車身結(jié)構(gòu)設(shè)計側(cè)圍

1、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計車身結(jié)構(gòu)設(shè)計側(cè)圍側(cè)圍 一一.汽車車身概述汽車車身概述 車身殼體按照受力情況可分為非承載式、半承載式和承載式(或稱全承載式)三種。 非承載式車身的特點: 是車身與車架通過彈簧或橡膠墊作柔性連接。在此種情況下，安裝在車架上的車身對車架的加固作用不大，汽車車身僅隨本身的重力，它所裝載的人和貨物的重力及其在汽車行駛時所引起的慣性力和空氣阻力。而車架則承受發(fā)動機及底盤各部件的重力，這些部件工作時通過其支架傳遞的力以及汽車行駛時由路面通過車輪和懸架傳來的力(最后一項對車架或車身影響最大)。 半承載式車身的特點: 是車身與車架用螺釘連接、鉚接或焊接等方法剛性地連接。在此種情況下，汽車車身除了承受

2、上述各項載荷外，還在一定程度上有助于加固車架，分擔車架的部分載荷。承載式車身的特點: 是汽車沒有車架，車身就作為發(fā)動機和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)。承載式車身的地鈑有較完整(厚度也較大)的縱、橫承力元件，其前部有兩根斷面尺寸較粗大的縱梁，它們往往與兩側(cè)的前擋泥板和前面的散熱器固定框等焊接成剛性較好的空間構(gòu)架，以便直接安裝發(fā)動機和前懸架等部件并承受其工作載荷。在此種情況下，上述各種載荷全部由汽車車身承受。二二. .汽車設(shè)計的特點和要求汽車設(shè)計的特點和要求（1）由于汽車出產(chǎn)量大，品種及型號多，設(shè)計中實行零件標準化、部件通用化和產(chǎn)品系列化，可化生產(chǎn)，提高工效，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減少配件品種，方便

3、維修。 (2)考慮使用條件的復雜多變?yōu)榱耸顾O(shè)計的汽車產(chǎn)品；具有競爭力，設(shè)計中就要充分考慮。其對復雜多變使用條件的適應(yīng)性。特別應(yīng)注意熱帶、寒帶等不同的氣候條件和高原、山區(qū)、丘陵、沼澤、沿海等不同的地理條件，以及燃料供應(yīng)，維修能力等不同的使用條件對汽車結(jié)構(gòu)、性能、材料、附件等的特殊要求。(3)重視汽車使用中的安全、可靠、經(jīng)濟與環(huán)保汽車良好的使用性能是設(shè)計者要追求的目標，不同的汽車使用性能也是不同的(例如：動力性、燃油經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性、通過性以及可靠性、耐久性、維修性和對環(huán)境保護的影響性能等)；而且在某些性能之間有時是相互矛盾的。因此；要在給定的使用條件下協(xié)調(diào)各使用性能的

4、要求，優(yōu)選各使用性能指標，使汽車在該使用條件下的綜合使用性能達到最優(yōu)。(4)車身設(shè)計既重視工程要求，更注重外觀造型汽車車身的外形、油漆及色彩是汽車給人們的第一個外觀印象，是人們評價汽車的最直接方面，也是轎車的重要市場競爭因素，是汽車設(shè)計非常重要的內(nèi)容。車身造型既是工程設(shè)計，又是美工設(shè)計。從工程設(shè)計來看，它既要滿足結(jié)構(gòu)的強度要求、整車布置的匹配要求和沖壓分塊的工藝要求，又要適應(yīng)車身的空氣動力學的要求而具有最小的，空氣阻力系數(shù)。從美工設(shè)計來看，它應(yīng)當適應(yīng)時代的特點和人們的愛好，要像對待工藝品那樣進行美工設(shè)計，給人以高度美感，起到美化環(huán)境的作用。(5)在保證可靠性的前提下盡量減小汽車的自身質(zhì)量。 其

5、自身質(zhì)量直接影響其燃油經(jīng)濟性。和單件生產(chǎn)小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品不同。 作為大批量生產(chǎn)的汽車，減小其自身質(zhì)量可節(jié)約大量的制造材料，降低生產(chǎn)成本。 合理地減小汽車的自身質(zhì)量，會對汽車工業(yè)和汽車運輸業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。(6)設(shè)計要在有關(guān)標準和法規(guī)的指導下進行除設(shè)計圖紙的繪制與標注應(yīng)按有關(guān)國家標準進行外，汽車設(shè)計還應(yīng)遵守與汽車有關(guān)的一些標準與法規(guī)。中國汽車工業(yè)標準包括與國際基本通用的汽車標準和為宏觀控制汽車產(chǎn)品性能和質(zhì)量的標準，它包括國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準。汽車標準又分為強制性標準和推薦性標準。(7)汽車設(shè)計是考慮人機工程、交通工程、制造工程、運營工程、管理工程的系統(tǒng)工程汽車是由人來駕駛和乘坐的，因

6、此其設(shè)計必須考慮這種人車關(guān)系，即操縱要方便、乘坐要舒適。汽車是一種交通工具，其設(shè)計必須符合交通工程的要求。三三. .汽車設(shè)計中材料選用的注意點汽車設(shè)計中材料選用的注意點車身的骨架件和板件一般都用鋼板沖壓而成，車身專用鋼板具有深拉延時不易產(chǎn)生裂紋的特點。根據(jù)車身不同的位置：1.一些要防止生銹、腐蝕的部位使用鍍鋅鋼板，例如翼子板、發(fā)動機艙蓋內(nèi)外板、側(cè)圍外板、地板、門外板等；2.一些承受應(yīng)力較大的部位使用高強度鋼板，例如散熱器支承橫梁、A/B柱內(nèi)板等。3.在車身的交變狀態(tài)區(qū)域不用含P鋼板,如各大總成之間的連接零件等。4.一般材料厚度在2.5毫米時建議選用熱軋板。5.轎車車身結(jié)構(gòu)中常用鋼板的厚度為0.

7、63毫米，大多數(shù)零件用材厚度是0.81.2毫米。四四. .車身側(cè)圍車身側(cè)圍 由各種各樣的骨架件和板件通過焊接拼裝而成的轎車車身，也就是行業(yè)俗稱的“白車身”。車身側(cè)圍是白車身中部乘坐室的主要組成部分,在車身整體彎曲剛性中起重要作用。它由：A柱、B柱、C柱、上邊梁、門檻梁、后輪罩及外覆蓋件構(gòu)成。C柱B柱A柱上邊梁門檻梁外覆蓋件后輪罩圖(3)：(一).在側(cè)圍車身構(gòu)造中，有些重要零件的位置涉及到車輛的整體布置、安全及駕乘舒適性問題。 .側(cè)圍的傾斜度（即門檻梁和上邊梁之間Y向的距離）在滿足乘員所需空間要求及汽車外觀的基礎(chǔ)外，還應(yīng)考慮乘員上下車的方便性。側(cè)圍的傾斜度（即門檻梁和上邊梁之間Y向的距離）如圖(

8、2)Y向的距離差值在100150mm合適。.按GB11566-1995汽車外部凸出物標準車身表面凸出零件的圓角半徑不得小于2.5mm。圖(4)：(3).A柱按正面碰撞法規(guī)要求需承受偏置碰撞位移評估。 按Euro-NCAP（新車評價規(guī)程）：以64km/h的車速對可變形障礙進行40偏置碰撞，A柱位移50mm。(4). 按汽車強制性標準 GB11562-1994駕駛員前方視野，在設(shè)計考慮A柱幾何形狀方案時還必須要考慮到前柱遮擋駕駛者視線的角度問題。 駕駛者通過A柱處的視線，每根A柱雙目障礙角不得超過6度。從駕駛者的舒適性看，雙目障礙角越小越好，但這涉及到A柱的剛度，既要有一定的幾何尺寸保持前柱的高剛

9、度，又要減少駕駛者的視線遮擋影響，是一個矛盾的問題。設(shè)計者必須盡量使兩者平衡以取得最佳效果。(5).B柱按側(cè)面碰撞法規(guī)要求需承受側(cè)面碰撞位移評估。 以50km/h的車速對可變形障礙進行側(cè)面碰撞，B柱位移18020mm。 (二). 側(cè)圍結(jié)構(gòu) 側(cè)圍受到碰撞變形時,由于側(cè)面與乘員之間的距離小,無法像前后部那樣設(shè)計吸能區(qū)。因此為保護乘員安全，只能要求側(cè)圍結(jié)構(gòu)有足夠大的剛性，確保不發(fā)生大的變形。 具體為：1.減少側(cè)圍結(jié)構(gòu)對乘員艙的侵入量； 2.減少側(cè)圍結(jié)構(gòu)對乘員艙的侵入速度。 措施為：1.合理布置車身的主要承載結(jié)構(gòu)（如主要的梁形結(jié)構(gòu)及接頭結(jié)構(gòu))。 2.合理設(shè)計碰撞載荷的傳遞路徑。 3.車身結(jié)構(gòu)剛性設(shè)計.

10、下面通過圖片具體分析:(1).A柱部位 a. 在上鉸鏈區(qū)域因與前部連接將截面做的足夠大; b. 而下鉸鏈處收進; c. 到下部梁形接頭區(qū)域又將其做的足夠大。 d. 此大面平坦做了一根 Z向通筋。e. A柱加強板中上下鉸鏈加強板做成U型結(jié)構(gòu)并與內(nèi)板相接;f. A柱內(nèi)外板加強板接口錯位;g. A柱內(nèi)外板加強板加筋;a.在A柱下部接頭部位除特征外,盡可能加筋;b.在平坦處加橫筋與斜筋.(2).門檻梁加強板(3). B柱加強板a.B柱加強板下段接頭處做成盒形,提高了強度。b.鉸鏈加強板c.后門檻加強板除特征外加斜筋；d.上部加強板與后面連接處因后部沒有加強板而做成上翻與內(nèi)板通過塞焊連接。a.上部加強板

11、由內(nèi)與外二加強板形成封閉型腔,讓C柱生成足夠大的剛度;b.還考慮了此結(jié)構(gòu)的緩沖,在封閉型腔內(nèi)、外分別布置了緩沖塊；b. 在后門框后輪罩處加入緩沖塊，使后門框處剛?cè)嵯酀?4). C柱加強板(5). 上邊梁a.在B柱之前及C柱區(qū)域上邊梁剛度做的足夠強，但在當中段放棄了加強；b.必須注意加強板在結(jié)束段都形成封閉腔體。(5). 三廂側(cè)圍a.在需要強度處加強板基本做成盒式結(jié)構(gòu)及加了加強筋。b.還剛度強區(qū)域利用緩沖塊進行緩沖，達到保護乘員安全。(6). 二廂側(cè)圍a.在C柱與D柱中間區(qū)域左側(cè)有加油口與外板連接加強,而右側(cè)卻是一個薄弱點,很大的面沒有接觸點.針對此問題一般會在外板的內(nèi)表面貼補強膠片,防外板鼓

12、動;還會在此部位增加緩沖塊,即提高了此區(qū)域強度,也起到緩沖作用。加油口處的翻邊方向,出現(xiàn)負角,沖壓方向的旋轉(zhuǎn)無法達到零件要求的形狀,建議該處的翻邊方向修改為與汽車坐標Y 軸方向一致.此處翻邊與沖壓方向(Y 方向)呈45 度的負角，建議該處的翻邊方向修改為與汽車坐標Y 軸方向一致。1.盡量減少沖壓負角. 因沖壓負角會直接導致生產(chǎn)復雜、模具投資成本增加.模具壽命縮短,（三）設(shè)計中注意事項R3(紅色)太小,拉伸時會開裂,建議改成R5-R8.2.圓角大小的設(shè)置 除造型及結(jié)構(gòu)有特殊要求以外,一般圓角盡可能大點,最小不得小于3mm. 制件A、B兩處轉(zhuǎn)角R太小。制件在成形時困難，A、B兩處附近型面容易起皺。

13、建議更改為圖二所示R15問題：1.局部成形深度過深（超過成形極限）。更改描述：1.增大A處的拉延圓角，減小拉延深度。例13. 零件結(jié)構(gòu)的拉延深度. 拉延深度與材料的性能密切相關(guān).一般沖壓件拉延一次的最大相對深度是:零件深度/零件寬度約為0.6左右.原因：拉延CAE結(jié)果發(fā)現(xiàn)有2處起皺，1處破裂的現(xiàn)象。分析其原因是局部成形超出成形極限：凹坑局部成形深度44mm,拉延圓角R僅為R5。更改描述：破裂區(qū)域的產(chǎn)品的局部R圓角仍然需要放大，原來為R5的改為R10，拉延R要大于R20，兩側(cè)面的斜度需要加大（如圖）。起皺的區(qū)域，產(chǎn)品設(shè)計可考慮增加吸料的筋。起皺破裂例2 沖壓工藝無法成型零件后上部位的形狀.原因:

14、該部位成型深度太大,材料的變形程度大大超過材料的最大變形極限.例34.開孔孔邊至零件邊沿的最小距離 開孔孔邊距應(yīng)大于料厚的2倍,但最小不小于3mm.5.漏液孔的設(shè)置 應(yīng)設(shè)置在零部件自然狀態(tài)的最低處; 孔的數(shù)量或大小要保證各工序液體的及時排出.6.孔很多,而法矢方向分布較散,不能綜合歸納到豎直方向,側(cè)沖方向及第三種方向,導致許多孔沖孔方向與孔法矢方向角度差別大,使孔嚴重超差.還會造成工序的增加.增加生產(chǎn)成本. 7.設(shè)計零件應(yīng)使用在沖壓和組裝工藝中共用定位孔次定位主定位其它表面定位作為傳遞的基準8.二加強板的起始位置一定要交叉8.設(shè)計正確的焊接邊寬度a.有安裝要求的二焊接零件的搭接邊止口錯位1mm

15、.(最小焊接邊為12.0mm)最小的焊接尺寸6mm16mm3mm9. 焊接設(shè)備可操作性設(shè)計截面D-D截面C-C 截面E-E焊接入口 焊接入口60mm最少凈空60mm 最小凈空截面A-A 截面B-B10.在零部件、裝飾邊與標準件之間、提供工藝所需空間所需空間:要求從部件或裝飾邊到園切線，最少3mm槽應(yīng)設(shè)計成開式，以利于焊接排裝在嵌套半徑間留空隙在不能焊接的表面間提供凈空11.在不能焊接的零件表面間留出間隙（四）.設(shè)計中車身用膠的選擇. 裝焊膠的基本要求 具有良好的油面施工性和油面粘結(jié)性.未固化前在經(jīng)過各種處理液(冷水、熱水、脫脂液、除銹液、磷化液等）、電泳液的沖刷和侵蝕時，不會脫落，造成污染和性

16、能上的改變. 不能引起焊點的銹蝕,點焊時不能產(chǎn)生有毒有害物質(zhì).膠中不能含有有機硅類物質(zhì),防止對電泳漆和面漆質(zhì)量造成危害. 能隨電泳底漆快速固化. 施工方便,易擠出,不流淌.不能含有有機溶劑,防止焊裝時引起火災. .折邊膠的作用 以粘帶焊,消除焊接工藝造成的影響外觀車身凹坑問題. 解決鍍鋅鋼板點焊破壞焊點周圍鍍鋅結(jié)構(gòu),降低車身耐腐蝕性問題. 提高車門包邊部位連接強度,不會產(chǎn)生應(yīng)力集中,大大提升了車身撞擊安全性能和車身壽命.點焊密封膠的作用用于車身鋼板焊接密封,防止車身漏水、透風和漏塵,阻隔車外噪音,增加車內(nèi)環(huán)境舒適性. 保護焊點處鋼板,防止銹蝕,延長車身壽命.膨脹型減震膠的作用 用于車身頂蓋與加

17、強梁、發(fā)動機艙蓋、行李箱門內(nèi)部起減震粘接作用，消除鋼板與加強梁在行車過程中的震動噪音. 涂布膨脹型減震膠,將外板與加強梁緊密結(jié)合成為一體,減少或取消結(jié)合焊點,提高車身外表美觀性.補強膠片的作用 增強鋼板的抗彎強度、防撞性、抗疲勞性、防止產(chǎn)生裂紋. 適用于車身薄板、板材沖壓件等應(yīng)力集中處的局部補強. 減震、消噪，使車身輕量化、降低成本. .瀝青隔熱阻尼膠片的作用 減輕和防止車身、發(fā)動機與路面接觸后車身振動產(chǎn)生的噪音. 同時對發(fā)動機及車身振動外界環(huán)境產(chǎn)生的熱能進行阻擋，提高車身舒適性，不具備增強功能. .抗石擊涂料的作用 緩沖沙石等對底板的強力沖擊. 提高底板抗腐蝕能力. 降低車內(nèi)噪音,提高舒適性. 延長汽車使用壽命.涂裝用膠 .焊縫密封膠的作用 具有突出的觸變性. 在堆積一定厚度時能保持棱角.不發(fā)生流淌 加熱塑化后,膠層有彈性、不開裂、外觀平整. 對中涂和面漆不能產(chǎn)生變色現(xiàn)象. 車身焊縫的第二道密封防線,增加車體美觀性. 在汽車密封、防漏、