車輛設計畢業(yè)論文外文翻譯--伊卡洛斯一款概念車的設計過程（節(jié)選）

1、<p>　　3622漢字，2200單詞，12400英文字符</p><p>　　出處：Simões J A O. Icarus: the design process of a conceptual vehicle[J]. Materials & Design, 2001, 22(22):251-257.</p><p><b>　　外文翻譯</

2、b></p><p>　　伊卡洛斯：一款概念車的設計過程</p><p>　　J.A.O.Simoes*</p><p>　　阿威羅大學機械工程學研究室，阿威羅3810-193，葡萄牙</p><p>　　2000.05.02認可，2000.10.18使用</p><p><b>　　摘要</b&

3、gt;</p><p>　　一款概念原型車的設計和制造過程描述如下。這個項目是阿威羅大學的學生以及藝術學院設計師的共同協(xié)作的成果。該項目是為參加法國1998年殼牌環(huán)保馬拉松競爭賽而設計的一款車。設計過程主要集中于汽車的美觀與制造工業(yè)的結(jié)合。伊卡洛斯是基于翅膀的概念而設計的一款概念車，因此該項目的名稱和希臘神話里的一個人物有關。該項目描述重點提出了關于選擇制造復合復雜幾何曲面的材料選擇問題。</p>

4、<p>　　關鍵詞：概念設計；產(chǎn)品開發(fā)；原形車；設計教育；混合材料</p><p><b>　　1.產(chǎn)品介紹</b></p><p>　　材料是人們眾所周知的動西。但是設計呢？對于不同的人來說設計可以意味著不同的意義。普通人不會想象到一個具體的物體可能就是從一個簡單的想法或者概念經(jīng)過制造而被物質(zhì)化的。一些人把設計和產(chǎn)品的美觀結(jié)合在一起，同時又有另一些人把不同

5、的并且相關的一些領域結(jié)合起來并使它們互為補充。設計可以理解為一個把一種想法熔煉成制造一個產(chǎn)品所必需的信息的一個過程（1）。對于一個機械工程師來說，設計可以定義為科學原理的一種運用，即在基于科學技術和對產(chǎn)品的定義的基礎上以最經(jīng)濟最有效的方式來實現(xiàn)這種產(chǎn)品的功能（2）。設計者的責任覆蓋從概念設計到產(chǎn)品描述的全過程,并且在這個產(chǎn)品的整個壽命預期中都要對它的利益進行維護（3）。</p><p>　　繼查爾斯和可瑞恩，設計

6、成為了一種復雜的過程。這個過程為了能制造所要設計的東西要對每一件必要的事情做詳細的說明（4）。這個過程可以被描述為四個屬性（5）：功能、美觀、制造工藝、成本。在概念車的設計過程中要考慮這四個設計要素中的三個，那就是功能，美觀和制造工藝。由于要在伊卡洛斯項目上達到既定的目標成本因素不作考慮。</p><p>　　在過去數(shù)年里殼牌法國組織了燃油經(jīng)濟性競爭賽稱為殼牌生態(tài)馬拉松。這個比賽的目的是在使用普通的熱電機的基礎上

7、使車輛達到盡可能少的油耗進而促進這種原形車的研究和發(fā)展。這個比賽中將授予設計獎（3）。這個獎項主要基于在設計過程中美學與制造工藝的結(jié)合程度，概念的連貫性和原創(chuàng)性是重要的考慮因素。至于車身，前唯美主義和后唯美主義、職能整合、材料的選擇和開發(fā)都進行了參數(shù)的分析。這些車輛是在非人體工程學的位置來駕駛的，因此司機駕駛室的入口和出口、駕駛控制程度、舒適性、通風、道路及其設施的可見度在設計過程中是一個非常重要的考慮因素。因為在這項技術中繪畫技術也要

8、考慮在內(nèi)所以必須注意基本色彩的選擇，色彩的協(xié)調(diào)性，圖像的結(jié)合和圖樣的質(zhì)量。對內(nèi)‘對外加工和質(zhì)量的執(zhí)行也是需要銘記的重要的規(guī)格參數(shù)。在設計中這些選擇性參數(shù)都要被考慮到。</p><p>　　該伊卡洛斯項目是由阿威羅大學的三個部門（機械工程系、電子和信息工程系和環(huán)境工程系）和藝術學校以及設計紐什的設計師發(fā)展起來的，他們提出這個概念。有幾個方面被仔細研究，即那些和概念設計密切相關的制造工藝和材料的選擇。這個項目完成了多

9、個目標：一款概念車的設計完成和和這個項目的教學目的。這個項目便于更有效地學習工程學和關于設計的一些基礎的東西。這個項目除了額外具有學術教學價值外，它還更容易激發(fā)學生通過動手做去學習。當學生們看到這個項目通過自己的努力被發(fā)展起來并且變成實體時學生就會感到更有動力。在這個項目發(fā)展的整個過程中，我們體會到了學生們的熱情和奉獻精神也了解到他們學的另外一些科目的掌握情況，比如那些科目有材料科學技術、結(jié)構(gòu)力學、CADrCAM電子技術、測控、流體力學

10、，同時和同學們也進行了設計交流。</p><p>　　這個論文的目的就是描述發(fā)展一款概念車的過程，從概念到雛形車的制造，這個過程涉及設計或者工程學這些不同領域的知識。圖.1展示了對這款概念車理想化的不同的設計任務。只有那些和概念設計相關的材料選擇以及底盤或車身的設計制造才會被描述，在圖中和灰色區(qū)域相對應。</p><p><b>　　圖1.設計領域</b></p

11、><p>　　圖2.原形車（伊卡洛斯）計算機線框圖模型</p><p><b>　　2.概念設計</b></p><p>　　古希臘神話故事阿威羅和代達羅斯是人們都知道的故事。在這個故事中，代達羅斯和兒子伊卡洛斯用來從迷宮中逃脫的方法自國王米諾斯以后被流傳下來。按照父親代達羅斯的想象，他們用蠟燭和羽毛結(jié)合給自己制作了翅膀，然后把翅膀粘到自己的身體上

12、從海面上飛出了迷宮。但是伊卡洛斯因為飛的離太陽太近連接的蠟燭融化了，他掉進了下方的水里。在這個事中翅膀這個元素是用來達到目標的。翅膀這個概念在歷史上一直是很讓人著迷的，并且自納爾多達芬奇開始已經(jīng)被很多研究者廣泛的研究過。通過研究鳥的飛行和它們的身體結(jié)構(gòu)，納爾多達芬奇是第一個從科學技術的角度上來設想飛行的可能性的人，并且它的筆記中包括很多展示飛行機器設計的素描圖片，這些設計通常也是通過拍打翅膀來完成操作目的的（6）。</p>

13、<p>　　正如其他場合說過的一樣汽車開發(fā)是建立在翅膀的概念上、從人們的概念而來的一個過程，它和空氣動力學中的浮力密切相關，它在運動時忽略重力并且受土地的摩擦力。繼以往的研究和設計圖樣以后，利用v8工作室的計算機輔助設計軟件汽車的幾何模型被模仿了出來，圖2給出了一個車輛和駕駛員的線框模型。計算機圖像描繪了汽車的樣子，其字形預測分別顯示在圖3和圖4中。</p><p>　　用聚亞安酯材料制作的兩輛10：

14、1的模型車被制作了出來，用它們來進行車的美觀和容量尺寸的分析，并且基于駕駛員的情況進行優(yōu)化改造(圖5)。為了進行空氣動力學研究還制作了一款1：5的模型車?？紤]了駕駛員自身的身體特征，包括他的身高和非人類環(huán)境改造的駕駛位置，人類環(huán)境改造學研究完成。最終最佳的幾何外形是建立在對駕駛員的視野可見度的研究的基礎之上確定的，研究包括駕駛姿勢和駕駛命令的可到達度（手和腳）。 對于這些研究，駕駛員的體位圖像是計算機合成的，如圖.2和圖.5所示，它們的

15、設計原則都要盡量減少汽車的尺寸從而減輕汽車的重量。駕駛員的可見度是建立在從車輛正前方到兩側(cè)90度內(nèi)的直接能見度的基礎上的。</p><p>　　模型允許改變駕駛員的腿定制了一個人體工程學座位。為了這個目的，座位的幾何尺寸是通過把駕駛員以駕駛姿勢放置在汽車的駕駛室里而按照那個原尺寸而定的。座位是手工用液體的聚氨酯制造的，然后再涂一層環(huán)氧樹脂然后再蓋上一層柔軟的泡沫和綿紙。</p><p>　

16、　圖3 伊卡洛斯的渲染圖像</p><p><b>　　3原型車制造</b></p><p>　　在概念或想法的實體化過程中材料發(fā)揮了一個重要的關鍵性作用?，F(xiàn)在，材料的選擇幾乎是沒有限制的，這對設計既是一件好事又是一件壞事。這是一件好事，因為對于一個特定產(chǎn)品的人們可以找到合適的，甚至優(yōu)化，妥協(xié)的設計參；這是一個壞消息因為對于一個特定用途的產(chǎn)品要想在較少的努力下就選擇

17、到材料是不可能的。材料的選擇在設計過程中是一個重要的方面，應該盡量使它成為一個定量的過程。對于介紹現(xiàn)有產(chǎn)品更好的性能或者重新設計一些因為某些原因未能在某些功能上起作用的產(chǎn)品.來說品選擇材料是必須的。這個選擇是由產(chǎn)品的功能定義提前決定的，并且在選擇中考慮到潛在的制造過程對原材料轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品形式的相互影響。</p><p>　　該車輛的有機形狀限制了我們在傳統(tǒng)材料和先進的復合材料的選擇。事實上，材料的選擇是活的理想

18、形狀的一個重要因素。如圖.1所示的設計過程，包括對概念的定義，三維CAD模型，人類環(huán)境改造學研究，比例模型的制造，設計和底盤的制造，車身（駕駛室），傳輸驅(qū)動列車，制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，發(fā)動機的改裝和適應，空氣動力學測試，電子和遙測技術的實施。底盤是汽車上的一個重要結(jié)構(gòu)件，可以由復合材料來制造或者傳統(tǒng)的管狀焊接結(jié)構(gòu)體系來制造。但是由于汽車的幾何形狀，要用復合材料技術來制造車輛。</p><p><b>　　

19、圖4 車輛正投影</b></p><p>　　圖5 車的1:10模型和駕駛位置</p><p>　　底盤和駕駛室的結(jié)構(gòu)是使用先進的復合材料與CAD/CAM沖模技術相結(jié)合而制作的。汽車的結(jié)構(gòu)件是根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)的重要性而區(qū)分的，因此對于這些汽車上的這些考慮部分制造了不同的沖模。這些戰(zhàn)略包括模具的制造部分，這些模具是用低密度（100kg/m3）的聚氨酯泡沫材料制造的。對于用磨具制造的

20、汽車部件的考慮因素如圖。6所示。制造了四個模具即底盤，駕駛室車身，前后蓋。駕駛員的事業(yè)區(qū)域的表面材料是以丙烯酸材料作為磨具的。由于數(shù)控機床（的限制磨具是分部分來制作的，由幾部分模具來共同形成這個完整的磨具。</p><p><b>　?。?結(jié)論</b></p><p>　　伊卡洛斯是在藝術學院和設計紐什的計算機實驗室誕生的，在那里概念設計被轉(zhuǎn)化為基于人體工程學基礎研

21、究上的計算機模型。在阿威羅大學的機械工程系學院的車間里變成了原型車。設計研發(fā)的過程考慮了汽車的功能和美學特征，也綜合考慮到了材料的選擇和制造能力。夾層架構(gòu)制造被證實了是制造輕型復雜曲面結(jié)構(gòu)的優(yōu)良材料。</p><p>　　作為教學的角度來看，該項目也體現(xiàn)了它的額外增值教學價值，因為在這個項目中給了學生一個學習工程基礎的實踐機會，它有時也不可能給予工程課程。為了在該項目達到這個目標，綜合不同領域的知識是必要的，并且

22、這些知識已經(jīng)被學生很好地綜合了。在教育環(huán)境或?qū)W術環(huán)境下該項目的這些特點不但會受到支持而且還會得到促進；如果這樣的話，在像工程師或設計者一樣一步步設計的過程中學生自然會受益匪淺。最后，伊卡洛斯獲得了設計一等獎并且在1998年殼牌生態(tài)馬拉松比賽中獲得了國際通信獎。</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　作者感謝全體學生，還有伊卡洛斯項目的設計者和老

23、師們。特別鳴謝校長和給予后勤和財政支持的贊助商們。</p><p><b>　　外文原文</b></p><p>　　Icarus: the design process of a conceptual vehicle</p><p>　　Introduction</p><p>　　Material is someth

24、ing that is known to common people. And design? For different people, design can mean different things. Common people do not realize how the design process of a certain object can be materialised from idear concept to th

25、e manufacturing of it. While some people associate design to the aesthetics of products, others, the word design means a project that integrates complementary different and related areas of knowledge. Design can be the p

26、rocess of converting an idea into informat</p><p>　　Following Charles and Crane, design is a complex process aiming at the specification of everything necessary to make something w4x. The process can be char

27、acterized by four attributes w5x: function; aesthetics; manufacturing process; and cost. Three of these four essential design features were considered in the design process of the conceptual vehicle, namely function, aes

28、thetics and manufacturing process. Due to the defined objectives to be achieved within the Icarus project, the cost parameter</p><p>　　parameter in the design process of the vehicle. Shell France has organis

29、ed over the past few years afuel economy competition called the Shell Eco-Marathon. The competition’s objectives are to test vehicles conceived to minimise the consumption of fuel in common thermal motors and stimulate t

30、he research and development of prototype vehicles. Within the competition a design prize is awarded w3x. This award is essentially based on the integration of the designs aesthetics within the manufacturing p</p>

31、<p>　　The objective of this paper is to describe the development of a conceptual vehicle, from conception to prototype manufacturing, which involved different designrengineering areas of knowledge. Fig. 1 shows the

32、different design tasks idealised for the development of the vehicle. Only those related to the conceptual design, materials selection and manufacturing of the chassisrbodywork _cockpit., which correspond to the grey zone

33、, are described.</p><p>　　2. The conceptual design</p><p>　　The Greek mythological story of Icarus and Daedalus is a universal well-known story. Within the story, the method used by Daedalus and

34、 son Icarus to escape from the labyrinth and therefore from King Minos is described. Idealised by father Daedalus, they built themselves wings by bonding feathers with wax, and attached them to their bodies and flew out

35、of the labyrinth over the sea. Icarus, by flying too close to the sun, melted the wax fastenings and fell into the waters below. Within the story,</p><p>　　Fig. 1. Identified design areas.</p><p&g

36、t;　　Fig. 2 Wireframe computer model of the prototype vehicle _Icarus..</p><p>　　As said elsewhere, the vehicle developed is a conceptual one, based on the wing concept, which is intimately related to the aer

37、odynamics principle of lift, which presupposes weight reduction and attrition to the soil when in movement. After previous studies and sketches drawn, the geometry of the vehicle was modelled using Studio V8.0 computer-a

38、ided design software _Alias Wavefront, Silicon Graphics.. Fig. 2 shows a wireframe model of the vehicle and pilot. A computer image rendering a perspecti</p><p>　　Two models at a scale of 1:10 were machined

39、from polyurethane _UreolW. material to analyse the vehicle’s Fig. 3. aesthetics and volumetric dimensions, which were then optimised based on the pilot’s ergonomic profile _Fig. 5.. A model at a scale of 1:5 model was al

40、so manufactured for the aerodynamics study. The ergonomic study was done considering the pilot’s inherent physical char- acteristics, mainly its height _1.65 m., and the non-ergonomic driving position. The optimal final

41、geometry was ach</p><p>　　Fig. 3. Image rendering of Icarus.</p><p>　　Fig. 4. Orthographic projections of the vehicle.</p><p>　　Fig. 5. Scaled 1:10 models of the vehicle and pilot’s

42、 driving position. </p><p>　　The models also allowed to correct the pilot’s leg position and feet, as well as to define the location of the feet and hand commands.</p><p>　　To improve the drivin

43、g comfort,，a customised ergonomic seat was manufactured. For this purpose, the surface geometry of the seat was obtained in situ by placing the pilot inside the cockpit of the vehicle in the driving posture. The seat was

44、 hand modelled with liquid polyurethane that was then coated with an epoxy and covered with a flexible foam and tissue</p><p>　　3. Prototype vehicle manufacturing</p><p>　　Materials play an impo

45、rtant key role in the materialization of an idea or concept, and are important in the design process. Nowadays, the choice of materials is almost unlimited, which is simultaneously bad and good news to designers. It is g

46、ood news because one can find the suitable, even optimal, compromise of design parameters for a specific product; it is bad news because the less effort to choose materials for a certain application has vanished. The sel

47、ection of materials is an important as</p><p>　　The organic shape of the vehicle limited our choices to a few conventional and advanced composite materials. In fact, the materials were an important choice pa

48、rameter to correctly achieve the desired shape. The design process, as shown in Fig. 1, consisted on the concept definition, three-dimensional CAD modelling,</p><p>　　ergonomic study, manufacturing of scale

49、models, design and manufacturing of the chassis, bodywork cockpit., transmission driven train, braking system and steering system, engine modifications and adaptations, aerodynamics testing, electronics and telemetry imp

50、lementation.The chassis, an important structural element of the vehicle, could be manufactured either using composite materials or by a conventional welded tubular structure system. However, due to the geometry shape of

51、the vehicle, composi</p><p>　　The chassis and the cockpit structure were manufactured as an integrated structure using advanced composite materials moulded with CADrCAM technology. Differentiated structural

52、parts of vehicle were considered based on its structural importance, and therefore different moulds of these considered parts of the vehicle were manufactured. The strategy consisted on the fabrication of mould-modular p

53、arts machined from low-density 100 kgrm3. polyurethane foam material. The parts of the vehicle consider</p><p>　　The chassis-cockpit was manufactured as an integral component using an advanced sandwich compo

54、site material to improved structural integrity. A sandwich structure consisting of a foam core material combined with high strength skins was the solution encountered to manufacture the bodywork of the vehicle. The sandw

55、ich structure was built with load bearing composite skins bonded to a core of very lightweight foam. Two different sandwich structures were manufactured for the cockpit and for the chass</p><p>　　4. Conclusi

56、ons</p><p>　　Icarus was born in the computer laboratory of th School of Arts and Design of Matosinhos, where the conceptual design was transformed into computer models</p><p>　　based on performe

57、d ergonomic studies. At the workshop of the Department of Mechanical Engineering of the University of Aveiro the virtual model was transformed into a prototype vehicle. The design process was developed considering the fu

58、nction and aesthetics of the vehicle, as well as the integration of selected materials with manufacturing capabilities. The sandwich structures manufactured showed to be an excellent material to manufacture resistant lig

59、htweight complex surface structures.</p><p>　　As a pedagogic point of view, the project presented an extra-added teaching value because it allowed the students involved in the project a more practical learni

60、ng engineering basis, which sometimes is not possible to be given within the curricula of the engineering courses. To successfully materialise the objectives of the project, it was necessary to integrate different design

61、 areas of knowledge, which was well interpreted by the students. Projects with these characteristics must be supported </p><p>　　Acknowledgements</p><p>　　The author would like to thank all stud