная проблема и цели исследования.

В первой главе проведен анализ системно-технических методов проектирования, дан обзор литературы и проанализированы современные методы дизайн-проектирования. Отмечается комплексная взаимосвязь потребительских свойств автомобиля с конструированием и дизайн-проектированием (рис. 1). показывающая необходимость участия дизайнера на всех этапах проектирования, включая этапы, предшествующие разработке технического задания. Особо отмечается применение компьютерной технологии при дизайн-проектировании: изготовление макетов по технологии SLA (стереолитография), LOM-технологии (изготовление макетов из бумаги), программные комплексы UNIGRAPHICS, PRO-ENGINEER, CATIA и др.

Обосновывается необходимость проведения уже на ранних стадиях проектирования функционально-стоимостного анализа (ФСА), расчета себестоимости и лимитом (проектной) цены.

Рис 1 Комплексная взаимосвязь при конструировании и дизайн-проектировании

Во второй главе приводятся методические рекомендации для дизайн-проектирования легкового автомобиля. Важнейшим показателем автомобиля является удельная мощность. Минимальное ее значение регламентируется, что способствует выравниванию скоростей потока автотранспорта на дорогах общего пользования. С другой стороны увеличение удельной мощности Л^ ведет к увеличению расхода топлива, шума, вибрации и токсичности отработавших газов, а следовательно, выбор рациональной удельной мощности - важнейший вопрос не только для конструктора, но и для дизайнера (эргодизайн). С учетом рекомендуемых А.А. Токаревым показателей для выбора базовой удельной мощности рекомендуется 45 кВт/т для автомобиля и 70 кВт/т для мотоциклов и квадрициклов (рис. 2).

Кузов легкового автомобиля (КЛА) оказывает серьезное влияние на параметры автомобиля в целом, а компоновка на форму (рис. 3).

16

12

\ V \ \ мотоцикл с ( ежовым -,— ¡рицвлса 1 ' ........I........ !

\ > ' мопкнц кподим мва __ 1 1

легкое юевта \ юбипь

Ч. _ — —

• ! ..............)

20 40 60 80 Н^.кВт/т

Рис. 2. Зависимости времени разгона до У=70 км/ч от удельной мощности

Рис. 3. Структурная схема взаимосвязи параметров КЛА и формы

Компоновочные схемы автомобиля с установленными габаритными размерами определяются колесной базой Ьо по отношению к общей длине автомобиля Ь Наи-

большей компактностью обладают переднеприводные автомобили с поперечным силовым агрегатом - Ьо/Ь = 0.59 - 0.68, против Ьо/Ь = 0.55 - 0.62 у классической компоновки и = 0.56 - 0.60 - у компоновки с задним расположением двигателя.

Каждое из рассмотренных компоновочных решений имеет свои преимущества и недостатки, что требует выполнения тщательного анализа по эксплуатационным свойствам в зависимости от назначения автомобиля. Проведен сравнительный анализ переднеприводной и классической компоновок по тягово-скоростным свойствам, топливной экономичности и устойчивости [1].

Объем свободного пространства автомобиля связан с антропометрическими данными человека. Объем кузова У^ состоит из трех основных объемов:

где V, - объем салона, У6 - объем багажного отделения, У„ - объем, занятый агрегатами, - это полезный объем кузова.

Из рассмотренных одно-, двух- и трехобъемных кузовов (рис. 4), предпочтение отдано однообъемному кузову, имеющему наибольший коэффициент использования объема кузова:

= (2)

Однообъемные кузова являются наиболее просторными и комфортабельными и имеют коэффициент в пределе

Рис. 4. Трех-, двух-, однообъемные типы кузовов

Взаимосвязь аэродинамических свойств автомобиля с его рабочими характеристиками приведена на рис. 5. Обтекаемая форма не может быть выбрана произвольно. Дизайнер должен знать основные положения аэродинамики автомобиля, т.к. они во многом определяются его внешней формой. Уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления Сх автомобиля ИЖ-2126 на 10% (с 0.36 до 0.324) позволяет' улучшить топливную экономичность при движении на ускоряющей передаче со скоростью 120 км/ч на 4,54%, а в городском ездовом цикле - всего на 0,21%. При этом топливная экономичность в магистральном цикле улучшиться на 2,34% [6]. Уменьшение аэродинамического сопротивления воздуха является основной задачей дизайнера на ранних стадиях проектирования.

Современные ЭВМ и уже имеющиеся программное обеспечение (STAR-CD, AVL - Advanced Simulation Technologies) позволяют проводить виртуальные аэродинамические испытания. Виртуальные испытания дают погрешность в пределе 15% - 25%, однако, они позволят, например, оценить влияние некоторых параметров на Сх (табл. 1). В табл. 2 приведены значения Сх для некоторых опытных и серийных автомобилей «ИЖ». Аэродинамические испытания виртуальных моделей автомобилей показали, что наиболее предпочтительна форма кузова «хетчбек».

Рис. 5. Взаимосвязь аэродинамических свойств автомобиля и его рабочих

характеристик

Современное дизайн-проектирование легковых автомобилей в решениях задач параметров кузова во многом определяются динамическими антропараметрическими признаками, т.е. размерами, измеряемыми при перемещении тела в пространстве. Числовые значения антропараметрических данных чаще всего представляются в виде таблиц для 5-го и 95-го перцентиля и они во многом определяются средним ростом человека, который в настоящее время в РФ определен ГОСТом и равен 170 см. Необходимо отметить, что средний рост человека со временем меняется весьма значительно, а это дизайнеру и конструктору необходимо учитывать (рис. 6).

В работе также приводятся рекомендации по размерам пространства для человека в кузове, по основным размерам сидящего водителя и пассажира, по положению органов управления, по физиологическим усилиям, составленным по законодательным и потребительским требованиям ГОСТов, РД, ISO, DIN, правил ЕЭК ООН VDA (ассоциация автомобильной промышленности Германии).

Таблица 1 — Влияние изменений в конструкции автомобиля на величину Сх

1 Влияющие факторы АС*%

' Снижение высоты автомобиля на 30 мм -5

Гладкие колпаки колес -1 --3

, Широкопрофильные шины +2-+4

Окна вровень с кузовом -1

' Герметизация зазоров и швов в кузове -2 ...-5

Полкузовные панели -I ...-7

Выдвижные фары +3 ... +10

I Наружные зеркала заднего вида +2 ... +5

1 Проход воздуха через радиатор +4...+14

1 Устройства для охлаждения тормоюв +2 ... +5

Вентиляционные устройства салона + 1

| Открытые окна +5

Открытая крыша +2

Перевозка серфера на крыше автомобиля +40

Таблица 2 - Сравнение эмпирических и фактических значений Сх

Модель С дг ошибка %

эмпирический факзический

Иж-2125 (хетчбек) 0,473 0,482 2,0

Иж-13 (хетчбек) 036 0375 4,0

Иж-19 (хетчбек) 0355 0363 2,0

Иж-2126 (хетчбек) 0,378 0369 2,4

Иж-2!261 (универсал) 037 036 2,7

ВАЗ-2110 (седан)* 0,347 -

ВАЗ-2! 11 (универсал)* 0381 -

ВАЗ-2112" (хетчбек)* .......... 0335 -

* по данным Петров А.П Основы эргономики и дизайна в автомобилестроении Учебное пособие Курган Изд-во Курганского гос ун-та, 2004 - 163 с

До 29 пет

30-44

Старше 45

□1975 год ■ 2003 гад 01975 год ■ 2003 год

Рис. 6. Данные статистики роста мужчин и женщин за 1975 г и 2003 г

В третьей главе рассмотрен алгоритм системного анализа и оптимизации принимаемых проектных решений в процессе дизайн-проектирования [1]

В качестве критериев оптимальности берутся показатели, характеризующие экономичность, производительность, экологичность, надежность и другие эксплуатационные свойства легкового автомобиля Чем больше частных критериев оптимальности вводится в рассмотрение, тем с большей достоверностью можно судить о дос-

тоинствах и недостатках рассчитанного оптимального конструктивного варианта легкового автомобиля. Из множества частных критериев оптимальности исследователь формирует различные обобщенные критерии качества, представляющие собой какую-либо комбинацию нормированных частных критериев оптимальности с соответствующими весовыми коэффициентами важности (аддитивный обобщенный критерий оптимальности). Количество частных критериев оптимальности, входящих в каждый обобщенный критерий оптимальности, и их состав зависит каждый раз от требований, предъявляемых исследователем к эксплуатационным свойствам проектируемого автомобиля. Анализ результатов исследований по различным обобщенным критериям оптимальности позволяет обоснованно синтезировать оптимальную (рациональную) конструкцию. Такой подход к анализу и синтезу машинных агрегатов применен при решении различных проблем на ОАО "ИЖМАШ" и показал высокую эффективность при решении оптимизационных практических задач в автомотострое-нии[1.8].

Для оценки конкурентоспособности промышленного изделия на этапе художественного конструирования и выполнения эскизного проекта наряду с анализом потребительского рынка и различных информационных источников о подобных типах изделий эффективным инструментом принятия правильного решения по множеству параметров, характеризующих совершенство изделия, являются методы экспертных оценок. При решении оптимизационных задач эти параметры обычно называются частными критериями оптимальности.

Для принятия решения о конкурентоспособности промышленного изделия формируется экспертная группа с привлечением соответствующих специалистов. По результатам проведенных экспертиз строится матрица экспертных оценок частных критериев оптимальности вида:

где - экспертная оценка значения относительной важности 1-го частного критерия, предложенная ¡-ым экспертом, ш0- количество рассматриваемых частных критериев, а п- количество экспертов. При этом эксперт в соответствии с ГОСТ 23554.2-81 оценивает каждый частный критерий по десятибальной системе. Наиболее важному, по мнению эксперта, частному критерию ставится оценка десять баллов. Коэффициент весомости каждого последующего по важности частного критерия эксперт определяет как долю весомости первого частного критерия, используя ряд значений от нуля до десяти баллов с точностью 0,5 балла.

Результаты экспертного опроса являются исходными данными расчета весовых коэффициентов важности. Индивидуальные балльные оценки частных критериев оптимальности каждого эксперта обычно нормируются. В результате нормирования сумма коэффициентов важности частных критериев приводится к 100 %, т.е.:

рз= = мо% о = 17п).

Вычисление вектора (коэффициентов важности) для мат-

рицы Б проводится по рекуррентным формулам:

где Ск = £ ¿^и^Х^п От - матрица, транспонированная по отношению к

матрице О; с[ = ц2,..., ц„) - вектор коэффициентов компетентности экспертов.

На первом шаге итерации (к=1) предполагается, что коэффициенты компетентности всех экспертов равны 1/п, т.е. С10 = (1/п, 1/п,..., 1/п), а компоненты вектора ¿п =

(<1®, ..., ) определяются по формулам: (' = 1>т0)- На каждом

последующем шаге (к = 2, 3, ...) векюры й и ч определяются в соответствии с (3), (4). Условием окончания данного итерационного процесса расчета векторов коэффициентов компетентности экспертов и весовых коэффициентов важности частных критериев оптимальности являются одновременное выполнение неравенств:

где г, £й - погрешности суммы квадратов отклонений компонент векторов к и к+1 итераций.

Расчетные значения весовых коэффициентов важности частных критериев оптимальности (компоненты вектора которые показывают значимость критериев (параметров) среди остальных из рассматриваемых, в дальнейшем применяются для построения обобщенного показателя эффективности анализируемой конструктивной схемы в сравнении с подобными конструкциями промышленных изделий, например, с помощью метода парных сравнений.

Рассмотренный метод оценки разрабатываемой конструкции применялся в течение ряда лет при проектировании различных типов транспортных машин и доказал на практике свою эффективность. Рассмотрим решение одной практической задачи: сравнительный анализ двух типов двигателей внутреннего сгорания и выбор наиболее оптимального для мотоциклов семейства «Иж».

На начальном этапе было обосновано десять наиболее важных параметров (частных критериев), которые характеризуют совершенство конструкции мотоциклетного двигателя: расход топлива и масла, токсичность по выбросам дым-ность выхлопа, мощность двигателя, долговечность работы, удельная металлоемкость и трудоемкость изготовления. При этом рассматривались два типа двигателя - двухтактный и четырехтактный. Считалось, что каждый из десяти показателей для двухтактного двигателя равен 1. Значения этих показателей для четырехтактного обосновывались в относительных величинах от двухтактного на основе проведенного анализа информационных источников. Например, для двухтактного двигателя расход топлива равен 1, а для четырехтактного 0,8. Это означает, что четырехтактный двигатель экономичнее с точки зрения расхода топлива на 20 %. Обработка результатов экспертного опроса позволила определить весовые коэффициенты важности рассматриваемых параметров двигателей. Вся предварительная информация для анализа этих

двух типов двигателей представлена в таблице. Коэффициент важности для мощности двигателя равен нулю, т.к считалось, что сравниваемые двигатели имеют одинаковые мощности и по данному параметру ни один из двигателей не имеет превосходства над другим.

Таблица 3 - Сравнение основных типов двигателей_

Сравниваемые параметры, х* 0 Коэффициент Двухтактный Четырехакт-

= МО) важности, dj дви! атель ный двигате.п,

Расход юплива 0,29 1 0,8

Расход масла 0,06 1 0,5

Токсичнос1ь: СО 0,04 1 2т4

СН 0,05 I 0,2 т 0,5

N0, 0,03 1 2

Личность выхлопа 0,08 1 0,2 + 0,3

Мощность двигателя 0,0 1 1

Долговечность работы 0,22 1 1,25

Удельная металлоемкость 0,1 1 1,15

Трудоемкое 1ь и)гоювленин 0,13 1 1,2 - 1,3

В методе парных сравнений значения сравниваемых параметров из таблицы сводят в матрицу:

f 0,8 0,5 3 0,35 2 0,25 1 1,25 1,15 1,25 ^

I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ;

Далее матрицу X преобразуют в матрицу Y, элементы столбцов которой рассчитывают по формуле у, = 1/х, (i - порядковый номер столбца), если сравниваемый параметр желательно иметь как можно меньше. В противном случае у, = х,. В рассматриваемой задаче единственный параметр, который желательно максимизировать

(1,25 2 0,33 2,85 0,5 4 1 1,25 0,87 0,8 Л

- долге у = . Д-

^ 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 ;

Нормирование элементов столбцов матрицы Y проводится по формуле

а _ _Уiii.ui У\ _ а результаты ждамиоования записываются в магоину А:

У,„ _( 0 0 0,67 0 0,5 0 0 0 0,13 0,2 \

Л_(о,2 0,5 0 0,65 0 0,75 0 0,2 0 0 J

По значениям коэффициентов важности сравниваемых параметров d„ представленным в таблице, и элементам матрицы А рассчитывается обобщенный показатель эффективности для каждого из рассматриваемых двигателей по формуле: ю

Q = аД . Чем меньше расчетное значение Q, тем лучше двигатель.

В соответствии с расчетными данными значения обобщенною показателя эф-фекгивности для двухтактного и четырехтактного двигателей соответственно равны: Q: х = 0,18 и Q4.4 = 0,081. Следовательно, конкурентоспособность мотоциклов семейства «Иж» будет выше, если они будут оборудоваться четырехтактными двигателями.

Отметим, что значения коэффициентов важности ё, зависят от условий производства и эксплуатации, т.е. они могут изменяться с течением времени. Например, могут измениться цены на горючесмазочные материалы, требования к токсичности отработавших газов и др. [8].

На этапе анализа аналогов и определения базовой модели легкового автомобиля использована методика определения интегрального качества транспортного средства по разным оценочным критериям. В работе над легковым автомобилем выводятся так называемые коэффициенты весомости, когда каждому показателю-признаку присваивается оценочный «балл». В проектной работе над легковым автомобилем выделяются, например, аналоги в определенной ценовой нише, когда стоимость отдельных автомобилей в определенном ценовом ранге. В этом случае формируется экономический показатель для серийного легкового автомобиля.

Качественные признаки формируется из количественных значений признаков на основании формул (5), (6):

где 1 < К, < К, а X, - количественное значение ьго признака, К, - качественное значение ьго признака, К - число качественных уровней (К = 2, 3, 4, 5,...). Качественный уровень определяется ступенью качества, когда, например 1 - самый низкий уровень, а 5 или 10 - самые высокие в зависимости от системы оценок. В начале необходимо для каждого оцениваемого признака определить верхнюю или нижнюю количественную границу, когда эксперт принимает решение. Например, легковой автомобиль необходимо оценить по уровню эргономики (комфортабельности) в салоне, когда суммарный качественный показатель набирается из оценки посадочного места водителя и пассажиров, размеров салона, углов обзорности из салона, формы отображения информации и др.

Практическое применение приведенной методики показано в работе автора на примере сравнительного анализа двух типов двигателей внутреннего сгорания и выборе наиболее оптимального варианта для мотоциклов «ИЖ» [5, 8].

Процесс проектирования согласно ГОСТу 2.103-68 «ЕСКД - стадии разработки» предусматривает 5 стадий: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, разработка рабочей документации. Однако художнику-конструктору (дизайнеру) необходимо спроектировать вешь такой, чтобы по полезности она превосходила свои аналоги, находящиеся на одном ценовом уровне. В упомянутый стандарт следует ввести маркетинговые исследования, в которых дизайнер должен принимать самое активное участие. В работе приведены предлагаемые этапы и алгоритмы разработки нового автомобиля (рис. 7) и показана роль дизайнера на каждом этапе.

В четвертой главе приведены примеры дизайн-проектирования легковых автомобилей с анализом разработанных, когда компьютерные технологии являются необходимым инструментом в проектной деятельности.

Предложено то, что на основании законодательных требований и требований по безопасности, а также корректности формообразования, необходимо условно выделить основание несущей конструкции автомобиля с необходимо достаточным минимумом деталей (рис. 8). Основание несущей конструкции может быть рассмотрено как универсальная часть, которая будет приспособлена для различных компоновочных решений (рис 9), где удобство эксплуатации будет согласовано с общей стоимостью модели автомобиля.

Рис. 7. Основные этапы разработки нового автомобиля

Рис. 8. Основание несущей конструкции автомобиля

Рис. 9. Вставная деталь для переднеприводного автомобиля

Детали, входящие в сборку основания несущей конструкции по номенклатуре находятся в разных группах: группа деталей пола, группа деталей рамы, группа деталей задка и передка, группа деталей кузова

В проектной работе требуется определять состав несущего основания кузова, состоящего из элементов этих групп, соответственно определяя взаимосвязи соединений по группам и подгруппам деталей легкового автомобиля. С учетом вышеописанного необходимо в компьютерной программе для геометрического построения формы определить слой для несущей конструкции автомобиля, но с учетом размеров стандартного человека.

Приводится применение разработанных методов по модернизации автомобиля ИЖ-2126 (рис. 10) и, в частности, при разработке его модификации ИЖ-21261 (Фабула) [2].

Рис. 10. Системный алгоритм замены задка на примере автомобиля марки «ИЖ» стандартной комплектации

В настоящее время большой интерес у производителей автомототехники вызывают квадрициклы (ГОСТ Р51815 - 2001) в силу их определенных достоинств: компактность; экономичность, достигаемая малым расходом топлива и налоговыми преимуществами; привлекательная цена; возможность управления без водительских прав, либо с мотоциклетными правами, что особенно привлекательно для молодежи, пожилых людей и людей с физическими ограничениями. В работе классифицированы квадрициклы по их параметрам и назначению. Проведен анализ компоновочных схем квадрициклов с гибридными энергосиловыми установками (ГЭСУ), обоснован выбор параметров, разработана методика согласования работы ДВС и электропривода [1, 10]. Структурная схема гибридного квадрицикла, наиболее перспективная по на-

шим исследованиям, приведена на рис 11. В этом случае ГЭСУ представляет собой замкнутую передачу, позволяющую передавать мощность от теплового двигателя (ТД) к ведущим колесам двумя потоками. Замыкание мощностных потоков от ТД и электродвигателя (ЭД) осуществляется за счет введения в конструкцию согласующего редуктора (СР). Параллельная компоновочная схема позволяет улучшить показатели топливной экономичности для квадрицикла 4x2 с ГЭСУ ЭД соединен с накопителем энергии (НЭ), когда СР связан с передающей частью (ПЧ) на колесный дифференциал (Д).

Рис. 11. Структурная схема гибридного квадрицикла с параллельной компоновочной

схемой ГЭСУ

На рис 12, 13, 14, 15 приведены дизайнерские проекты квадрициклов, воплощенные в экспериментальные образцы при большой помощи и содействии конструкторских служб ОАО «Ижевские мотоциклы» и поддержке гранта по фундаментальным исследованиям в области технических наук 2003-2004 г г. Министерства образования РФ [10].

•V , А! Рис. 12. Двухместный квадрицикл с двигателем «Иж-Юпитер», с жидкостным охлаждением

Рис. 13. Трицикл складной марки «ИЖ» (рабочий объем двигателя 50 см )

Рис. 14. Трицикл складной марки «ИЖ» (рабочий объем двигателя 50 см3)

Рис. 15. Квадрицикл с гибридным двигателем (Ammonite): габаритные размеры 3250x2200x1910, максимальная скорость -90 км/ч, двигатель - гибридный на основе двухцилиндрового двухтактного мотоциклетного ИЖ-Ю 5 (350 см3 = 17,4 кВт), снаряженная масса - 300 кг, полезная нагрузка - 600 кг (2 человека + 450 кг)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Главным результатом проведенных исследованием является разработанная методология дизайн-проектирования легкового автомобиля, алгоритм которой предусматривает участие дизайнера на ранних стадиях проектирования, включая выбор конструктивных и эстетических параметров и их оптимизацию. Новая методология апробирована при разработке модификаций автомобилей марки «ИЖ» и нового вида транспорта - квадрициклов. Основные этапы, описанные в диссертационной работе, позволили сделать следующие выводы

1. Дизайн-проектирование легкового автомобиля должно быть направлено на создание конкурентоспособного автомобиля, необходимым условием которого является комплексный учет основных параметров, находящихся во взаимосвязи при конструировании и дизайн-проектировании. Взаимосвязь предопределяет системный подход к дизайн-проектированию легкового автомобиля.

2. Мощностные параметры двигателя и конструкции трансмиссии оказывают существенное и противоположное влияние на топливную экономичность, скоростные свойства и эргодизайн автомобиля. С учетом имеющихся ограничений на максимальной скорости рекомендуется рациональная удельная мощность автомобиля 30 кВт/т для городских условий и 45 кВт/т для загородных дорог. Для мотоциклов и квадрициклов рекомендуется удельная мощность существенно выше - 70 кВт/т , что объясняется более значительной долей силы сопротивления воздуха.

3. Эксплуатационно-потребительские, эргономические, конструктивно-технические, производственно-технологические, аэродинамические, эстетические и экономические свойства находятся во взаимосвязи и во многом предопределяются кузовом Наилучшими компоновочными размерами по салону кузова обладают переднеприводные автомобили с поперечным расположением двигателя. Из трех-, двух- и

однообъемных типов кузовов имеют наибольший полезный объем и комфортабельность - однообъемные кузова.

4 Внешние формы автомобиля и кузова во мноюм определяются велутими колесами автомобиля. Проведен сравниктн.ный анализ переднеприводной и заднепри-водной компоновки по тя! ово-скоростным свойствам, топливной жономичности, управляемости и устойчивое in, покалывающий, что выбор привода зависит от назначения и условий эксплулацип авюмобиля.

5 Аэродинамические свойова ликовых авюмобилей оказывают влияние на жс-плуатационно-технические параметры юпливная жономичность, максимальная скорость, устойчивос1ь, управ 1яемос!ь, внешнее загрязнение кузова Проведенные виртуальные компьютерные исиьмания моделей в азродинамичсской трубе кузовов 1ипа «седан», «хетчбек», «универсал» показали, что наиболее перспектив-ным силуггом кузова по а>ро,ншамическим показателям является «хетчбек», что пол [верждается результатами испытаний опытных масштабных моделей

6 Процесс оптимального проектирования jietKoeoio автомобиля имеет множество кри гериев оптимальности. Предложена укрупненная блок-схема постановки, анализа и синтеза задач оптимального проектирования легкового автомобиля с привлечением экспертных групп Меюдика апробирована и принята в ОАО «ИЖ-МАШ».

7 Разработку автомобилей особо малою класса (квадрициклов) следует рекомендовать как перспективное направление для создания автомототехники на базе узлов и агрегатов мотоциклов. Это особенно важно для загрузки производственных мощностей российских мотозаводов. Разработанные дизайнерские проекш квадрициклов могут служить прототпами для проведения дальнейших ОКР в угом направлении.

8 При выборе гибридной энергосиловой установки следует рекомендовать параллельную компоновочную схему ДВС и ЭД, которая является наиболее рациональной с точки зрения показателей !ягово-скоростных свойств и экономичности транспортной машины при экегшуаипии.

9 Дальнейшее совершенствование конструкций гибридных знергосиловых установок, а соответственно, выполнение 1еорстических исследований, следует вести в направлении отказа от используемой в трансмиссии коробки передач за счет применения, например, дифференциального планетарного редуктора или клиноре-менного вариатора.

Ю.Реализация на практике проекы создания гибридных знергосиловых установок на квадрициклах позволит решить ря i жологических проблем крупных городов и промышленных регионов, обеспечивая женлуашруемым машинам высокий уровень показателей топливной жономичности и жологических свойств При этом новые свойства данного вида lpniicuopia фебуют и нового дизайна

Основные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

1 Умняшкин В.А., Филькина А Н , Мишин К.С , Скуба Д.В, Авюмобили особою малою класса (квадрициклы) с i пбрндной шерюсиловой установкой/ Под общ ред В.А Умняшкина. - Ижевск: НИЦ «Ре[улярная и xaoiическая динамика» , 2004 -138с

2 Скуба Д В. Компьютерные icxhojioihh в дизайн-проектировании лаковых авюмобилей// Сб. тр. науч.-гехн форума с междунар. участием Высокие lexnojioi ии -2004 В 4 ч,-4.1.-Ижевск Изд-во ИжГГУ, 2004 -С. 142-150

1 Скуба Д.В., Ившин К.С Копией сальное дизайн-проектирование гранснортиых сре|с 1в с использованием [речмерною »лектронного геометрическою моделирования// Сб науч. ip-в «ИскусеIвовс leiine и худ. образование в У1мур1ии» -Ижевск- Изд-во УдГУ, 2004 С 162-164

4. Скуба Д.В., Матвеев Д.В. Проект создания конструкции квадрицикла с гибридной энергосиловой установкой// Сборник научных трудов аспирантов и преподавателей. - Ижевск - Екатеринбург: Изд-во Института экономики Ур РАН, 2003.- С. 36 -45.

5. Скуба Д.В., Русских А.В. Решение задач конкурентоспособности транспортного средства на ранних стадиях конструирования// Труды Международной научно-технической конференции MOTAUTO 03.- Том II: «Automobile technics and transport». - Болгария: София, 2003. - С. 121-123.

6. Скуба Д.В., Русских А.В., Ипшин К.С. Методология в аэродинамике автомобиля при разработке его внешних форм// Труды IV международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах». Часть 4. -Ижевск: изд-во ИжГТУ, 2003. - С. 31 -32.

7. Игнатьев А.Н., Скуба Д.В., Ившин К.С. Изменение геометрических моделей деталей легкового автомобиля с применением CAD систем для их последующего прочностного расчета // ВЕСТНИК Ижевского государственного технического университета. - №2, 2004. - С. 35-36.

8. Умняшкин ВА, Филькин Н.М., Скуба Д.В., Русских А.В. Оценка конкурентоспособности промышленного изделия на этапе художественного конструирования Труды IV международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах», Часть 4.-Ижевск: изд-во ИжГТУ, 2003. — С.33-35.

9. Основы научных методов выбора и обоснования базовых параметров автомобиля особо малого класса (квадрицикла) с гибридной энергосиловой установкой: Промежуточный отчет о научно-исследовательской работе, выполненной в рамках фанта по фундаментальным исследованиям в области технических наук Минобразования РФ "Разработка научных основ создания конкурентоспособного автомобиля особо малого класса (квадрицикла) с гибридной энергосиловой установкой". Номер государственной регистрации НИР: 0120.0 406598/ Ижевский государственный технический университет; Руководитель работы ВА Умняшкин. -Ижевск: ИжГТУ, 2004. - 125 с. - Отв. исполн. Н.М. Филькин; Соисполн.: А.Н. Игнатьев, Д.В. Скуба, Д.В. Матвеев.

10. Разработка научных основ создания конкурентоспособного автомобиля особо малого класса (квадрицикла) с гибридной энергосиловой установкой: Заключительный отчет о научно-исследовательской работе, выполненной в рамках фанта по фундаментальным исследованиям в области технических наук Минобразования РФ. Номер государственной регистрации НИР: 0120.0 406598/ Ижевский государственный технический университет; Руководитель работы В.А. Умняшкин. -Ижевск: ИжГТУ, 2005. - И с. - Исполн.: А.Н. Филькина, Д.В. Скуба. К.С. Ившин.

11 .Разработка научных основ создания легкового автомобиля с гибридной энергосиловой установкой: Заключительный отчет о научно-исследовательской работе, выполненной в соответствии с подпрограммой "Транспорт" научно-технической программы Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники". Код НИР: ВНТИЦ, 01.200.2 04988/ Ижевский государственный технический университет; Руководитель работы В.А. Умняшкин. - Ижевск: ИжГТУ. 2002. - 213с. - Отв. исполн. Н.М. Филькин; Соисполн.: И.С. Набиев, С.Н. Зыков, Д.В. Матвеев, Д.В. Скуба, А.В. Русских.

Подписано в печать 24.01.05. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ №23 Отпечатано в типографии Издательства ИжГТУ

il \

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Скуба, Денис Владиславович

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СИСТЕМО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

1.1. Краткий обзор литературы и современное состояние методов дизайн-проектирования легковых автомобилей.

1.2. Основные проектные подходы в решении дизайнерских и конструкторских задач на начальном этапе проектирования легкового автомобиля.

1.3. Свойства, параметры и критерии показателей качества легкового автомобиля.

1.4. Структурное планирование в постановке целей и задач, и выявление негативных факторов разрабатываемого автомобиля на этапе эскизной проработки конструкции.

1.5. Экономические тенденции и функционально-стоимостный анализ, расчет себестоимости на начальном этапе проектирования легкового автомобиля.

1.6. Выводы, цель и постановка задач исследования.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

2.1. Выбор конструктивных параметров при проектировании новых моделей автомобиля.

2.2. Исследование взаимосвязи формы кузова и общей компоновки легкового автомобиля.

2.3. Анализ зависимости аэродинамических свойств легкового автомобиля от формы его кузова.

2.4. Компоновочные и эргономические правила проектирования легковых автомобилей.

Глава 3. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ КОНСТРУКЦИИ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ НА РАННЕЙ СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

3.1. Алгоритм системного анализа легкового автомобиля и оптимизация проектных решений.

3.2. Процесс создания легкового автомобиля с учетом показателей качества при наличии компьютерных технологий с прогнозированием системных ошибок.

3.3. Алгоритм дизайн-проектирования легкового автомобиля.

Глава 4. ВЫБОР И АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ СЕРИЙНЫХ И РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ МОДЕЛЕЙ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

4.1. Компьютерный процесс преобразования одной модели кузова легкового автомобиля в другую с учетом технологии компьютерного построения деталей для различных расчетов и анализов средствами CAE на примере автомобиля марки «ИЖ».

4.2. Компьютерный контроль точности моделирования деталей кузова легкового автомобиля (поэтапное решение точности моделирования от плоского чертежа к объемной модели).

4.3. Обоснование базовых параметров квадрицикла типа L5 с гибридной энергосиловой установкой и анализ конструктивных схем.

Введение 2005 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Скуба, Денис Владиславович

Актуальность темы. Проектирование с точки зрения общих затрат достаточно часто является самым дешевым из всех этапов создания легкового автомобиля. Но по своим последствиям этап может быть самым дорогим. Можно условно считать, что если не устранить ошибку в научно-исследовательской работе, то на стадии опытно-конструкторских работ ее цена возрастет примерно в 10 раз, на стадии опытного производства - в 100 раз и, наконец, на стадии серийного производства - в 1000 раз [22, 43, 107]. На протяжении всей истории автомобилестроения каждое конструкторское подразделение, занимавшееся проектированием автомобилей и двигателей к ним, имело свою методологию проектирования, сформулированную на основе опыта ранее выполненных проектных работ. Такая методология часто приводила к тому, что номенклатура и свойства автомобилей в значительной степени зависели от случайностей и во многом определялись интуицией их создателей. Длительные сроки разработки новых моделей автомобилей определяются в настоящее время, в основном, сроками их доводки. В связи с этим необходимо делать акцент в проектировании на формировании свойств на стадии проектирования, в основном с помощью удобных и адекватных математических моделей в разных формах их проявления. Современные компьютерные технологии существенно упрощают решение подобных задач. Многообразие требований, предъявляемых к легковым автомобилям, требуют от разработчика системного подхода к проектированию. В научно-технической литературе проблемам и методам проектирования и, в частности, системному проектированию уделяется все большее внимание [28, 29,43, 100].

Сам по себе системный подход не является чем-то новым в проектировании новых изделий. Еще в 1824 г. Сади Карно отмечал, что экономия топлива в двигателе лишь одно из условий, которые должны выполнять топливные машины; при многих обстоятельствах оно второстепенно; оно часто должно уступать первенству надежности, прочности и долговечности машины [47]. Следовательно, на современной стадии развития основой системного подхода в проектировании является комплексное рассмотрение свойств проектируемого изделия на всех стадиях разработки.

На сегодняшний день не существует методической основы с позиции дизайн-проектирования с использованием вычислительной техники, которая бы решала проблему анализа и задачу исключения ошибок на ранних стадиях проектирования при оптимизации принимаемых решений. Дизайнер должен участвовать на протяжении всего цикла создания легкового автомобиля, а принципы, закладываемые при построении предварительных компьютерных моделей деталей и разработки чертежей, должны выполняться с учетом этапных требований. Вместе с тем, в существующей технической литературе и немногочисленных пособиях по дизайн-проектированию, участие дизайнера в процессе создания промышленного изделия зачастую ограничивается разработкой внешнего вида и эргономикой [26, 61, 63, 69, 93, 100, 105].

Отсутствие методологии дизайн-проектирования промышленных изделий и легковых моделей автомобилей, в частности, необходимость системного подхода к проектированию определяют актуальность темы диссертационного исследования. Актуальность темы усугубляется еще и тем, что образовательным стандартом на специальность 0524.00 «Дизайн» предусмотрена квалификация «дизайн транспортных средств» [76].

Сегодня на многих автомобильных производствах решается задача корректного внедрения компьютерных программных комплексов, когда требуется переводить ручную традиционную работу в компьютер. Автоматизированный процесс значительно снижает затраты на производство, но в дизайн-проектировании нельзя выполнять всю работу на вычислительных машинах, т.к. теряется элемент творчества, а это нельзя упускать, потому что жесткие автоматизированные процессы как бы «умертвляют» любой разработанный легковой автомобиль. Он начинает выглядеть иначе, а упрощенно можно сказать, более живо и эстетически привлекательнее. Это психологический момент, а этим пренебрегать нельзя.

Дизайнерам и в будущем придется считаться с условиями производства и планирования, которые всегда будут сильно ограничивать их творческую фантазию. Изделие, претендующее называться «красивым», с точки зрения дизайна, в современном мире должно соответствовать не только художественно-эстетическим требованиям, но и экономическим, технологическим, гигиеническим, экологическим, утилитарным (функциональным), потребительским, законодательным, социальным и др. [26, 40, 106].

Целью диссертационной работы является разработка методики дизайн-проектирования легковых автомобилей с применением компьютерных программ для геометрического построения формы с дальнейшим математическим и аналитическим расчетом на правильность решений для первого этапа процесса создания легкового автомобиля.

Дизайнер на производстве должен быть осведомленным по вопросам, касающимся разработки и внедрения автомобиля в серию. Для этого необходимо сразу заложить все установочные показатели качества автомобиля, с целью исключения и минимизации ошибок [55]. Для качественного автомобиля существует комплекс требований: конструктивных и социальных. Хотя, часто бывает так, что требования, предъявляемые потребителем не всегда совпадают с требованиями конструкции и дизайна [57]. Появляются модные автомобили, которые удовлетворяют потребителя, но на недолгий период времени, пока данная марка легкового автомобиля является модной.

Проблема моды и стиля с конструктивным решением, не противоречащим остальным требованиям: безопасности, эргономике, тектонике, антропометрии и др., основополагающий фактор, указывающий на системность решений в поиске новых рациональных форм и конструкций автомобиля.

Задачи исследований. Сформулированная цель и проведенный анализ нерешенных проблем по теме диссертации позволили определить следующие основные задачи диссертационной работы:

• исследовать взаимосвязь формы легкового автомобиля с общей компоновкой и конструктивными параметрами;

• проанализировать зависимость аэродинамических свойств легкового автомобиля от формы кузова и выработать рекомендации для дизайнера по проектированию внешних форм на ранних стадиях проекта;

• разработать компоновочные и эргономические правила проектирования легкового автомобиля с учетом законодательных и потребительских требований;

• разработать алгоритм дизайн-проектирования легкового автомобиля с оптимизацией проектных решений, предусматривающий участие дизайнера на всех стадиях проекта; апробировать основные принципы разработанной методологии при модернизации автомобилей марки «ИЖ» и при разработке квадрициклов класса L5 на узлах и деталях мотоциклов «ИЖ».

Практическая полезность. Результаты исследования позволят внедрить новые приемы для дизайн-проектирования легковых автомобилей, когда компьютерные технологии все больше и больше приходят на автомобильные производства, а ранняя стадия проектных работ максимально снизит вероятность ошибок при изменении формы автомобиля или отдельных узлов и деталей на позднем этапе, тем самым сократит расход времени и денежных средств на доработку.

Реализация результатов. В период 2002-2004 гг. автор диссертации осваивал на производстве ОАО «ИЖАВТО» в отделе «Компьютерных систем и технологий» разработанные принципы проектирования деталей кузова легкового автомобиля с применением компьютерной техники и высокоточных графических пакетов прикладных программ для создания объемных моделей технологических устройств, апробированные при создании модификации автомобиля Иж-2126 с универсальным кузовом - «Фабула». Разработка велась по научно-технической программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» для квадрициклов [107]. Моделирование деталей кузова автомобиля Иж-2126 велось с точностью 0,001 (мм) и выше в зависимости от сложности решаемых задач. Им определены основные приемы и методы, которые многопланово заложены в программные средства, применяемые на предприятии. Участвовал в решении проблем подготовки геометрических моделей деталей кузова легкового автомобиля «Иж-2126» для дальнейшего прочностного расчета в программном комплексе ANSYS/LS-DYNA. В бюро «Инженерного анализа автомобиля» при вышесказанном отделе были проведены пилотные проекты по внедрению программных средств, позволяющих рассчитывать динамические изменения работы механизмов в легковом автомобиле с оценкой конструктивных особенностей, а в частности пакет ADAMS, написанный фирмой Mechanical Dynamics Inc. (MDI).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международной конференции в Ижевском государственном техническом университете, «1Т&1Р'03» - Информационные технологии в инновационных проектах (г. Ижевск, 2003 г.), на международной конференции МОТАиТО'ОЗ - «Automobile technics and transport» (Болгария, София, 2003 г.), на международном форуме в Ижевском государственном техническом университете «Высокие технологии - 2004» (г. Ижевск, 2004 г.) и на конференции в Удмуртском государственном университете «Искусствоведение и художественное образование», посвященной 45-летию Института искусств и дизайна (г. Ижевск, 2004 г.).

Автором диссертации опубликовано 8 печатных трудов, в том числе одна монография «Автомобили особого малого класса (квадрициклы) с гибридной энергосиловой установкой» в соавторстве, и 3 технических отчета с государственной регистрацией.

Диссертация неоднократно докладывалась и обсуждалась на кафедре «АМО - Автомобили и металлообрабатывающее оборудование» в Ижевском государственном техническом университете и на кафедре «Дизайн промышленных изделий» в Удмуртском государственном университете.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка использованной литературы в количестве 125 наименований, 10 таблиц и 78 рисунков. Окончание первой главы резюмируется выводами и ставится задача диссертационного исследования.

Заключение диссертация на тему "Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Главным результатом проведенных исследованием является разработанная методология дизайн-проектирования легкового автомобиля, алгоритм которой предусматривает участие дизайнера на ранних стадиях проектирования, включая выбор конструктивных и эстетических параметров и их оптимизацию. Новая методология апробирована при разработке модификаций автомобилей марки «ИЖ» и нового вида транспорта - квадрициклов. Основные этапы, описанные в диссертационной работе, позволили сделать следующие выводы:

1. Дизайн-проектирование легкового автомобиля должно быть направлено на создание конкурентоспособного автомобиля, необходимым условием которого является комплексный учет основных параметров, находящихся во взаимосвязи при конструировании и дизайн-проектировании (рис. 3). Также взаимосвязь предопределяет системный подход к дизайн-проектированию легкового автомобиля.

2. Мощностные параметры двигателя и трансмиссии оказывают существенное и противоположное влияние на топливную экономичность, скоростные свойства и эргодизайн автомобиля. С учетом имеющихся ограничений на максимальной скорости рекомендуется рациональная удельная мощность автомобиля 30 кВт/т для городских условий и 45 кВт/т для загородных дорог. Для мотоциклов (квадрициклов) рекомендуется удельная мощность существенно выше 70 кВт/т, что объясняется более значительной долей силы сопротивления воздуха.

3. Эксплуатационно-потребительские, эргономические, конструктивно-технические, производственно-технологические, аэродинамические, эстетические и экономические свойства находятся во взаимосвязи и во многом предопределяются кузовом (рис. 11). Наилучшими компоновочными размерами по салону кузова обладают переднеприводные автомобили с поперечным расположением двигателя. Из трех-, двух- и однообъемных типов кузовов имеют наибольший полезный объем и комфортабельность - однообъемные кузова.

4. Внешние формы автомобиля и кузова во многом определяются ведущими колесами автомобиля. Проведен сравнительный анализ переднеприводной и заднеприводной компоновки по основным эксплуатационным характеристикам:

4.1. Тягово-скоростные свойства

Заднеприводная компоновка имеет лучшие тягово-скоростные свойства на дорогах хорошего качества и большие углы наклона по условиям буксования. Передний привод обеспечивает лучшее сцепление шин с дорогой при неполной загрузке и при движении с малыми скоростями по дорогам с малым значением коэффициента сцепления.

4.2. Топливная экономичность

Для заднего привода задача получения низкого аэродинамического сопротивления более легкая, чем для переднего привода, из-за более легкой компоновки агрегатов в моторном отсеке, что влияет на уменьшение расхода топлива. Топливная экономичность переднеприводного автомобиля будет меньше из-за меньших потерь в трансмиссии и более легкого на 40 — 50 кг веса.

4.3. Управляемость и устойчивость

При входе в поворот заднеприводный автомобиль реже теряет управляемость по условию сцепления шин с дорогой, но при полной загрузке обладает избыточной поворачиваемостью, что может привести к курсовой неустойчивости. Переднеприводный автомобиль легче в управлении (особенно на скользких дорогах). Переднеприводный автомобиль из заноса выводится с добавлением газа, а заднеприводный - наоборот уменьшением газа и поворотом управляемых колес в сторону заноса.

5. Аэродинамические свойства легковых автомобилей оказывают влияние на эксплуатационно-технические параметры: топливная экономичность, максимальная скорость, устойчивость, управляемость, внешнее загрязнение кузова. Проведенные виртуальные компьютерные испытания моделей в аэродинамической трубе кузовов типа «седан», «хет-чбек», «универсал» показали, что наиболее перспективным силуэтом кузова по аэродинамическим показателям является «хетчбек», что подтверждается результатами испытаний опытных масштабных моделей приведены рекомендации для дизайнеров, которые необходимо учитывать при разработке форм на ранних стадиях проектирования (табл. 2, рис. 19, 20,21).

6. Эргономические показатели легкового автомобиля приводятся для 95-го перцентиля и согласованы с нормативными документами. Отмечается, что нормативные параметры по антропометрическим размерам требуют корректировки в связи с возросшим средним ростом человека (рис. 22).

7. Процесс оптимального проектирования легкового автомобиля имеет множество критериев оптимальности. Предложена укрупненная блок-схема постановки, анализа и синтеза задач оптимального проектирования легкового автомобиля на ранних стадиях (рис. 40) и методика принятия решения о конкурентоспособности разработок с привлечением экспертных групп. Методика апробирована и принята на ОАО «ИЖ-МАШ».

8. Предложенный алгоритм создания базовой конструктивной схемы легкового автомобиля (рис. 41) позволяет проанализировать качество конструктивных решений на компьютере в различных программах CAD/CAM/CAE уже на стадии эскизного проекта и предотвратить ошибки, которые могут проявиться позже.

9. Процесс проектирования нового изделия по ГОСТу 2.103 - 68 «ЕСКД -Стадии проектирования» необходимо дополнить маркетинговыми исследованиями на стадии НИР, предшествующими техническому заданию, в создании которого дизайнер и конструктор должны принимать активное участие (рис. 42).

10.После разработки силовой схемы кузова необходимо предусматривать его модификации. На примере модельного ряда автомобилей марки «ИЖ» показано применение компьютерных технологий на этапе дизайн-проектирования.

11.Разработку автомобилей особо малого класса (квадрициклов) следует рекомендовать как перспективное направление для создания автомото-техники на базе узлов и агрегатов мотоциклов. Это особенно важно для загрузки производственных мощностей российских мотозаводов. Разработанные дизайнерские проекты квадрициклов могут служить прототипами для проведения дальнейших ОКР в этом направлении.

12.При выборе гибридной энергосиловой установки следует рекомендовать параллельную компоновочную схему ДВС и ЭД, которая является наиболее рациональной с точки зрения показателей тягово-скоростных свойств и экономичности транспортной машины при эксплуатации.

13.Дальнейшее совершенствование конструкций гибридных энергосиловых установок, а соответственно, выполнение теоретических исследований, следует вести в направлении отказа от используемой в трансмиссии коробки передач за счет применения, например, дифференциального планетарного редуктора или клиноременного вариатора.

14.Реализация на практике проекта создания гибридных энергосиловых установок на квадрициклах позволит решить ряд экологических проблем крупных городов и промышленных регионов, обеспечивая эксплуатируемым машинам высокий уровень показателей топливной экономичности и экологических свойств. При этом новые свойства нового вида транспорта требуют и дизайна отличного от традиционного.

Библиография Скуба, Денис Владиславович, диссертация по теме Колесные и гусеничные машины

1. Авдоньев Е.Д. Конструирование форм современных машин, агрегатов и сооружений. - Киев; Одесса: Льибидь, 1990. - 153 с.

2. Аведьян Артем ЗБ-дизайн и гибридное параметрическое моделирование // САПР и графика. Изд-во Компьютер Пресс, 2003, октябрь - С. 48-52.

3. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М.: Издательство «За рулем», 2000. - 896 с.

4. Агапов В.П., Гаврюшин С.С., Карунин А.Л., Крамской Н.А. Строительная механика автомобиля и трактора М.: Изд-во МАМИ 2002.

5. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М.: Сов. радио, 1979. -184 с.

6. Аэродинамика автомобиля / под ред. В.Г. Гухо; пер. с нем. Н.А. Юни-ковой; под ред. С.П. Загородникова. М.: Машиностроение, 1987. -424 с.

7. Барановский С.И., Евграфов А.Н. Аэродинамика и управляемость автомобиля // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. — М.: МГИУ, 2003. - С. 10 - 12.

8. Барташевич А.А. Основы художественного конструирования: Учебник для втузов.- Мн.: Выш. шк., 1984. 224 с.

9. Ю.Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь, 1984.-248 с.

10. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы: Учеб. пособие. М.: Наука / Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 600 с.

11. Бирбараев Радислав, Колмаков Андрей, Сухарев Сергей, Реймов Ка-миль Сквозное автоматизированное проектирование и изготовлениеавтоприборов на основе комплексного подхода // САПР и графика. -Изд-во Компьютер Пресс, 2000, январь С. 63 - 67.

12. Быков B.JI. Методика проектирования объектов новой техники: Учеб. пособие для машиност. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1990. - 166 с.

13. Быстрова Д.Ю. Вещь. Форма. Стиль. Введение в философию дизайна. -Екатеринбург: изд-во уральского университета, 2001. 288 с.

14. Винтман В.Э. Художественное конструирование изделий машиностроения. JL, 1966. - 36 с.

15. Войненко В.М., Мунипов В.М. Эргономические принципы конструирования. К.: «Техника», 1988. - 119.

16. Волкотруб И.Т. Основы художественного конструирования: Учебник для худож. учеб. заведений. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988.- 191 с.

17. Галлагер Р. Методы конечных элементов. Основы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-428 с.

18. Глазычев В. О дизайне. Очерки по теории и практике дизайна на западе. М.: изд. «Искусство», 1970.

19. Глазычев В. Функция конструкция - форма // Декоративное искусство СССР. - 1965. - №7. - С. 2 - 7.

20. Гомон Н.Л. и др. Эргономика в машиностроении. М.: Науч.-исслед. ин-т информатики по тяжелому, энерг. и трансп. Машиностроению, 1968. -92 с.

21. ГОСТ Р 51815-2001. Квадрициклы. Общие технические требования.

22. Даниляк В.И., Мунипов В.М., Федоров М.В. Эргодизайн, качество, конкурентоспособность. М.: Издательство стандартов, 1990. - 217 с.

23. Джонс Дж. К. Методы проектирования / Пер. с англ. Т. П. Бурмистровой, И. В. Фриденберга под ред. д-ра психол. наук, к. т. н. В. Ф. Венды, канд. психол. наук В. М. Мунипова М.: изд-*во «Мир», 1986.

24. Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный подход. Пер. с польск. М.: Мир, 1981.-456 с.

25. Долматовский Ю.А. Основы конструирования автомобильных кузовов. -М.: «МАШГИЗ», 1962.-321 с.

26. Дружинский И.А. Слагаемые качества конструкторских работ: (Зап. конструктора). JL: Лениздат, 1977. - 119 с.

27. Евгенев Георгий САПР XXI века: проблема соотношения формы и содержания // САПР и графика. Изд-во Компьютер Пресс, 1999, декабрь - с. 50 - 54.

28. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С. Аэродинамика колесного транспорта. Минск: НИРУП «Белавтотрактостроение», 2001. 368 с.

29. Евграфов А.Н., Переверзев С.Б. Совершенство обтекаемости легковых автомобилей // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГИУ, - 2003. — С. 111113.

30. Евграфов А.Н., Поливода А.Н., Харитончик С.В. Влияние заднего спойлера на аэродинамику автомобиля // Известия НАН Беларуси. -2000.-№2.-С.126-128.

31. Евграфов А.Н., Шведов С.Б., Харитончик С.В. Влияние формы кузова на обтекаемость автобуса // Известия НАН Беларуси. 1999. - №4. -СЛ 21-123.

32. Евграфов А.Н., Щетинин М.М. Концепции кузовов междугородных автобусов // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. М.: МГИУ, - 2003. - С.39 - 41.

33. Жак С.В. Оптимизация проектных решений в машиностроении: Методология, модели, программы/ Отв. ред. A.M. Дризо. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1982. - 167 с.

34. Иванов В. Н., Лялин В.А. Пассивная безопасность автомобиля. М.: Транспорт, 1979. - 304 с.

35. Ившин К.С., Русских А.В. Какое изделие можно считать «красивым»? // Сборник научных трудов: «Проектно-технологические и социально-экономические аспекты современного производства», выпуск 2 — Екатеринбург-Ижевск, 2004. С. 86-87.

36. Игнатьев А.Н., Скуба Д.В., Ившин К.С. Изменение геометрических моделей деталей легкового автомобиля с применением CAD систем для их последующего прочностного расчета // ВЕСТНИК Ижевского государственного технического университета. №2, 2004. - С. 35-36.

37. Интегральная оценка конкурентоспособности легковых автомобилей с учетом технического уровня/ инструкция И 37.001.017-75 изд-во НАМИ

38. Исерлиз Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания. Ленинград: Машиностроение, 1981. - 255 с.

39. Казаринова В. И. Красота, вкус, экономика. М.: изд-во «Экономика», 1985.-256 с.

40. Калмыкова Н.В., Максимова И.А. Макетирование из бумаги и картона: Учебное пособие. М.: Книжный дом «Университет», 2000. - 80 с.

41. Карман Т. Аэродинамика. Избранные темы в их историческом развитии. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 208 с.

42. Карно С., Томсон-Кельвин В.и др. Проектирование и конструирование: системный подход. Пер. с польск. -М.: Мир, 1981.-456 с.

43. Кац Г.В., Ковалев А.П. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. М.: Машиностроение, 1981. - 214 с.

44. Кондрашкин А.С., Умняшкин В.А., Филькин Н.М. Оптимизация законов переключения передач// Автомобильная промышленность. 1988. -№ 10.-С. 19-20.

45. Кондрашкин А.С., Умняшкин В.А., Филькин Н.М. Оптимизация параметров транспортных средств в условиях многокритериальности// Проблемы совершенствования автомобильной техники: Тезисы докладов Всесоюзного семинара. М.: МВТУ, 1986. - С. 56-57.

46. Коновалов А. А. Логика изобретения. Ижевск: Удмуртия, 1990. - 128 с.

47. Конструкция автомобиля. Шасси / Под общ. ред. A.JI. Карунина. М.: Изд-во МАМИ, 2000. - 528 с.

48. Коссов В. В., Лившиц В. Н., Шахназаров А. Г. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. ОАО НПО изд. «Экономика», 2000.

49. Костин И.М., Фасхиев К.А. Технико-экономическая оценка грузовых автомобилей при разработке. Набержные Челны: Изд-во Камского политехи, ин-та, 2002. - 479 с.

50. Котляр Ф. Основы маркетинга. Пер с англ. М.: Прогресс, 1990 - 736 с.

51. Кравец В. Н., Горынин Е. В. Законодательные и потребительские требования к автомобилям. Нижегород. гос. техн. ун-т. Н. Новгород, 2000. -400 с.

52. Красильников В.В. Интегральная качественная оценка одного многомерного объекта// Проектирование и исследование технических систем. Набережные Челны: изд-во КамПИ, 2003: Межвузовский сборник №3-С. 179-185.

53. Красильников В.В. Статистика качеств социально-экономических объектов // Межвузовский научный сборник, выпуск 2. Набережные Челны: Изд-во КамПИ, 2002.

54. Куренова С.В., Савельева Н.Ю. Конструирование одежды. — Ростов н/Д: Феникс, 2003. 480 с.

55. Лазарев Е. Н. Дизайн машин.- Л.: Машиностроение. Ленинградское. Отд-ние, 1988.-256 с.

56. Лазарев И.А. Композиционное проектирование сложных агрегативных систем. М.: Радио и связь, 1986. - 312 с.

57. Литинецкий И. Б. Беседы о бионике М: Наука, 1968. - 562 с.

58. Львов Д.С. Основы экономического проектирования машин. М.: "Экономика", 1966. 296 с.

59. Мацкерле Ю. Автомобиль сегодня и завтра/ пер. с чешек. К.К. Семенова.- М.: Машиностроение, 1980. 384 с.

60. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль. М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.

61. Методика художественного конструирования. М.: ВНИИТЭ, 1983166 с.

62. Миндлин Я.З. Логика конструирования. М.:"Машиностроение", 1969.123 с.

63. Минервин Г.Б., Шимко В.Г., Ефимов А.В. и др. Дизайн. Иллюстрированный словарь-справочник. М.: «Архитектура-С», 2004. - 288 с.

64. Михайлов С.М., Кулеева Л.М. Основы дизайна: Учебник для специальности 2902.00 «Дизайн архитектурной среды» // Под ред. Михайлова С.М. Казань: «Новое Знание», 1999. - 240 с.

65. Моисеева Н.К. Выбор технических решений при создании новых изделий. М.: "Машиностроение", 1980. - 181 с.

66. Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды: Учебник. М.: -Логос, 2001.-356 с.

67. Назаров Ю.В. Постсоветский дизайн (1987-2000). Проблемы, тенденции, перспективы, региональные особенности. М.: «Союз Дизайнеров России», 2002.-416 с.

68. Нарбут А.Н., Умняшкин В.А. Влияние характеристик двигателя на топливную экономичность мотоцикла // Сб. научн. тр. МАДИ, вып. 173. — М., 1979, С. 42-47.

69. Образовательный стандарт высшего профессионального образования в области культуры и искусства. Специальность 052400 Дизайн. Москва, 2002-44 с.

70. Папанек В. Дизайн для реального мира / пер. с англ. М.: Издатель Д. Аронов, 2004.-416 с.

71. Петров А.П. Основы эргономики и дизайна в автомобилестроении: Учебное пособие. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2004 - 163 с.

72. Половинкин А.И. Методы инженерного творчества. Волгоград.: Вол-гПИ, 1984.-364 с.

73. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. М.: Машиностроение, 1988. - 368 с.

74. Пузанов В.И., Петров Т.П. Макеты в художественном конструировании. М.: «Машиностроение», 1984. - 128 с.

75. Реймер Н.С. Основы конструирования машин. Справочное пособие. — М.: «Машиностроение», 1965. 228 с.

76. Родионов В.Ф., Фиттерман Б.М. Легковые автомобили (Проектирование автомобилей) М.: Машиностроение, 1971. 504 с.

77. Рубец А.Д. История автомобильного транспорта России: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / Алексей Дмитриевич Рубец. -М.: Издательский центр «Академия», 2003.- 304 с.

78. Рунге В.Ф. Эргономика и оборудование интерьера. Учеб. пособие М.: «Архитектура-С», 1998 - 156 с.

79. Рунге В.Ф. Эргономика и оборудование интерьера. Учеб. пособие. -М.: «Архитектура-С», 2004. 160 с.

80. Рунге В.Ф., Сеньковский В.В. Основы теории и методологи и дизайна. Учебное пособие (конспект лекций) М.: МЗ-Пресс, 2003. - 252 с.

81. Скуба Д.В. Компьютерные технологии в дизайн-проектировании легковых автомобилей // Высокие технологии 2004: Сб. тр. науч.-техн. форума с междунар. участием: в 4 ч. - 4.1. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 142- 150.

82. Скуба Д.В., Матвеев Д.В. Проект создания конструкции квадрицикла с гибридной энергосиловой установкой// Сборник научных трудов аспирантов и преподавателей. Ижевск - Екатеринбург: Изд-во Института экономики Ур РАН, 2003.- С. 36-45.

83. Соловьев Ю.Б., Сидоренко В.Ф., Кузьмичев Л.А., Щелкунов Д.Н., Пе-реверзев Л.Б. Методика художественного проектирования М: ВНИИ-ТЭ, 1983.- 166 с.

84. Сомов Ю.С. Композиция в технике М.: «Машиностроение», 1987.288 с.

85. Сомов Ю.С. Художественное конструирование промышленных изделий. М.: «Машиностроение», 1967.

86. Тарапенко М.Е., Князев М.К., Перский Е.Г. Технология изготовления кузовных деталей легковых автомобилей // Кузнеч.-штамповоч. пр-во.-1993.-№8.-С. 23-25.

87. Тверсков Б.М. История создания автомобиля. Курган: Изд-во КГУ, 2002.- 106 с.

88. Технологичность конструкции изделия: Справочник/Ю. Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков и др.; под общей ред. Ю. Д. Амирова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с.

89. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные свойства автомобиля. М.: Машиностроение, 1982. - 224 с.

90. Тьялве Э. Краткий курс промышленного дизайна. М.: Машиностроение, 1984.- 192 с.

91. Умняшкин В. А., Сазонов В. В., Филькин Н.М. Эксплуатационные свойства автомобиля: Учеб. пособие. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. -180 с.

92. Умняшкин В.А., Филькина А.Н., Ившин К.С., Скуба Д.В. Автомобили особо малого класса (квадрициклы) с гибридной энергосиловой установкой/ Под общ. ред. В.А. Умняшкина. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004. - 138 с.

93. Умняшкин В.А., Юдин А.Н. Развитие конструкций мотоциклетных двухтактных двигателей: межвузовский сборн. научн. тр. М.: МАМИ, 1983.-С. 168- 172.

94. Фентон Дж. Несущий каркас кузова автомобиля и его расчет. Пер. с англ. К.Г. Бомштейна. Под ред. чл.-корр. АН СССР Э. И. Григо-люка. М.: Машиностроение, 1984, 200 с.

95. Фридрих Ханзен Основы общей методики конструирования. Систематизация конструирования. Перевод с нем. В.В. Титова. — Л.:«Машиностроение», Ленингр. отд-ние., 1969. -166 с.

96. Хилл П. Наука и искусство проектирования/ Пер. с англ. Коваленко Е. Г. под ред. к. т. н. Венды В. Ф. М: изд-во «Мир», 1973. - 264 с.

97. Хоббс Стив CAD/CAM системы для высокоскоростной обработки // САПР и графика. - Изд-во Компьютер Пресс, 2002, декабрь - С. 102 -104.

98. Художественное проектирование: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов спец. № 2109 «Черчение, рисование и труд» / Б.В. Нешумов, Е.Д. Щедрин, Г.Б. Минервин и др.; Под ред. Б.В. Нешумова, Е.Д. Щедрина. М.: Просвещение, 1979. - 175 с.

99. Цыганкова Э. Г. У истоков дизайна. М.: Наука, 1977. 112 с.

100. Чернов Л.Б. Основы методологии проектирования машин. М.:"Машиностроение", 1978. 152 с.

101. Шеридан Т.Б., Феррелл У.Р. Системы человек-машина: Модели обработки информации, управления и принятия решений человеком-оператором: Пер. с англ./ под ред. К.В. Фролова. М.: Машиностроение, 1980.-400 с.

102. Шишкин В.И., Шишкин М.В. Теоретические основы проектирования комфортного сидения // Восьмая нижегородская сессия молодых ученых (Теоретические науки): Тезисы докладов. Н.Новгород: Изд. Гладкова О.В., 2002. С. 27 - 29.

103. Штробель В. Современный автомобильный кузов. Пер. с нем. Н. А. Юниковой. Под ред. Л.И. Вихко. М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

104. Шубин В. И., Пашков Ф. Е. Культура. Техника. Образование. Учебное пособие для технических университетов. Днепропетровск, 1999.

105. Экспертиза потребительских свойств бытовых изделий: методические материалы.- М.: ВНИИТЭ, 1980 84 с.

106. Электромобиль: Техника и экономика / В.А. Щетина, Ю.Я. Моргов-ский, Б.И. Центер, В.А. Богомазов; Под общ. ред. В.А. Щетины. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 253 с.

107. Яцюк О., Романычева Э. Компьютерные технологии в дизайне. Эффективная реклама. СПб.: БХВ - Петербург, 2001. - 432 с.