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    數字化制造

    仿生學為汽車設計提供了哪些靈感?

    轉載 :  zaoche168.com   2022年05月05日

            大自然之中包羅萬象,各種奇趣的生物形態不僅讓世界變得更加豐富多彩,也為汽車設計師們提供了充足的參考素材。對于汽車行業來說,仿生學設計層出不窮,有些設計更是為提升車輛性能做出了重要貢獻。時至今日,汽車設計者們從來沒有停止從大自然當中汲取仿生學靈感,他們也在不斷的將新思路應用到更多的車輛設計理念當中。

    來自魚類身形的靈感
            戴姆勒集團空氣動力學研發負責人Teddy Woll介紹,他們曾經將車輛的外形結構與魚類進行過聯結,而這些車輛可以在風洞試驗中獲得出色的成績。在2005年,奔馳設計過以箱鲀魚為參考模型的汽車,它的風阻系數達到了驚人的0.19。但是,這種其貌不揚的造型顯然不能被普羅大眾所接受,這種設計最終更是難以成為現實。


    用鯊魚皮覆蓋車體
            同樣是為了降低空氣阻力,寶馬的設計人員仔細觀察并分析了鯊魚皮膚的材質特點,研究表明,類似于鯊魚皮的特殊型材可以為車輛降低3%的空氣摩擦阻力。設計者認為,如果將這些型材以薄膜的狀態粘在車輛外殼的金屬板上,也可以相應地減少阻力,從而有助于提升車輛動力以及降低油耗。不過,這項計劃最終只停留在構想階段,寶馬的設計團隊并未對其做出進一步的跟進。

     

    碳骨架結構的應用
            Klaus Millerferli向大家展示了奔馳EQXX的懸掛套件,類似于骨架的造型使人感到非常新奇。據介紹,這款套件相對于傳統材質降低了4公斤的重量,并且還具有更強的通風效果。與此同時,這種類似于骨架的結構還具有高穩定性的特點,可以保證車輛承受更大的沖擊。

            碳骨架不僅具有出色的性能,它還能夠通過鏤空的結構為車輛構建更好的視野效果。來自保時捷的Mission R便采用了碳骨架結構的車架設計,設計師Peter Varga表示,這種結構不僅能夠讓車輛更加輕巧穩定,還可以為駕駛者帶來更為通透的視野。


    恐龍頭部的奧秘
            斯圖加特弗勞恩霍夫制造工程與自動化研究所(IPA)以暹羅龍的頭骨作為模型,開發出一款運動型雙座飛機。通過此種設計,可以將飛機重量控制在500公斤以下,并且在出現事故時為機體構建足夠的保護。

     

            此外,研究人員發現了一些有趣的相似之處:在暹羅龍狩獵過程中,以及當車輛在顛簸的軌道上行駛時,恐龍頭骨和車輛底盤受到較為相似的壓力。下巴在進食當中有可能被折斷,從而對骨架進行自我保護,類似的力量就像車輛在碰撞中一樣,車身也會通過自身形變消耗一部分沖擊力。因此,這種結構能夠起到緩沖的效果,可以更好的保證車內人員的安全。


    蓮花效應的自潔能力
    作為車輛唯一與地面接觸的部件,輪胎會將各種泥土和污漬卷起,這些污物可能會粘在輪胎側壁以及輪拱內部。研究人員通過將類似于蓮葉表面的凹凸顆粒加入人造表面,可以隔絕外界的泥土以及污物,使車輪及其周圍保持潔凈。如果這種涂料能夠更多地應用在車身各部分,那么車輛的抗污能力將大幅提升。

    理想和現實的差距
            理想往往是美好的,但是,并非所有仿生概念都適用于汽車。因為,車輛的設計與研發需要考慮到眾多因素,比如成本、能耗、安全等問題,而企業需要在當中選取最為合理的方案。不過,仿生學概念仍然對汽車設計者們帶來了積極的引導,它也將為汽車制造業不斷提供新鮮的靈感與活力。

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