汽車車身結構與設計

轎車 傢俱 貨車 汽車 機械知網 2019-01-24
汽車車身結構與設計

第一章:車身概論

1.車身包括:白車身和附件

白車身通常係指已經焊裝好但尚未噴漆的白皮車身,此處主要用來表示車身結構和覆蓋件的焊接總成,此外尚包括前、後板製件與車門,但不包括車身附屬設備及裝飾等。

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2.按承載形式之不同,可將車身分為非承載、半承載式和承載式三大類。

非承載車身的優點:

①除了輪胎與懸架系統對整車的緩衝吸振作用外,撓性橡膠墊還可以起到輔助緩衝、適當吸收車架的扭轉變形和降低噪聲的作用,既延長了車身的使用壽命,又提高了舒適性。

②底盤和車身可以分開裝配,然後總裝在一起,這樣既可簡化裝配工藝,又便於組織專業化協作。

③由於車架作為整車的基礎,這樣便於汽車上各總成和部件安裝,同時也易於更改車型和改裝成其他用途車輛,貨車和專用車以及非專業廠生產的大客車之所以保留有車架,其主要原因也基於此。

④發生碰撞事故時,車架對車身起到一定的保護作用。

非承載車身的缺點:

①由於計算設計時不考慮車身承載,故必須保證車架有足夠的強度和剛度,從而導致自重增加。

②由於車身和底盤之間裝有車架,使整車高度增加。

③車架是汽車上最大而且質量最大的零件,所以必須具備有大型的壓床以及焊接、工夾具和檢驗等一系列較複雜昂貴的製造設備。

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3.承載式車身分為基礎承載式和整體承載式。

基礎承載式特點:①該結構由截面尺寸相近的冷鋼杆件所組成,易於建立較符合的有限元計算模型,從而可以提高計算精度。②容許設法改變杆件的數量和位置,有利於調整杆件中的應力,從而達到等強度的目的。③作為基礎承載的格柵底架具有較大的抗扭剛性,可以保證安裝在其上的各總成的相對位置關係及其正常工作。④提高材料利用率,簡化構件的成型過程,節省部分衝壓設備,同時也便於大客車的改型和系列化,為多品種創造了條件。

4.“三化”指的是產品系列化、零部件通用化以及零件設計標準化。

第二章:車身設計方法

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1.概念設計:包括技術任務書的全部內容和一個批准的三維模型。概念設計是多部門(包括設計、研究、工藝等部門以及銷售部門的市場預測)同時來進行的,此種做法也被稱之為“同時工程”

2.工程設計:新車設計,車身設計所需週期最長。國外車身沒計系以三維模型為基礎,在整車總佈置配合下,首先進行1:1內部模型和外部模型的設計和實物製作,與傳統做法是相類似的,稍有不同之處在於國內系從小比例的三維模型開始。車身試驗(包括強度試驗、風洞試驗、振動噪聲試軟和撞車試驗等。

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第三章:車身總佈置設計

1.轎車車身佈置:

轎車車身的佈置在很大程度上受底盤佈置形式的限制。

2.地板凸包和傳動軸佈置:為了保證車身地板凸包的高度最小以及後座凸包上的坐墊有足夠的厚度,通常採用在垂直平面內將傳動軸佈置成U型方案,這樣可以降低傳動軸的軸線,同時又能保證動力總成的外廓不致減小離地間隙,而且萬向節叉軸線之間的夾角也不至於超過允許值。凸包與傳動軸之間最小間隙一般可取10~15mm

3.為了減小地板平面應採取的措施:①減小車架縱梁高度②後橋上面的一段縱梁做成向上彎的形狀③後橋採用雙曲面齒輪傳動以降低傳動軸等。

4.車身內部佈置:轎車送客,其車身內部佈置應該考慮人的因素,既要保證安全性又要保證舒適性;除某些專用車輛以外,一般車輛內部均可按成年人的人體尺寸來考慮。

5.車身橫截面佈置:轎車車身的橫截面是由車門和頂蓋的外形來形成的,其輪廓尺寸可按駕駛員和乘客位置上的尺寸數據來著手設計。(車身內部主要的輪廓點取決於駕駛員頭部和頂蓋之間、肩部和玻璃之間、肘部與車門內表面之間的間隙;車身外表面上各點則決定於頂蓋的厚度、玻璃下降的軌跡、門鎖和玻璃升降的尺寸等)

6.貨車車身系由駕駛室和貨箱兩部分組成,駕駛室位於發動機之後的長頭式,駕駛室部分地位於發動機之上的短頭式,駕駛室全部位於發動機之上的平頭式,駕駛室偏置一側的偏置式。

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第四章:人體工程學在車身設計中的應用

1.H點:人體身軀與大腿的交接點,既胯點。

2.汽車駕駛員眼橢圓:駕駛人員以正常駕駛姿勢坐在座椅中時其眼睛位置在車身中的統計分佈圖形,由於這種圖形呈橢圓狀,故稱為眼橢圓。

第五章:汽車造型設計

1.汽車造型設計:汽車車身總佈置基本確定後進一步使汽車獲得具體形狀和藝術面貌的過程,它包括外形設計和室內造型設計。是運用藝術的手法科學地表現汽車的功能、材料、工藝和結構特點。

2.汽車造型設計要求:①使汽車具有完美的藝術形象(具有時代和社會特色)②使汽車具有良好的空氣動力性能③使汽車車身具有良好的工藝性④應保證汽車良好的適用性⑤考慮材料的裝飾效果。

3.汽車造型設計的程序:

造型構成三因素:形體構成,線形構成,裝飾和色彩構成①形體構成:汽車基本形狀和整體分塊,取決於汽車和車身總佈置②線形構成:汽車外形覆蓋件的形狀(曲線形狀)③裝飾和色彩構成:保險槓、燈具、標誌等造型設計與佈置、車身的色彩設計。

第六章:汽車的空氣動力性能

1.空氣阻力:

與汽車運動方向相反的氣動力。①形狀阻力②摩擦阻力③誘導阻力④干擾阻力⑤內部阻力

2.分離點:

3.改善汽車空氣動力性的措施:①汽車外形設計的局部優化(車頭部稜角圓化、前風窗立柱及流水槽形狀、車身後部形狀、表面光潔程度)②採用各種氣動附加裝置(前部擾流器、後擾流器、導流罩、隔離裝置)③外形設計的整體優化

第八章:車體結構分析

1,圖8-2(P161)

2.骨架結構的應力集中:受力杆件的截面發生突變時,就會由於剛度突變引起截面變化應力集中(在經常承受交變應力的汽車車身上,應力集中可能誘發進展性裂縫,導致疲勞損壞)

3.提高板殼零件的剛度:

①曲面和稜線等的造型,及拉延成型過程零件材料的冷作硬化,對提高剛度極為有利,平直的零件造型是不可取的。

②內覆蓋件和不顯露的外覆蓋件設計加強肋。

③大客車車身蒙皮受有張拉應力,垂直面的剛度得以提高。

4.車身分塊原則:

①考慮鋼板材料的尺寸規格

②考慮拉延工藝性

③對製造精度的影響

④考慮易損件

5.分塊拉延工藝性:

①考慮拉延方向,保證凸模進入凹模的可能性

②分塊應使零件的形狀儘量簡單勻稱,以便在拉延過程中得到大致相同的變形量,使應力均勻③覆蓋件拉延深度要恰當,爭取一次拉延成型。

④對於具有反拉延的覆蓋件,其拉延深度可通過計算和實驗獲得⑤汽車車身內部覆蓋件成型出各種鼓包,以便用螺釘固定各種部件。·

6.車體耐腐蝕性方法:

改善抗腐蝕性措施:

①改進車身結構;

②採用各種保護膜。

防腐措施:

①設計成一排水,易乾燥結構②檢查並確定易腐蝕部位並採取措施

7.車內噪聲產生機理:

①氣體震動產生空氣噪聲,包括髮動機及其附件工作噪聲、排氣噪聲、傳動系噪聲、輪胎懸架行走噪聲、周圍環境噪聲、噪聲;②機械噪聲,有固體震動產生;③空腔共鳴。

8車內噪聲控制:①隔聲;②吸聲:用多空吸聲材料、開孔壁吸聲材料;③衰減處理

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