乘用車車身外廓設(shè)計(jì)及車身斷面分析

1、乘用車車身外廓設(shè)計(jì)及車身斷面分析摘要:在我w經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，國家汽車擁有量已不同往r增長量顯著 提升，但一系列社會(huì)環(huán)境問題也隨之發(fā)生，超載超限是由非法車輛改裝導(dǎo)致的, 對國家和人民生命造成巨大財(cái)產(chǎn)損失。道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值 (gb1589-2016)嚴(yán)格規(guī)范車輛生產(chǎn)廠家的規(guī)格。營運(yùn)車輛綜合性能要求和檢 驗(yàn)方法要求車輛不得任意改造其結(jié)構(gòu)，且需要對汽車尺寸參數(shù)進(jìn)行檢測。車 輛外廓參數(shù)尺寸已經(jīng)成為一項(xiàng)汽車通過性參數(shù)和運(yùn)行安全檢測的重要內(nèi)容11 j。本 文主要是參照大眾平民的一汽-大眾-寶來2017款1.6l對汽車的形式進(jìn)行分析， 乗用車的外廓尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，為更合理的得到車身外廓尺

2、寸要通過相關(guān)人 體工學(xué)使用在汽車中的一些基本知識以及乘用車車身輕量化設(shè)計(jì)研究以達(dá)到改 善汽車的相關(guān)性能目的降低整車整備質(zhì)量，在保證車身強(qiáng)度和剛度的條件下減 輕汽車的質(zhì)量條件下。其次，車身斷而分析作為工程前是否可執(zhí)行分析的主要方法。分析車身部 分主要是為/分析工程前車輛主要結(jié)構(gòu)部件的布局和可行性。結(jié)構(gòu)和搭接方式 確定按照主體部分的關(guān)鍵部位給分析下一步的車體分塊和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要部分 以及零部件繪制，同時(shí)對車體內(nèi)外部分的剖面進(jìn)行基木的分析，以確定車體蓋 部分與零件之間的間隙大小。斷面分析的結(jié)果關(guān)系到汽車的美觀度以及車身強(qiáng) 度等，所以，車身斷而分析具有重要的意義關(guān)鍵詞：乘用車；車身外廓；車身斷面pas

3、senger car body outer contour design and analysis of bodysectionsabstract： in the rapid development of chinas economy at the same time, the national car ownership has been significantly increased the amount of growth in the past，but a series of social and environmental problems also occurred，overrun

4、 by illegal vehicles caused by conversion，the country and peoples lives caused great property loss. road vehicle contour size，shaft load and quality limit" (gb1589-2016) strictly regulate the specifications of vehicle manufacturers. operational vehicle comprehensive performance requirements and

5、 test methods” require the vehicle not to arbitrarily transform its structure, and the need for vehicle size parameters for testing. the vehicle profile parameter size has become an important part of the vehicle through the parameters and operational safety testing. this article is mainly refer to f

6、aw volkswagen volkswagen civilians - baolai 2017 is analyzed in the form of 1.6 l of car. it is necessary to obtain the basic knowledge of the body contours through the relevant ergonomic use of the basic knowledge and the passenger car the body lightweight design to achieve the purpose of improving

7、 the performance of the car to reduce vehicle quality, while maintaining the strength and stiffness of the vehiclekey words:passenger car; body profile; body cross section摘要21abstract： ii 錄iii1雜11.1課題研宄背景11.2設(shè)計(jì)的意義和目的11.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容11.3.1車身外廓的設(shè)計(jì)11.3.2車身斷面分析22乘用車車身外廓設(shè)計(jì)32.1車身形式的分析32.1.1汽車的分類32.1.2乘用車形式的選擇4

8、2.1.3車身形式的分析42.1.4乘用車布置形式的選擇52.2乘用車外廓尺寸的設(shè)計(jì)52.2.1外廓尺寸52.2.2汽車的主要尺寸62.2.3汽車的外廓尺寸設(shè)計(jì)62.2.4汽車的前懸u和后懸lr82.2.5汽車車身的主耍構(gòu)成部件82.3人體工程學(xué)在汽車車身設(shè)計(jì)屮的應(yīng)用8192.3.1人體模型92.3.2前排座椅h點(diǎn)的確定122.3.3后排座位h點(diǎn)的確定122.4車身輕量化設(shè)計(jì)123車身斷面分析143.1 牢身主斷面分析143.2車身關(guān)鍵斷面分析164總結(jié)與展望254.1 翻254.2 翻25參考文獻(xiàn)27a w281緒論1.1課題研究背景經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)科學(xué)的進(jìn)步，與此同時(shí)汽車研發(fā)水品的提升也讓人

9、們對汽 車的各項(xiàng)性能要求也逐漸提高，而在汽車行業(yè)技術(shù)發(fā)展中，汽車車身作為最直 接、最有視覺感的設(shè)計(jì)就是汽車車身外廓的設(shè)計(jì)開發(fā)，在當(dāng)今我國的汽車行業(yè) 還不能與傳統(tǒng)工業(yè)的汽車大國比較，很多真正的核心技術(shù)仍掌握在美德日大國 手中，雖然中國很多汽車領(lǐng)軍行業(yè)的品牌崛起，如吉利、東風(fēng)、長城等但我們 汽車人依然還耍不斷的開發(fā)與進(jìn)步。能夠具有汽車車身的研發(fā)設(shè)計(jì)能力作為具 備乘用車國產(chǎn)研發(fā)能力的突破口，是有著非凡的意義。其次，在汽車領(lǐng)域口新月異的發(fā)展卜*,新型材料和工藝的涌現(xiàn)與實(shí)施在不 斷著提升汽車的各方面性能和品質(zhì)。于此也給車身外廓設(shè)計(jì)奮了巨大的設(shè)計(jì)選 擇空間。在激烈的市場競爭環(huán)境下為滿足各種消費(fèi)者的需求以及

10、個(gè)性化的需求。 也不斷推動(dòng)者汽車生產(chǎn)廠持續(xù)的推出更多更新的車型樣式。由此可見乘用車身 外廓設(shè)計(jì)的重要性，也是汽車生廠商與競爭對手競爭的核心的競爭力體現(xiàn)，也 是各大汽車廠商不斷研發(fā)的方向，有著極為重大的意義。1.2設(shè)計(jì)的意義和目的乘用車外廓設(shè)計(jì)的合理關(guān)系到駕駛員以及乘客的舒適性體驗(yàn)。同時(shí)也會(huì)更 加有效的對道路的使用和行駛過程中車流量的大小合理利用。車身輕量化是減 少車身的質(zhì)量得到更高的性能要求，但同時(shí)要保證車身的強(qiáng)度和剛度在合理的 范圍內(nèi)。對汽車車身斷面進(jìn)行分析，確定汽車各零部件之間的間隙和誤差值， 了解零部件相互的搭接方式，斷面分析的結(jié)果關(guān)系到汽車的美觀度以及車身強(qiáng) 度等，所以車身斷面的分析也

11、是必不可少的。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.3.1車身外廓的設(shè)計(jì)車輛的超載超限危害造成縮道路和橋梁的使用年限的減少以及修復(fù)的頻 繁，同吋也是車禍?zhǔn)聰嘲l(fā)生的首要原因其中之一，給國家財(cái)產(chǎn)和乘客的生命財(cái) 產(chǎn)造成嚴(yán)重的損害。本設(shè)計(jì)主要針對以上發(fā)展趨勢，對乗用車車身形式的分析、外廓尺寸計(jì)算 設(shè)計(jì)、人體工程學(xué)在汽車車身設(shè)計(jì)屮的應(yīng)用，以及車身輕量化的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。1.3.2車身斷面分析車身主斷面的目的在設(shè)計(jì)前將車身的結(jié)構(gòu)的主要位置的主要結(jié)構(gòu)通過制作 主斷面的方式，將這些重要的結(jié)構(gòu)確定下來，主耍以指導(dǎo)后期的設(shè)計(jì)工作。車 身主斷而體現(xiàn)車身主要的配合關(guān)系，安裝關(guān)系和焊接密封關(guān)系。同時(shí)將車身附 近內(nèi)飾物、底盤、動(dòng)力、電器

12、納入一起，給他們適當(dāng)?shù)目臻g。2乘用車車身外廓設(shè)計(jì)2.1車身形式的分析2.1.1汽車的分類汽車的分類方式有根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車乘員數(shù)量、汽車車身等，在多種的分 類中我們通常按照其中的兩個(gè)特征量就可以作為分類的主要依據(jù)，具體參照表 2.1所示關(guān)于汽車的分類。表2.1關(guān)于汽車分類汽車類型粱員財(cái)大設(shè)計(jì) 總賡量/kf說明匾1類包括25較員座位在內(nèi)的莊位的不超過9座的tt客車wa紱b級蕓22可找乗員舒不包 括s坡s）不多于22 人允許乘民站立不允許槃員站立包括5坡 員座位在內(nèi)，厘類至娜 四個(gè)車 論，井且用于tli吝k2類i級ii 級iii 級>22<5000可找乗員不包 括3狹員多于22 人允許乗

13、員站i,抖且乗 員可以自由走動(dòng)只允許乗員站立在過迦 和提供不超過相當(dāng)于 兩人效人隹位的站立面積不允許乘員站立座位鈐超過9 個(gè)，且最大 設(shè)計(jì)總賡量 不12過5000k t的錢 咨車«的機(jī)幼車a紱b級彡22可找粱員不包 括5坡歷）不多于22 人允許乗5站立不允許乘員站i包括5坡員座位在內(nèi)，座位sbb過9 個(gè)，且最大 設(shè)計(jì)總賡量 超過5000k*的tft客車訥m3類i級ii 級iii 級>22>5000可線乘員w不包 括3坡員多于22人允許粱員站5,并且粱 員可以白由走動(dòng)只允許象員站i在過遍 和援供不曲過相當(dāng)子 兩人雙人莊位的站立面積不允許藥員站i四個(gè)車h1類蕓3500嚴(yán)大設(shè)計(jì)

14、總賡量不超d35ook< m貨車鈉n類論，井且 用于錢貨m2類>3500-12000最大設(shè)計(jì)經(jīng)扇量超過3500kf,但不曲過12000k<m貨車訥瞭動(dòng)車>12000蕞大設(shè)計(jì)總裹m過12000kt的車鈉用于承載人員和行李物品的汽車，汽車核定乘客人數(shù)少于10人的座位車稱作為乘用車。但乘用.午又冇分類如下圖2.2:圖2.2乘用車分類圖2.1.2乘用車形式的選擇在市面上常見的汽車軸數(shù)有二軸、三軸形式，當(dāng)然還有更多的軸數(shù)選擇。汽車的總質(zhì)量，輪胎的承受能力、汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及國家道路法規(guī)是軸數(shù)選 取的主耍根據(jù)。如果汽車整備質(zhì)量的增加但軸數(shù)不變的條件下，會(huì)使公路的承 載負(fù)荷增加。也會(huì)

15、使道路破壞性增強(qiáng)，所以有關(guān)部門出臺(tái)了相關(guān)的政策來保護(hù) 道路，對軸數(shù)加以限制。常見轎車選擇兩軸車身形式，本設(shè)計(jì)車型也為兩軸一 汽-大眾-寶來2017款1.6l。2.1.3車身形式的分析由發(fā)動(dòng)機(jī)廂、乘員艙和車后備艙共同構(gòu)成了車身的三部分。各種車身形式 的汽車上部頂蓋和后面車身的關(guān)系不同，這也是他們的主要區(qū)別體現(xiàn)。折背式汽車：在市面上最常見的車身樣式，大多數(shù)私家轎車都是折背式午。 這種車身前部宥顯眼的發(fā)動(dòng)機(jī)艙室，中間是用于乘坐.乘客的客艙室，后部分是 裝載行李的后備箱。車身上部頂蓋和后備箱蓋有明顯的折線樣式連接。典型的 車型有燊塔納、捷達(dá)等。直背式車身；是市面上另一種常見車型，它的車身樣式像三廂車型

16、，區(qū)別 在于后玻璃窗和后備箱成為一體，打開吋也是一起打幵。車身線條感較好，在 美觀度上比三湘車更為圓滑，更加吸引年輕消費(fèi)者。艙竹式乘用車也就是兩廂車。它的特點(diǎn)是體積較小、靈活性高、燃油經(jīng)濟(jì) 性高。這種車身形式的乘員艙和后備箱為一個(gè)整體這種布局形式能增加車內(nèi)空 間，因此多用于小型車和緊湊型車。常見的艙背式轎車如大眾polo,長安福特 嘉年華等。當(dāng)然還有其他的多種不一樣的變型車身形式。如旅行車、軟硬頂敞篷車、 suv等。suv有著乘坐空間大，動(dòng)力性強(qiáng)勁等特點(diǎn)受到大眾消費(fèi)者的喜愛，特 別是喜歡運(yùn)動(dòng)的年輕人。本次設(shè)計(jì)參照車型就是一款一汽-大眾-寶來2017款1.6l。2.1.4乘用車布置形式的選擇汽車

17、的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身(或駕駛室)的相互關(guān)系以及 布置關(guān)系而言的。在乘用車中有發(fā)動(dòng)機(jī)在車身前的前輪驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)在車前的 后輪驅(qū)動(dòng)，和在車身后方放置的后輪驅(qū)動(dòng)三種形式。針對普遍的發(fā)動(dòng)機(jī)排量低于2.5l乘用車，大多選擇發(fā)動(dòng)機(jī)在前的前輪驅(qū)動(dòng)。 選擇的主要原因是前橋軸荷較大，明顯不足轉(zhuǎn)向性能但過障礙能力強(qiáng)而且結(jié)構(gòu) 緊湊。而且車內(nèi)空間較大使得乘客的乘坐舒適性高。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不與軸距布置在 一起時(shí)更加提高了汽車的機(jī)動(dòng)性。汽車的散熱也會(huì)比布置在車后方的散熱性強(qiáng)。 因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)布置在了車前端，給車后留下了很大型的空間來裝在貨物等。同時(shí) 也會(huì)存在弊端，前驅(qū)形式的汽車驅(qū)動(dòng)輪附著能力不足，在道路條件惡劣的地方

18、 容易出現(xiàn)打滑，爬坡能力也不行。而前輪同時(shí)為驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向輪磨損更加的嚴(yán)重， 使用壽命短。發(fā)動(dòng)機(jī)置于前端發(fā)生車禍吋也更容易損毀，對人體的傷害增加，維修的費(fèi)用也會(huì)增加。木次設(shè)計(jì)綜合考慮，選擇了發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)。2.2乘用車外廓尺寸的設(shè)計(jì)2.2.1外廓尺寸汽車的外廓尺寸是指車輛長度、寬度以及高度近年來車輛超限超載成為 道路交通事故的主要原因之一，縮短了公路橋梁的使用壽命，嚴(yán)重影響了國家 財(cái)產(chǎn)和人民生命安全。目的從根源整治車輛超限超載的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。由工 信部組織全國汽車標(biāo)委修訂的強(qiáng)制國家標(biāo)準(zhǔn)汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、 軸荷及質(zhì)量限值(gb1589-2016)在2016年7月26日由質(zhì)檢總局、國

19、家標(biāo)準(zhǔn) 委員會(huì)正式批準(zhǔn)發(fā)布41。該規(guī)定指明了汽車、掛車和汽車列車的外廓尺寸在道路 上使用的所奮車輛都適合。在汽車領(lǐng)域中的最基礎(chǔ)的技術(shù)指標(biāo)之一。整車性能要求決定著乘用車的外廓尺寸的設(shè)計(jì)。車身尺寸較長的汽車縱向穩(wěn)定性好，室內(nèi)布置容易，但同時(shí)會(huì)增加整備質(zhì)量，而且通過性會(huì)變差；總寬 較寬的乘用車，有較好的橫向穩(wěn)定性，室內(nèi)寬敞且明亮，但占用行車面積大， 迎風(fēng)面積大同時(shí)會(huì)增加操作閑難；總高較高的乘用車，方便乘客進(jìn)出車輛，室 內(nèi)明亮，但因?yàn)橛L(fēng)面積大，空氣阻力增加，且對橫向穩(wěn)定性影響較大。整車 的長、寬、高之間的關(guān)系是相互聯(lián)系，相互制約。2.2.2汽車的主要尺寸本次設(shè)計(jì)車型為一輛內(nèi)斂實(shí)用的普通家用轎車，所以

20、在車身設(shè)計(jì)參數(shù)上選 擇了大眾平民的一汽-大眾-寶來2017款1.6l作為參考車型。使用寶來的各項(xiàng)性 能參數(shù)作為參考依據(jù)，汽車的主要尺寸括：外廓尺寸、輪距、軸距等l5j。2.2.3汽車的外廓尺寸設(shè)計(jì)乘用車車身的外廓尺寸指汽車的長、寬、高，在城市市區(qū)內(nèi)行駛的乘用車 要求其外廓尺寸根據(jù)相關(guān)的法規(guī)來制定的。按照國家的法律法規(guī)規(guī)定汽車的外 廓尺寸規(guī)定如下：1）裝滿貨物和人的汽車或汽車列車的倒車鏡不能比汽車最寬的地方寬 200mm當(dāng)?shù)管囩R下緣離地高度1.8 tn時(shí)，當(dāng)汽車鏡子下沿的高度 1.8 m時(shí)一側(cè) 的后視鏡在200mm到250mm之間。2）汽車頂部的天窗、循環(huán)交互氣體裝置等裝置處于使用狀態(tài)時(shí)不允許高

21、于車 高度300 mm。3）汽車的后軸之間的尺寸必須比300mm大。表2.3寶來1.6t參數(shù)表乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)排量v/l軸距l(xiāng)/mm輪距b/mmv<1.02000110013801.0<v<1.621002640115015001.6<v2.526002860130015802.5<v4.02850340014001580v>4.02900390015601620寶來1.626141440/1469此次設(shè)汁的乘用車為1.6t發(fā)動(dòng)機(jī)排量，在布置行駛與上述大眾寶來轎車相 似，同時(shí)結(jié)合乘用車的輪距和軸距范圍，軸距l(xiāng)定為：2600mm。表2.4寶來車身尺寸表車型長(mm

22、)寬(mm)高(mm)寶來2017款456217931468寶來2016款456217931468寶來2017款1.6l手動(dòng)時(shí)寶來2017款1.6l自動(dòng)時(shí)寶來2017款1.6l手動(dòng)舒陪臧相同參ft塒型洵型適型哲無內(nèi)容參數(shù)注：參吁配o逸配無14 1 i1 1i -1 車身長 s<0b>456245624562寬 5(m0179317931793髙1468146s146s軸距（0d>261425142614前輪距后輪鉅（囲0最小高地間隊(duì)*車身鎗構(gòu)三颺車三利車三w車車門數(shù)（個(gè)）444座位數(shù)（個(gè)）555油箱容積（u555555行李廂容積（l）490490490圖2.5寶來2017款車

23、身部分參數(shù)汽車總長la包括軸距l(xiāng)，前懸lf和后懸lr,即la=l+ lf+lr6。轎車總 長與軸距的關(guān)系：la=l/c, c是比例系數(shù)，其值為0.520.66,前置前驅(qū)的汽車 c值為0.620.66,后置后驅(qū)的汽車c值為0.520.56151。則設(shè)計(jì)轎車的軸距為 l=2600mm,則轎車總長為la=2600/（0.620.66）=4194 3940mm綜合上述車型的車長度尺寸，設(shè)計(jì)轎車的車身長度設(shè)計(jì)為la=4550。乘用車車寬度尺寸一部分是由乘客所需的車內(nèi)寬度和轎車車門的厚度共同 決定的，保證車內(nèi)能放置的下發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、離合器、懸架等是另一部分因 素。乘用車寬度與車輛總長之間冇下述近似關(guān)系：

24、ba= (la/3) +195mm ± 60mm。后座乘三人的乘用車，ba要大于1410mm。車總長la=4550min則ba=1792 到1673之間，結(jié)合寶來轎車的寬度尺寸，設(shè)計(jì)乘用車車身寬度要取值 ba= 1790mm。轎車車高h(yuǎn)的確定：考慮設(shè)計(jì)車型為普通車型，同時(shí)參照寶來汽車車高參 數(shù)車型尺寸的高度設(shè)計(jì)為h=1470mm。目的為乘員的舒適性的提升，車身的外廓尺寸要盡可能地大，但矛盾的是 設(shè)計(jì)太過大的尺寸又會(huì)影響輕量化以及汽牟制造成本的明顯增加，伴隨發(fā)生的 是會(huì)使轎車的機(jī)動(dòng)性降低、動(dòng)力性下降及燃油經(jīng)濟(jì)性增加?？偨Y(jié)上述原因、參 照參考車型寶來的外廓尺寸，該設(shè)計(jì)車身的外廓尺寸定為：

25、 4500mm* 1790mm* 1470mm。2.2.4汽車的前懸lf和后懸lr汽車的前懸和后懸分別記為l#ulr，這個(gè)尺寸與總布局冇關(guān)m。發(fā)動(dòng)機(jī)布局、 水箱布局、風(fēng)扇局部等全部都在前懸位置。前懸布置要求還不能太長，因?yàn)橐?保證接近角和通過性。同理，后懸也不應(yīng)太長，后懸太長是轉(zhuǎn)彎不靈活，遇到 坡路容易觸底。綜合上述總結(jié)，汽車的前懸lf和后懸1都是在滿足使用性能的 前提下，選擇較的小尺寸。2.2.5汽車車身的主要構(gòu)成部件圖2.6車身主要構(gòu)件示意圖a. 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋發(fā)動(dòng)機(jī)蓋又叫發(fā)動(dòng)機(jī)罩。我們都知道汽車使用過程屮會(huì)發(fā)出一定的噪?yún)鸷?大量的熱量，此吋就需要發(fā)動(dòng)機(jī)蓋對噪音和熱量進(jìn)行一定的阻隔。發(fā)動(dòng)機(jī)蓋包

26、括外板、內(nèi)板和中間夾層三部分組成，中介層主要是隔熱材料，內(nèi)板主要是剛 性的材料，起支撐作用。b. 車頂蓋車頂蓋位于車廂頂部。當(dāng)前市面上很多的乘用車的車身上頂部設(shè)計(jì)有天窗, 奮些乘用車的與前、后窗框相互連接平順體現(xiàn)出卓越的沒感而且能夠有效的減 少空氣阻力，但他的剛度較低。不同的是貨車上，目的是安全的考慮，貨車車 頂蓋會(huì)有轎車車頂蓋有更優(yōu)越強(qiáng)度與剛度，增加適當(dāng)數(shù)量的加強(qiáng)梁能夠增大安 全系數(shù)。c. 翼子板翼子板指車輪處的外板，主要作用是遮擋車輪，因翼子板形狀像鳥的翅膀 而得名。根據(jù)全后輪位置不同劃分為前翼子板和后翼子板。顧名思義，前翼子 板安裝在前輪處，必須要讓前輪轉(zhuǎn)動(dòng)或者跳動(dòng)時(shí)有一定的自由空間，不

27、會(huì)碰到 車輪；后翼子除了滿足前翼子板條件外，更多地從空氣動(dòng)力學(xué)的考慮設(shè)計(jì)，所 以后翼子板是拱形并且整體向外部分凸出。d. 前圍板前圍板實(shí)質(zhì)是一塊隔板，隔斷發(fā)動(dòng)機(jī)艙和車廂的曲面板，它與前面的地板 和前面立柱有機(jī)結(jié)合。因?yàn)榭紤]到管路和電線束問題，所以上面預(yù)留許多線孔。 但還包括密封措施和隔熱裝置，這樣才能防止發(fā)送機(jī)的廢棄和余熱進(jìn)入車廂。2.3人體工程學(xué)在汽車車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用812.3.1人體模型在實(shí)際應(yīng)用中人體模型可作為檢測車身室內(nèi)布置合理性的依據(jù)之一。對于 乘用車內(nèi)部的大小，比如頭上部距離、膝蓋距離空間、肘部空間的使用人體模 型來檢杳是否可行也是可以的。本節(jié)是對乘用車內(nèi)部布置系統(tǒng)中使用的人體模

28、型的研究，是專門的人體模型范圍。大量的的數(shù)據(jù)依據(jù)證實(shí)人體各部位的數(shù)據(jù)是表現(xiàn)為正態(tài)分布規(guī)律的，加入 用以百分位的形式表示人體尺寸，可以分為三檔，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的中間值數(shù)用第50百分位的數(shù)據(jù)表示，代表中等身高的乘員；個(gè)子較低的人用第5百分位的數(shù)據(jù) 代表；個(gè)子高的人用第95百分位的數(shù)據(jù)代表。在一般的設(shè)計(jì)研究過程中，我們 時(shí)常設(shè)置人體尺寸下限用第5百分位人數(shù)據(jù)表示，體尺寸上限就用第95百分位 的人的數(shù)據(jù)表示，故設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品需求可以社會(huì)上大多數(shù)人。人體模型制作的依據(jù)是人體的尺寸所做出來的用于車身設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要 的模型。通常我們在車身內(nèi)部設(shè)計(jì)布置上選用人體的二維圖，如圖2.7所示，人 體模型的二維圖主要是指

29、正常人體屮的軀干部分靠背的角基準(zhǔn)人體的腿部和著 地的腳部，他們是冇人體胯部也就是人上半身和十半身的連接點(diǎn)連接。其中關(guān) 系到車身設(shè)計(jì)的部位有以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：h點(diǎn)為人體的胯點(diǎn)，作為連接人體上半 身和腿部的點(diǎn)是車身設(shè)計(jì)中極為重要的一點(diǎn)，我們稱之為h點(diǎn)。sp點(diǎn)為人體肩 膀關(guān)節(jié)點(diǎn)。p點(diǎn)是人體膝蓋關(guān)節(jié)點(diǎn)，a點(diǎn)是人體腳踝點(diǎn)也就是小腿與腳之間的關(guān) 節(jié)點(diǎn)。ahp為踵點(diǎn)，乘客腳和地面的接觸點(diǎn)，在行駛過程中駕駛員踩在汕門上, 人體模型布置的標(biāo)準(zhǔn)。圖2.7人體模型樣板以人為本是車身設(shè)計(jì)的宗旨，故而在進(jìn)行車身設(shè)計(jì)時(shí)必須首先考慮到的是 安全性，同時(shí)舒適性的加強(qiáng)也是車身設(shè)計(jì)不能忽視的一個(gè)重要方面。車身的設(shè) 計(jì)可以利用人體模

30、型進(jìn)行必要的分析，在設(shè)計(jì)過程中先要將人體模型布置好， 對數(shù)據(jù)的測量和記錄最后利用動(dòng)力學(xué)知識對其進(jìn)行必要的分析，作為主要的使 用依據(jù)決定了實(shí)際使用中乘客的活動(dòng)空間和范圍。ha:是指駕駛員上身和大腿的處的關(guān)節(jié)部位。使用h點(diǎn)人體模型可以迎來確定車身實(shí)際h點(diǎn)處。為了能夠更為精準(zhǔn)的確定人體乘坐位罝，最先應(yīng)該考 慮的就是使用h點(diǎn)。原因是在涉及到乘坐是否舒適操作是否便捷以及眼橢i員i在 車身定位中尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)是否準(zhǔn)確，以及對于駕駛者的界面和手伸等方面都是 具有決定性的參考意義，h點(diǎn)在車身設(shè)計(jì)中具有不可回避性。r點(diǎn)是指座位調(diào)節(jié)到最后、最低的位罝的跨點(diǎn)。眼橢圓：這是對于駕駛者在座位上使用常規(guī)的駕駛姿勢進(jìn)行駕駛時(shí)

31、，眼睛 在車身坐標(biāo)里活動(dòng)的范圍。包括了第九十五百分位投影圖、九十百分位投影頭 和九十九百分位等投影圖。這是駕駛者在駕駛中眼暗位置的范圍，從這個(gè)角度 來看，眼橢圓是進(jìn)行車身設(shè)計(jì)部分里視野設(shè)計(jì)的立足點(diǎn)。在車身設(shè)計(jì)過程中， 對于駕駛者眼睛的位罝，優(yōu)化核對雨刷器、后視鏡、除霜器和儀表板的位罝設(shè) 計(jì)是否最優(yōu)，能否做到兼顧，能否合理優(yōu)化，都必須立足于眼橢圓圖2.8眼橢圓表2.9為即為汽車駕駛者的座椅h點(diǎn)在前后方向上水平調(diào)節(jié)量的大小范圍。 如表所示，查出眼橢圓中心在自身xyz坐標(biāo)系中的位置數(shù)據(jù)x、z、y左眼、 y右眼，然后分別標(biāo)出橢閥屮心的位置在正視圖和俯視圖上。表2.9 h點(diǎn)與眼橢圓中心關(guān)系表h點(diǎn)水平調(diào)節(jié)

32、量xzy左眼y布眼1021.8-5.6-6.458.0114-4.6-6.4-5.658.9127-10.7-7.1-5.159140-17.0-7.6-4.359.7152-20.3-8.4-4.160.2165-22.98.4-4.160.52.3.2前排座椅h點(diǎn)的確定寶來2017款汽車提供的數(shù)據(jù)顯示，車身高度1685mm,這對于人體模型的 要求是從一直的頂蓋內(nèi)襯高由上向下布置。因此，在車身設(shè)計(jì)過程中，在滿足 室內(nèi)高度的先決條件下，參考駕駛者在舒適駕駛姿勢要求條件下各個(gè)關(guān)節(jié)角度 范圍，確定人體模型的位置，在這個(gè)基礎(chǔ)上得到踵點(diǎn)的高度和前座h點(diǎn)的位置。 與此同時(shí)需要協(xié)同處理好車內(nèi)的空間大小，給

33、乘客舒適的環(huán)境。2.3.3后排座位h點(diǎn)的確定后排座椅h點(diǎn)的確定，需要考慮前排座位調(diào)整能夠到的最后位置的同時(shí)還 能呈舒適駕駛的姿勢靠背角度，使用95百分位來布置設(shè)計(jì)。將后排人體的腿和 前排座位的靠背背面一致，考慮對后排座位人體的小腿與靠背應(yīng)有一定間隙故 應(yīng)該適當(dāng)放大，然后依據(jù)人體較為舒適的乘坐姿勢進(jìn)而確定二個(gè)人體模型的位 置布置，得到后排座位h點(diǎn)位罝，最后確定后排座椅的位罝。2.4車身輕量化設(shè)計(jì)車身輕量化是減少車身的質(zhì)量得到更高的性能要求但同時(shí)要保證車身的強(qiáng) 度和剛度在合理的范圍內(nèi)。減少車身的整體質(zhì)量是因?yàn)檎?的質(zhì)量下降的情況 下能提高燃油經(jīng)濟(jì)性等汽車的性能。白車身前端在降低質(zhì)量時(shí)，汽車的性能

34、不 一定降低，反而有可能提高汽車的部分性能。白車身輕量化會(huì)降低整車重心， 提高抗側(cè)翻能力，增強(qiáng)行車穩(wěn)定性和舒適性；另外，還可以降低汽車行駛過程 屮的滾動(dòng)阻力、加速阻力等，有助于提高汽車動(dòng)力性；汽車輕量化還能夠減少 初始動(dòng)能，縮短制動(dòng)距離，配合輕質(zhì)高強(qiáng)材料，可以吸收更多能量，冇助于 提高汽車的安全性能。w際國內(nèi)通常使用的白車身輕量化技術(shù)大致分為三類：高強(qiáng)輕質(zhì)材料的應(yīng) 用，車身整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，應(yīng)用最新的工藝和連接方式。一般而言通過優(yōu)化后 的鋼質(zhì)0車身可減重7%左右，部分部件采用鋁合金替代后可以減重30%50%， 而要取得更大的減重效果，只能求助于碳纖維等復(fù)合材料。以上所列三種輕量 化的方法不是孤立

35、使用的，相反他們之間是相互不成的關(guān)系。但無論采用何種輕量化方式，都不應(yīng)該影響汽車的性能、不能過多的增加生產(chǎn)和維修成本、并 且與公司的實(shí)際技術(shù)能力相一致。高強(qiáng)輕質(zhì)材料包含兩大類：首先是高強(qiáng)度材料，例如高強(qiáng)鋼、先進(jìn)高強(qiáng)鋼、 熱成型鋼等材料。第二是輕質(zhì)的材料，市面上使用的有鎂、鋁合金、塑料高分 子的原料等。車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化:隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展和有限元技術(shù)的成熟，基于有限元和 計(jì)算機(jī)的車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化在輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)屮被廣泛應(yīng)用。該優(yōu)化方法可以提高 車身的性能、降低車身重量、提高新車型的開發(fā)速度、降低幵發(fā)成本、增強(qiáng)企 業(yè)的競爭力。應(yīng)用最新的工藝和連接方式。近年來車身使用的新工藝主要有變 厚度板技術(shù)(vari

36、able-thickness rolled blank, vrb)、熱成型技術(shù)(thermal forming)、液壓成形(hydro-forming)和氣體熱成型技術(shù)等，此外鉛合金電磁 成型工藝、三維輥壓工藝、噴射成形工藝、金屬半固態(tài)成型工藝等新工藝也是 汽車輕量化可尋求的途徑；新的連接技術(shù)主要有激光焊接技術(shù)、攪拌摩檫焊技 術(shù)(friction stirwelding，fs)、冷金屬過度技術(shù)(cold metal transfer, cmt)、 自沖鉚接技術(shù)(self-piercing rivets，spr)、壓力連接技術(shù)(clinch joints)、特殊 點(diǎn)焊技術(shù)(delta spot)

37、、黏貼連接技術(shù)、復(fù)合連接技術(shù)、激光螺旋焊接技 術(shù)等。3車身斷面分析3.1車身主斷面分析車身主斷面是指車身上主要的關(guān)鍵斷面。車身主斷面的目的在設(shè)計(jì)前將車身的結(jié)構(gòu)的主要位置的主耍結(jié)構(gòu)通過制作 主斷面的行駛，將這些重要的結(jié)構(gòu)確定不來，以指導(dǎo)后期的設(shè)計(jì)工作。車身主 斷面體現(xiàn)車身主要的配合關(guān)系，安裝關(guān)系和焊接密封關(guān)系。同吋將車身附近內(nèi) 飾物、底盤、動(dòng)力、電器納入一起，給他們適當(dāng)?shù)目臻g。其中車身斷面分析涵蓋全車車身內(nèi)外的覆蓋件、內(nèi)外飾件、密封處及相關(guān) 電器元件的斷面分析。斷面的分析結(jié)果直接的影響到整車的外觀樣式、整車制 造輕量化的設(shè)計(jì)、布置零部件的位置、車身強(qiáng)度的大小、法規(guī)適應(yīng)性、沖壓焊 接方式及總裝工藝

38、性等等。所以，車身斷面的分析是相當(dāng)關(guān)鍵的對于車身設(shè)計(jì)。圖3-1車身側(cè)視斷面位置圖b07圖3-2車身主視斷面位置圖圖3-3車身后視斷面位置圖圖3-4車身俯視斷面位置圖表3-5主斷面代號與主斷面位置項(xiàng)目代號亨號主斷®代號主!位置亨號主斷®弋號1斷®位置1sl1左側(cè)a往30sl30加油口sl2左前萬子板與a柱31sl31b柱上k3sl3左側(cè)a柱與前門上餃鏈32sl32地杈橫朵（a柱下4sl4左前車門頃位器33sl33a柱下a5sl5左側(cè)a柱前門下餃鍵34sl34地杈橫粱（c柱下部6sl6左側(cè)b往安全辯上e定盧35bo1前風(fēng)窗下橫粱sl7左側(cè)b柱電門上抆鏈36bo2頂通

39、橫采8sl8左側(cè)b往電門下抆鏈37bo3頂金s橫粱9sl9左側(cè)b往前門錟扣3sbo4發(fā)動(dòng)機(jī)1橫朶（鐵扣）10sl10左側(cè)b柱安全帯下叵定點(diǎn)39bo5背門、爸、舌保險(xiǎn)杠11sl11左前車門窗沿40bo6前31格12sl12左側(cè)c柱上a41bo7前保險(xiǎn)社、發(fā)動(dòng)機(jī)au m橫粱13sl13左側(cè)c柱s車門鐵扣42rb1貨門巵玖窗14sl14左側(cè)c柱下sc、電輪累ma43rb2貨門鏈1ssl15&盾車門宙沿44f1發(fā)動(dòng)機(jī)前下橫粱16sl16左側(cè)前車門上邊粱45f2前困板與前地板17sl17左側(cè)后車門上邊粱46f3前地杈與中地杈18sl18左側(cè)前車門從47f4中地板與番地板19sl19左側(cè)后車門檻4

40、8f5前地板慊粱20sl20左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙上粱（鉸鏈49f6前地板中央加強(qiáng)板21sl21左側(cè)萬子板上固窀點(diǎn)50f7后東架前橫粱*sl22左側(cè)使5與背門51f83.2車身關(guān)鍵斷面分析1）斷面閣3-6主要表示了車身前罩板的總成、車前部保險(xiǎn)桿和前護(hù)柵的相 對關(guān)系位置、間隙大小等。前罩板關(guān)閉瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，因此前罩板 與前保險(xiǎn)桿處的間隙通常為6到8mm為宜，上下誤差通常取值±2mm,但因?yàn)?間隙較大，因此在設(shè)計(jì)此處時(shí)要采取一定的從視覺上可以減小間隙的設(shè)計(jì)。因 此汽車前部的護(hù)柵和罩板的中間縫隙差值取值0.5mm,誤差0到1mm，車前罩 板耍比前護(hù)柵高。2）圖3-7主是表示了車身前罩板的總

41、成、擋風(fēng)玻璃前罩板、前扔風(fēng)玻璃的 相對的位置關(guān)系、相互間間隙大小等。此處車身機(jī)蓋與車體（含裝飾件）的間 隙不是最主要的，原因是前罩板與車體（含裝飾件）之間的最小間隙通常實(shí)在 兩端體現(xiàn)出，而不是在此處。當(dāng)前罩板所處位置到最后端時(shí)，車身前罩板與車 身（含裝飾件）的最小間隙不得小于5mm。假如該地方有雨刷器，車身零件與 雨刷器之間間隙應(yīng)不能少與10mm以下。此外還需特別注意的是該部分設(shè)計(jì)要 求密封性。風(fēng)窗前罩扳3-7前車窗斷面圖3）斷面3-8體現(xiàn)的是前罩板與車身側(cè)方擋板之間的和互關(guān)系，它們之間的間 隙取值通常力3到5mm，公差取值是± 1.0mm，± 1.5 mm，要注意的是在分

42、析 間隙和公差時(shí)取值在相關(guān)車型間隙為3到4mm時(shí)最能體現(xiàn)，段差公差要求翼子 板要高于前罩板，因?yàn)檫@樣從側(cè)面看吋的間隙較小3前罩板外板前翼子片w-*圖3-8前罩板斷面圖4）斷面3-9所表示的是車身頂蓋、頂蓋后橫梁、后備箱倉蓋、車身后放擋 風(fēng)玻璃、密封條和玻璃密封膠的相互關(guān)系，頂蓋和后備箱門之間的間隙通常在4 到8mm之間，段差上行后備箱低于頂蓋。設(shè)計(jì)此處注意點(diǎn)是車身后備箱關(guān)閉時(shí), 內(nèi)蒙皮與門框密封條中心線應(yīng)時(shí)刻處于垂直的關(guān)系；當(dāng)車身后備箱門開啟過程 中與頂蓋間隙始終大于3mm；鉸鏈與氣壓支撐桿橫向的距離通常在0到25mm。門之間的差距是3至6毫米，但最好在3.5和4.5毫米之間，土 1.0毫米，

43、±1.5毫 米為一般公差，它們之間的區(qū)別在于前門比翼子板低，一般00.5mm;特別注意密 封和門之間的聯(lián)系，在正常情況下，當(dāng)關(guān)閉吋密封條要縮至1門。涉及到前門卜掉 量及白車車身疲勞試驗(yàn)。圖3-10-b前門斷面圖6）第3-11節(jié)顯示了中立柱的結(jié)構(gòu)，包括前門，門，屮間柱，前門和門間距 的關(guān)系密封36 mm，但在3.54.5毫米最好，通常公差為±1.0毫米，±1.5 毫米，它們之間的差異是前門和中門之間的差異，通常為00.5毫米；該橫截 面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮前門和后門的開合，在前門和中門的在各種極限位罝，門不能在 干擾情況。中性柱一般內(nèi)置，旋轉(zhuǎn)門為屮門時(shí)，立柱的強(qiáng)度要求和難度高

44、于前 立柱。卜>5-!.5o d1o圖3-11車身中立柱斷面圖7）斷面圖3-12是中門結(jié)構(gòu)后部，中門與側(cè)圍差值間隙一般為36 mm，但 在3.54.5 mm之間力最佳值，公差值通常在± 1.0 mm, 土 1.5 mm,段差方面和中門不同，其差值通常為00.5 mm;,如造型上便可以較強(qiáng)公差的要求，此處 間隙有明顯的視差距。側(cè)圍外蒙皮后門外蒙皮圖3-12中門后部斷面圖5od垂c8）圖3-13是指是竹門（也稱汽車行李箱）與側(cè)圍之間的關(guān)系圖，該斷面通 常含有背門（也稱汽車行李箱）內(nèi)外及側(cè)圍外的蒙皮、車身后側(cè)圍內(nèi)的蒙皮和 車身c柱外蒙皮、加強(qiáng)零件及密封結(jié)構(gòu)。背門（也稱汽車行李箱）與側(cè)

45、圍有明 顯的間隙差值，通常為35 mm，公差值取±0.5 min± 1.5 mm區(qū)間值，段差值 一般為0.5或1mm,常規(guī)的側(cè)圍要和背門（汽車的行李箱）不同，要高于背門， 具體情況有外形和在這個(gè)地方的分塊來規(guī)定的。這個(gè)地方設(shè)計(jì)時(shí)要確定密封的 性能。圖3-13背門處斷面圖9）斷面3-14所示的是b柱門上部結(jié)構(gòu)，含車身前門、車身外圍板、汽車 頂蓋、車身側(cè)圍頂部的內(nèi)蒙皮、側(cè)圍頂上內(nèi)蒙皮的加強(qiáng)件、上導(dǎo)軌焊接總成（中 滑門結(jié)構(gòu)）、汽車頂部內(nèi)襯、車身頂蓋裝飾條與車門處的密封結(jié)構(gòu)。10）斷面閣3-15所示的是指后備箱門中部與后保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)閣示。后備箱 門與后保險(xiǎn)杠之間的縫隙為5到8mm之

46、間，誤差正常取值為± 0.5mm到士 1.5mm 區(qū)間之內(nèi)。11）斷面3-16a, 3-16b所表示的是車輛后部組合燈、后備箱門（或行李箱 門）與車身外圍的關(guān)系，多了后部組合燈。后備箱車門（或行李箱車門）與后 組合燈的間隙正常取值為3到5mm之間，公差值為±0.5mm土 1.5mm區(qū)間之內(nèi)， 段差值取值為0.5或lmm, 般側(cè)圍高度個(gè)后組合燈不同，通常要高于后方組 合燈，但具體情況還是要根據(jù)車身外形和此處的分塊來具體對待確定。244總結(jié)與展望4.1總結(jié)本設(shè)計(jì)的題目是乘用車外廓設(shè)計(jì)及車身斷面分析設(shè)計(jì)，通過前期大量收集 相關(guān)資料主要包括參照上汽-大眾-寶來車型的有關(guān)參數(shù)對設(shè)計(jì)乘

47、用車的外廓尺 寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后搜集寶來車型的各部件尺寸進(jìn)行斷面的繪制分析，最后 對所收集到的資料進(jìn)行整理。車身斷面分析可以分析車身各零部件間的縫隙關(guān) 系，為以后的車身設(shè)計(jì)過程中確定各鈑金車的配合關(guān)系進(jìn)行確定。并ii可以控 制關(guān)鍵功能尺寸，更有效的進(jìn)行車身的設(shè)計(jì)。通過對資料的加深理解和分析對提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和完善，確定了 零件斷面圖。在設(shè)計(jì)過程中還學(xué)習(xí)了 cad繪圖軟件，彌補(bǔ)了之前學(xué)習(xí)過程中對 于軟件使用不熟悉的不足。利用cad繪圖軟件進(jìn)行寶來汽車車身斷面的繪制并 進(jìn)行分析。這個(gè)學(xué)期是進(jìn)行畢業(yè)生設(shè)計(jì)，是我在大學(xué)中最認(rèn)真，最辛苦也是學(xué)到最多 的終極設(shè)計(jì)。在這之中，我感覺到自己還有許多的知識需要去學(xué)j，需要去掌 握，并要加強(qiáng)對自己的要求去更多的了解，去學(xué)習(xí)，去解決遇到的各種問題。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)，以前學(xué)習(xí)的過程中主耍是系統(tǒng)的按照章節(jié)學(xué)習(xí)，現(xiàn) 在則是理論聯(lián)系實(shí)際，并在書寫的過程中加以應(yīng)用，特別是應(yīng)用到了車身設(shè)計(jì)、 汽車?yán)碚?、汽車設(shè)計(jì)等書本的知識，把這些知識活學(xué)活用，解決了在乘用車外 廓設(shè)計(jì)及斷面分析過程中遇到的很多問題，對自身的知識點(diǎn)上的學(xué)習(xí)不足也進(jìn) 行了提高和補(bǔ)充。并且還查閱了機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，學(xué)習(xí)了二維軟件的知識，提高 了繪圖的水平。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了乘用車外廓尺寸及車身斷而分析，在學(xué)習(xí)中提升了自我專 業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)/專業(yè)知識的鞏固。本次設(shè)計(jì)初步達(dá)成原來