白車(chē)身結(jié)構(gòu)分析PPT課件

1、車(chē)身概論一般來(lái)說(shuō)，車(chē)身包括白車(chē)身及其附件。白車(chē)身通常指已經(jīng)裝焊好但尚未噴漆的白皮車(chē)身（Body in white），包括翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、車(chē)門(mén)、行李箱蓋或背門(mén)等裝配件。按承載形式之不同，可將車(chē)身分為承載式、非承載式和半承載式三大類(lèi)。承載式車(chē)身的特點(diǎn)是沒(méi)有車(chē)架。車(chē)身由底板、骨架、內(nèi)外蒙皮等組焊成剛性框架結(jié)構(gòu)，整個(gè)車(chē)身構(gòu)件全部參與承載，所以稱(chēng)為承載式車(chē)身。非承載式車(chē)身的特點(diǎn)是有獨(dú)立的車(chē)架。車(chē)身用彈簧或橡膠墊彈性地固定在車(chē)架上，承載地主體是車(chē)架，車(chē)身只承受所載人員和行李的重量。半承載車(chē)身的結(jié)構(gòu)與非承載式車(chē)身基本相同，也是屬于有車(chē)架式的。它們之間的區(qū)別在于：車(chē)身和車(chē)架的連接不是柔性的而是剛性的連接。第

2、1頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身概論一般轎車(chē)都采用承載式車(chē)身結(jié)構(gòu)；貨車(chē)與某些高級(jí)轎車(chē)采用非承載式車(chē)身結(jié)構(gòu)。后面的論述都是針對(duì)承載式車(chē)身而言。承載式車(chē)身，由于整個(gè)車(chē)身都參與承載，強(qiáng)度條件好，可以減輕車(chē)身的自重。因無(wú)需車(chē)架，地板高度和整車(chē)高度可降低，有利于提高轎車(chē)的行駛穩(wěn)定性和上、下車(chē)的方便性。承載車(chē)身的缺點(diǎn)是：來(lái)自傳動(dòng)系和懸架的振動(dòng)和噪音直接傳至乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鳴的共振箱，嚴(yán)重影響乘坐的舒適性，必須采用大量的隔音防振材料，使成本和質(zhì)量增加。另外，車(chē)身改型困難，損壞后修復(fù)難度大。某些轎車(chē)為了便于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)以及為了改善安裝點(diǎn)部位受力狀況和乘員舒適性而采用副車(chē)架結(jié)構(gòu)。副車(chē)架通過(guò)軟墊直

3、接連接到車(chē)身上。副車(chē)架可在前、后端都加裝或僅在前端加裝（后者也稱(chēng)短車(chē)架或部分式車(chē)架）。第2頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身概論前、后端均有副車(chē)架的轎車(chē)裝有短車(chē)架的轎車(chē)第3頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成07前保險(xiǎn)杠支架52C前拖鉤52C前翼子板52C發(fā)動(dòng)機(jī)蓋52S白車(chē)身本體C9前門(mén)58C后門(mén)72C行李箱蓋52S第4頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成白車(chē)身本體53V前頂梁53W頂蓋53W后頂梁53W前圍上板53V中頂梁53W側(cè)圍53S后圍板53W后尾板53V第5頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成-53S上邊梁加強(qiáng)板上邊梁上邊梁油箱口盒流水槽中柱內(nèi)板上邊梁加強(qiáng)板前柱側(cè)圍外板下邊梁鉸鏈加強(qiáng)板中柱后輪罩板尾燈板后柱第6頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成-53V水箱架前縱

4、梁前圍下板地板縱梁中地板前柱前輪罩板前圍 上板坑道加強(qiáng)板后縱梁地板過(guò)渡板座椅支撐梁門(mén)檻內(nèi)板前地板后地板后地板橫梁第7頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成-58C門(mén)鉸鏈防撞桿門(mén)框門(mén)邊板門(mén)內(nèi)板門(mén)鎖加強(qiáng)板門(mén)外板加強(qiáng)板門(mén)外板門(mén)內(nèi)板加強(qiáng)板第8頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成-52S鎖扣加強(qiáng)板發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖扣發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板鉸鏈加強(qiáng)板行李箱蓋鉸鏈第9頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身構(gòu)成-52S鉸鏈加強(qiáng)板行李箱蓋鉸鏈行李箱蓋外板發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)板尾燈座行李箱蓋內(nèi)板第10頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度q碰撞安全性要求當(dāng)車(chē)輛在前后方發(fā)生碰撞時(shí)，為保護(hù)車(chē)內(nèi)乘員安全乘坐室不應(yīng)發(fā)生過(guò)多變形（包括車(chē)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等剛性部件不得侵入駕駛室）。除乘坐室以外的部分則應(yīng)盡可能多

5、地變形，合理吸收撞擊能量，使作用于乘員身體上地力和加速度值不超過(guò)人體的忍耐極限。為滿足上述要求，設(shè)計(jì)時(shí)要使乘坐室的剛度大于前后變形區(qū)域的剛度。第11頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度q碰撞吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)薄壁構(gòu)件的變形模式可表現(xiàn)為彎折變形、翹曲變形或者皺褶變形，其中，皺褶壓縮的變形量最大，最利于吸收碰撞能量，因此，皺褶壓縮是薄壁構(gòu)件碰撞吸能設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)和方向。為使變形按預(yù)想的部位和方式進(jìn)行，預(yù)變形技術(shù)是一種重要的手段，即在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先使結(jié)構(gòu)的某個(gè)部位弱化或強(qiáng)化，從而引導(dǎo)構(gòu)件在碰撞時(shí)朝著皺褶壓縮的方向發(fā)展。第12頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度車(chē)身整體布置時(shí)，應(yīng)充分考慮碰撞沖擊力的傳遞路徑，主要受力桿件應(yīng)連續(xù)，不同桿件

6、過(guò)渡應(yīng)均勻。第13頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度當(dāng)受力桿件的截面發(fā)生突變時(shí)，就會(huì)由于剛度突變引起截面變化處應(yīng)力集中，在經(jīng)常承受交變應(yīng)力的汽車(chē)車(chē)身上，應(yīng)力集中可能誘發(fā)進(jìn)展性裂縫，導(dǎo)致疲勞損壞。因此，要特別注意加強(qiáng)板和接頭的設(shè)計(jì)，例如：加強(qiáng)板開(kāi)缺口，使應(yīng)力均勻些加強(qiáng)板坡度過(guò)渡，使應(yīng)力均勻些截面漸變第14頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度薄壁桿件截面形狀對(duì)剛度有很大影響，為提高整個(gè)車(chē)身和構(gòu)件的剛度，宜多采用閉口截面，如右圖：第15頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度車(chē)身承載桿件上經(jīng)常需要開(kāi)一些孔洞，以便安裝各種導(dǎo)線、管道和機(jī)構(gòu)等，顯然，由于這些孔洞將產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)經(jīng)可能將孔位選在應(yīng)力較小的部位。此外，開(kāi)一個(gè)大孔要比開(kāi)數(shù)個(gè)小孔應(yīng)力集中更嚴(yán)

7、重?？v、橫桿件的連接點(diǎn)，一般都會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，很可能造成車(chē)身隱患。常見(jiàn)接頭形式見(jiàn)下圖，盡可能擴(kuò)大連接的面積，減少應(yīng)力集中。第16頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度車(chē)身主要受力件第17頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度第18頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度第19頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度Mazda RX-8第20頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度車(chē)身骨架構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，一般先按經(jīng)驗(yàn)或參考成熟車(chē)型結(jié)構(gòu)，完成初步設(shè)計(jì)后，進(jìn)行有限元分析或制作樣件進(jìn)行試驗(yàn)，再根據(jù)分析或試驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整構(gòu)件截面和尺寸。車(chē)身強(qiáng)度分析目前常用有限元分析法。車(chē)身強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)：白車(chē)身彎曲剛度目標(biāo)值835daN/mm（福美來(lái)）。白車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度目標(biāo)值62.383daNm/rad（福

8、美來(lái)）。白車(chē)身總成的固有頻率（一階模態(tài)）應(yīng)不低于30Hz（福美來(lái)29.1），在車(chē)輛任何工況下均要有效避開(kāi)其內(nèi)、外激勵(lì)頻率，防止共振發(fā)生；在此前提下，盡量提高整車(chē)固有頻率，以改善乘座舒適性。白車(chē)身重量目標(biāo)值350KG（福美來(lái)）。 第21頁(yè)/共35頁(yè)車(chē)身強(qiáng)度q其它部件設(shè)計(jì)剛度較差的大型覆蓋件容易在振源的激勵(lì)下引起強(qiáng)迫振動(dòng)。所以：外板在造型設(shè)計(jì)時(shí)，就要有意識(shí)地考慮曲面弧度和設(shè)置棱線，平直地零件造型是不可取的。制作時(shí)要使鋼板有足夠的變薄率（8以上）以便產(chǎn)生冷作硬化。在內(nèi)板件和不外露的外板件上可設(shè)置各種形狀的加強(qiáng)筋。第22頁(yè)/共35頁(yè)相關(guān)法規(guī)GB 15086-1994汽車(chē)門(mén)鎖及門(mén)鉸鏈的性能要求和試驗(yàn)方法

9、GB 15743-1995轎車(chē)側(cè)門(mén)強(qiáng)度GB 11551-2003汽車(chē)正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則車(chē)頂強(qiáng)度要求側(cè)面碰撞乘員保護(hù)第23頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異水箱架因頭燈形式不同，外側(cè)板53/54120不同普力馬福美來(lái)因車(chē)頭高度不同，上梁53150不同因頭上梁高度不同，與其搭接的內(nèi)側(cè)板53/54130不同下梁5316X相同下側(cè)板53/541F0相同第24頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異前輪罩擋泥板因發(fā)動(dòng)機(jī)蓋高度不同，普力馬增加一加高梁53/54290普力馬福美來(lái)其它大致相同，主件成形模可共用第25頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異前縱梁普力馬福美來(lái)大致相同第26頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬

10、車(chē)身差異前縱梁后段普力馬福美來(lái)其余大致相同53/54391形狀相同，板厚不同，普力馬2.6，福美來(lái)2.0第27頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異前圍下板基本相同個(gè)別孔位有差異，成形模可共用第28頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異前地板普力馬福美來(lái)其余大致相同（地板本體可互換）增加二加強(qiáng)梁54665/53603座椅不同，座椅支架也不同座椅不同，座椅支架也不同座椅不同，座椅支架也不同增加二加強(qiáng)梁54665/53603第29頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異3橫梁普力馬福美來(lái)其它大致相同因普力馬軸距比福美來(lái)長(zhǎng)60mm，普力馬53/54916前邊沿比福美來(lái)長(zhǎng)60mm座椅支架不同第30頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異后縱梁普力馬福美來(lái)其它大致相同，主件成形模可共用局部切邊不同，新增3個(gè)安全帶螺母板局部切邊不同，新增3個(gè)安全帶螺母板局部切邊不同，新增3個(gè)安全帶螺母板局部切邊不同，新增多個(gè)螺母板局部切邊不同，新增多個(gè)螺母板局部切邊不同，新增多個(gè)螺母板因車(chē)長(zhǎng)不同，尾端延長(zhǎng)部分不同第31頁(yè)/共35頁(yè)福美來(lái)-普力馬車(chē)身差異后輪罩內(nèi)板成形模可共