車身設(shè)計(jì)資料

第一章一、汽車車身功能：1、為乘員提供安全舒適的乘坐環(huán)境，滿足：1）乘坐舒適性，包括居住性、振動(dòng)的舒適性及空氣調(diào)節(jié)等。2）密封性、隔熱性、防振性和防噪聲性。3）操縱方便性。4）視野性。5）上下車方便性。6）行駛安全性。2、提供發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤等部件的裝配。3、汽車美觀造型的體現(xiàn)。二、車身的技術(shù)特點(diǎn)：1、車身技術(shù)涉及當(dāng)代科技領(lǐng)域的多門學(xué)科，而且各學(xué)科之間高度交叉和融合。2、車身設(shè)計(jì)流程與方法獨(dú)特。其不僅是一件產(chǎn)品，還是一件精致的藝術(shù)品。3、車身制造工藝復(fù)雜。三、車身的設(shè)計(jì)要求及原則：設(shè)計(jì)要求：車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須能夠承受在其整個(gè)使用壽命內(nèi)可能達(dá)到的所有靜力和動(dòng)力載荷。車身布置必須提供舒適的車內(nèi)空間、良好的操控和乘坐方便性以及對(duì)大自然影響力的抵御。車身必須具有良好的噪音隔絕能力。車身的外形和布置必須保證駕駛員和乘員有良好的視野。車身材料必須是輕質(zhì)的，以降低整車質(zhì)量。車身外形具有低的空氣阻力，節(jié)省能源。必須能在發(fā)生事故時(shí)對(duì)乘員提供保護(hù)。車身材料必須來(lái)源豐富、成本低，所選擇的材料必須能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的制造和裝配。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選材必須保證車身在整個(gè)使用期間滿足對(duì)冷、熱和腐蝕的抵抗能力的要求。車身的材料必須具有再使用性能。車身成本應(yīng)足夠低。設(shè)計(jì)原則：美學(xué)原則和最佳空氣動(dòng)力特性原則。內(nèi)飾設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)原則。車身機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的輕量化原則。車身設(shè)計(jì)的“通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化”三化原則。車身設(shè)計(jì)符合有關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。車身開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的繼承性原則。四、白車身：通常指已經(jīng)裝焊好但尚未噴漆的白皮車身，主要由車身本體、閉合件以及其他可拆卸結(jié)構(gòu)件組成。經(jīng)過(guò)涂裝的白車身稱為涂裝車身。五、車身的承載類型及其特點(diǎn)：非承載車身：車身承擔(dān)載荷，載荷主要由車架來(lái)承擔(dān)。優(yōu)點(diǎn)：1）車身與車架之間的懸置起到了輔助緩沖、適當(dāng)吸收車架的扭轉(zhuǎn)變形和降低噪聲的作用。2）底盤和車身可以分開(kāi)裝配，然后總裝在一起，既簡(jiǎn)化裝配工藝，又便于組織專業(yè)化協(xié)作。3）由于車架作為整車的基礎(chǔ)，便于汽車上各總成和部件的安裝，同事也易于更改車型和更改成其他用途的車輛。4）發(fā)生撞車事故時(shí)，車架還可以對(duì)車身起到一定的保護(hù)作用。缺點(diǎn)：1） 由于設(shè)計(jì)時(shí)不考慮車身承載，故必須保證車架有足夠的強(qiáng)度和剛度，從而導(dǎo)致了整車自重增加。2） 由于底盤和車身之間裝有車架，使整車高度增大。3） 車架是汽車上最大且質(zhì)量最重的零件，所以必須有大型的壓床及焊接、檢驗(yàn)等一系列復(fù)雜昂貴的設(shè)備。承載式車身：將車架的作用融入車身的結(jié)構(gòu)，車身承擔(dān)載荷。優(yōu)點(diǎn)：整體剛度大，重量輕，整車高度低，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)：懸架和傳動(dòng)的噪聲和振動(dòng)將直接傳給車身，改型困難。六、白車身構(gòu)造：前車身：前上圍板、前圍板、前縱板和前懸架支撐、前縱梁、散熱器安裝框架、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、前翼子板。下車身：前地板、門檻梁、中地板、后地板、后地板邊梁。車身側(cè)圍及頂蓋。后部車身。七、客車蒙皮種類及特點(diǎn)：應(yīng)力蒙皮：蒙皮參與承載，可使骨架比較細(xì)，車身自重較輕。預(yù)應(yīng)力蒙皮：蒙皮不參與承載，只起到裝飾作用，因?yàn)橛袘?yīng)力，垂直于地板的剛度得以提高。八、三化問(wèn)題：“系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”：產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。平臺(tái)化：指使用相同的底盤結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)不同的汽車產(chǎn)品。往往造型、功能、目標(biāo)市場(chǎng)不一樣，但是底盤和車身結(jié)構(gòu)卻是一樣的，零部件也有很強(qiáng)的通用性。模塊化：在設(shè)計(jì)中，對(duì)不同功能或相同功能但不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，把整車按功能劃分并設(shè)計(jì)出一系列獨(dú)立的模塊，每個(gè)模塊集成多個(gè)零件或總成，并且模塊之間的鏈接不會(huì)因?yàn)槠渲辛慵蚩偝傻淖兓兓b配時(shí)以模塊為基礎(chǔ)進(jìn)行，通過(guò)模塊的選擇和組合就可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品。九、輕量化系數(shù)：mL=tm為白車身質(zhì)量，不包括車門和玻璃；A為四輪投影面積（輪距X軸距）；Ct為靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度。十、輕量化的方法和途徑：結(jié)構(gòu)輕量化：尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化。材料輕量化。制造輕量化：1）激光拼焊技術(shù)：減少零件數(shù)量、減輕結(jié)構(gòu)件的重量、可以改進(jìn)車身結(jié)構(gòu)的安全性能和耐久性能。2）液壓成形技術(shù)。3） 超高強(qiáng)度鋼熱成型技術(shù)。4） 高強(qiáng)度鋼輥壓成型技術(shù)。5） 電磁成型技術(shù)。6）連接技術(shù)。第二章一、 現(xiàn)代車身開(kāi)發(fā)流程：書上P41圖2-1.1.產(chǎn)品規(guī)劃。概念設(shè)計(jì)：1）車身總布置。2）車身造型。3）車身結(jié)構(gòu)可行性研究。技術(shù)設(shè)計(jì)：1）三維機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：白車身、內(nèi)飾、外飾、附件類。2） CAE分析。3） 二維工程圖設(shè)計(jì)。產(chǎn)品試制。5.產(chǎn)品試驗(yàn)。6.生產(chǎn)準(zhǔn)備。二、 現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法與技術(shù)：1?數(shù)字化設(shè)計(jì)（CAX）：CAD、CAS、CAE、CAM、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、CFD、數(shù)字樣機(jī)技術(shù)DMU。CAE驅(qū)動(dòng)的性能設(shè)計(jì)。3?并行工程：開(kāi)發(fā)流程的并行、設(shè)計(jì)方案的并行、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作。4?逆向工程：產(chǎn)品的逆向過(guò)程是根據(jù)零件生成圖樣，再制造產(chǎn)品。是將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱。車身逆向工程的步驟：前期準(zhǔn)備：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行剖析，確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和主要特征、合理的建模順序和設(shè)計(jì)的整體思路。數(shù)據(jù)獲?。簯?yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)車身、零件進(jìn)行測(cè)量。數(shù)據(jù)處理：包括噪聲點(diǎn)剔除，點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)等。曲面模型重構(gòu)：這個(gè)過(guò)程一般分為點(diǎn)云的分塊、基礎(chǔ)曲面的構(gòu)建、過(guò)渡曲面的構(gòu)建、曲面質(zhì)量分析等。實(shí)體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。零件實(shí)物模型的制作。兩種方式：一、先制作油泥模型，再由三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量，再建立CAD模型。二、另一種是仿制已有的產(chǎn)品。第三章車身總體設(shè)計(jì)一、 H點(diǎn)裝置分類及其用途：布置用人體模型、測(cè)量用人體模型、動(dòng)力學(xué)分析人體模型、碰撞人體模型。H點(diǎn)用途：在車身布置時(shí)，用于建立車身內(nèi)部的基準(zhǔn)點(diǎn)和尺寸。對(duì)這些關(guān)鍵基準(zhǔn)點(diǎn)和尺寸進(jìn)行物理驗(yàn)證。進(jìn)行對(duì)標(biāo)時(shí)測(cè)量競(jìng)爭(zhēng)車型的布置參數(shù)。座椅的設(shè)計(jì)、審核和對(duì)標(biāo)。二、 H點(diǎn)裝置中的關(guān)鍵點(diǎn)：乘坐基準(zhǔn)點(diǎn)：SgRP，該點(diǎn)用來(lái)建立乘員調(diào)節(jié)工具盒尺寸的基本基準(zhǔn)點(diǎn)，建立了每個(gè)指定乘坐位置的最靠后的正常駕駛或乘坐的H點(diǎn)位置，它考慮了座椅所有的調(diào)節(jié)狀態(tài)。行程可調(diào)節(jié)座椅H點(diǎn)軌跡，但是只有一個(gè)SgRP點(diǎn)。實(shí)際H點(diǎn)：是將HPM按規(guī)定步驟安放在座椅上時(shí)，所測(cè)得的H點(diǎn)位置。D點(diǎn)：坐姿狀態(tài)下H點(diǎn)裝置臀部的最低點(diǎn)。K點(diǎn)：H點(diǎn)裝置大腿和小腿的鉸接點(diǎn)，即膝關(guān)節(jié)點(diǎn)。加速踏板踵點(diǎn)AHP。三、 眼橢圓及其定位：定義：是指不同身材的乘員以正常姿勢(shì)坐在車內(nèi)時(shí)，其眼睛位置的統(tǒng)計(jì)分布圖形。尺寸：眼橢圓的尺寸主要包括長(zhǎng)軸、短軸和豎軸的尺寸。定位：眼橢圓的定位包括確定橢圓中心位置和傾角。四、 頭廓包絡(luò)面：指不同身材的乘員以正常姿勢(shì)坐在適宜的位置時(shí)，其頭廓的包絡(luò)，用于在設(shè)計(jì)時(shí)確定乘員所需的頭部空間。五、 駕駛員手伸及界面：指駕駛員以正常坐姿入座、身系安全帶、右腳踩在加速踏板上以及一只手握住方向盤時(shí)，另一只手能伸及的最大空間界面。作用：駕駛員能夠在軀干不動(dòng)的情況下，方便地操作方向盤，踏板及各種扭件。六、 硬點(diǎn)：對(duì)整車性能、造型和車內(nèi)布置具有重要意義的點(diǎn)。硬點(diǎn)尺寸：連接硬點(diǎn)之間、控制車身外部輪廓和內(nèi)部空間以滿足使用要求的空間尺寸。硬點(diǎn)尺寸包括外部（總長(zhǎng)、總寬、軸距、前/后懸長(zhǎng)、前/后輪距、接近角、離去角和最小離地間隙）內(nèi)部（車室內(nèi)長(zhǎng)、寬、高以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙和行李箱容積）。七、 車身部件布置設(shè)計(jì)：1?前端：發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置、前圍布置、轉(zhuǎn)向輪罩形狀設(shè)計(jì)、踏板布置、轉(zhuǎn)向盤布置、儀表板布置。2?車身地板布置：地板通道布置、排氣系統(tǒng)布置。第3/7頁(yè)3?車身后部布置：后圍布置、行李箱布置、燃油箱和備胎布置。4.車室內(nèi)部布置。八、 車室內(nèi)部布置：應(yīng)以乘員為中心，滿足操縱方便、乘坐舒適和安全可靠等要求，主要任務(wù)是借助輔助工具確定車室內(nèi)部尺寸。H點(diǎn)布置：舒適乘坐姿勢(shì)，駕駛員H點(diǎn)布置，后排乘客H點(diǎn)布置。頂蓋和前后風(fēng)窗的布置。3?車身寬度方向的布置。九、 駕駛員視野：是指駕駛員處于正常駕駛位置，并且當(dāng)其眼睛和頭部在正?；顒?dòng)范圍內(nèi)時(shí)，能直接或借助于輔助設(shè)備看到的范圍，可分為直接視野和間接視野。眼點(diǎn)的選擇：選取眼橢圓輪廓上，視野性能最差的眼點(diǎn)。計(jì)算可視區(qū)要選擇使視野最小的眼點(diǎn)，而計(jì)算忙去則應(yīng)選擇使盲區(qū)最大的眼點(diǎn)。十、刮水器功能及刮掃面積：作用：刮除風(fēng)窗玻璃上的雨、雪和其他污物，保證風(fēng)窗玻璃有良好的視野性。刮掃面積：刮水器在風(fēng)窗玻璃上能刮掃到的有效面積。第四章車身概念設(shè)計(jì)一、汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究的主要內(nèi)容：研究汽車與空氣運(yùn)動(dòng)之間相互作用規(guī)律以及氣動(dòng)力對(duì)汽車各性能影響的一門學(xué)科。包括以下幾個(gè)方面：汽車行駛中的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩的研究。汽車表面及周圍的流譜和局部流場(chǎng)的研究，分析作用在汽車上的氣動(dòng)力機(jī)理。發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)裝置空氣冷卻問(wèn)題的研究。汽車內(nèi)部自然通風(fēng)和換氣問(wèn)題的研究。二、 流場(chǎng)：將流經(jīng)物體的氣流的屬性如速度、壓強(qiáng)、密度等表示為空間坐標(biāo)和時(shí)間t的函數(shù)，、分別稱為速度場(chǎng)、壓強(qiáng)場(chǎng)、密度場(chǎng)，其總合稱為流場(chǎng)。定常流場(chǎng)、非定常流場(chǎng)。流線：為研究氣流的運(yùn)動(dòng)，在氣流中引入一條假想的曲線，其切線的方向與該時(shí)刻氣流質(zhì)點(diǎn)速度向量的方向相同，該曲線稱為流線。流譜：在某一時(shí)刻的流場(chǎng)中，許多流線的集合稱為該時(shí)刻氣流的流譜。三、 氣動(dòng)力：將整個(gè)汽車外表面上壓力合成而得到的作用在汽車上的合力，稱為氣動(dòng)力F。氣動(dòng)力矩：把氣動(dòng)力的三個(gè)分力轉(zhuǎn)換到汽車的質(zhì)心上，則有相應(yīng)的三個(gè)氣動(dòng)力矩，分別為俯仰力矩、橫擺力矩和側(cè)傾力矩。四、 升力常用術(shù)語(yǔ)：升力系數(shù)：是汽車上下表面曲率的函數(shù)，也是上下表面壓力差的函數(shù)。前軸升力、后軸升力。中線：指汽車橫截面中心點(diǎn)的連線。前緣、后緣：中線與汽車前端面和后端面的交點(diǎn)。拱度：中線弧線高度和弦長(zhǎng)之比。迎角：指弦線與水平線的夾角。用來(lái)評(píng)價(jià)汽車外形與升力的關(guān)系，前高后的的弦線，其迎角為正，應(yīng)使迎角為負(fù)值。五、 減小升力的手段：采用負(fù)迎角造型。加裝底部擴(kuò)散器。3?使車底尾板向上翹一個(gè)角度。4.汽車地板向兩側(cè)略微翹起。六、 風(fēng)壓中心對(duì)汽車穩(wěn)定性的影響：風(fēng)壓中心靠近前軸時(shí)，橫擺力矩會(huì)加劇側(cè)向風(fēng)力的作用力；風(fēng)壓中心靠近后軸時(shí)，則削弱側(cè)向風(fēng)的作用。七、 層流：當(dāng)氣流速度不是很大時(shí)，附面層內(nèi)各層間速度變化小，各層間是以不同速度錯(cuò)動(dòng)的，稱之為層第4/7頁(yè)流。湍流：當(dāng)附面層內(nèi)各層間速度梯度較大時(shí)，整個(gè)附面層充滿了渦流，稱之為湍流。分離點(diǎn)：氣流由快變慢時(shí)，在附面層內(nèi)堆積變厚，會(huì)在某一點(diǎn)處失去動(dòng)量，速度為零，氣流在這一點(diǎn)與表面開(kāi)始分離。八、 汽車周圍流譜：P144頁(yè)，前部，尾部，底部。九、 改善汽車空氣動(dòng)力學(xué)的措施：1、 轎車車身外形的設(shè)計(jì)：最佳的空氣動(dòng)力學(xué)原則是，為使沿車身表面的氣流不分離，車身表面外形不急劇變化，表面外形變化處應(yīng)平滑過(guò)渡，從車身前端至后端的外形曲線連續(xù)。2、 車身外形設(shè)計(jì)的局部?jī)?yōu)化：前端造型設(shè)計(jì)的優(yōu)化、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋與前風(fēng)窗、車身側(cè)面形狀的變化，車身后部的設(shè)計(jì)。3?加裝氣動(dòng)附加裝置。（前擾流器，后擾流器，導(dǎo)流罩）一、 車身結(jié)構(gòu)拓?fù)洌很嚿砉羌芙Y(jié)構(gòu)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)是指車身結(jié)構(gòu)中梁和柱等承載件的空間布置形式，是車身概念設(shè)計(jì)中首先要完成的工作。二、 骨架剛度設(shè)計(jì)的重要性：車身特別是承載式車身承載了幾乎轎車使用過(guò)程中所有的載荷，因此車身的剛度特性具有舉足輕重的作用。車身剛度不合理，將直接影響車身的結(jié)構(gòu)可靠性、安全性、NVH特性。三、 骨架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中：當(dāng)受力桿件的截面發(fā)生突變時(shí)，就會(huì)由于剛度突變而引起截面變化處的應(yīng)力集中。在經(jīng)常承受交變應(yīng)力的汽車車身上，應(yīng)力集中可能誘發(fā)進(jìn)展性裂縫，導(dǎo)致疲勞損壞。四、 車身板殼零件的分類：1?外覆蓋件：車身頂蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板、門外板、翼子板等。要求：表面光滑、棱角線條清晰，與相鄰部件棱線吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的剛度。2?內(nèi)覆蓋件：前圍板、地板、門內(nèi)板。要求：裝配尺寸要精確。3?骨架零件：支柱、門窗框、各種縱橫梁。五、 提高板殼類零件剛度的方法：曲面和棱線等的造型及拉伸成型中的冷作硬化對(duì)提高剛度有利，平直零件不可取。沖壓出各種形狀的加強(qiáng)肋。3?貼裝加強(qiáng)板。4?加工沉孔，先拉伸，后沖孔。六、 車身結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1?車身結(jié)構(gòu)剛度組織：合理組織車身各部分的剛度。1）合理組織結(jié)構(gòu)的吸能。2）合理組織碰撞載荷的傳遞路徑。2?車身結(jié)構(gòu)剛性設(shè)計(jì)：減小乘員艙在各種碰撞形式中的變形，保證乘員的生存空間。3?車身結(jié)構(gòu)吸能設(shè)計(jì)：在碰撞中，有空間來(lái)變形，實(shí)現(xiàn)吸能的作用。七、 前縱梁的變形模式：前縱梁是主要的變形吸能部件，傳遞的力也最大。1?軸向壓潰。2?彎曲。經(jīng)常是二者的聯(lián)合變形。八、 提高正碰和側(cè)碰安全性的主要措施：正碰：1.采用“預(yù)壓縮技術(shù)”；2?設(shè)置“觸發(fā)機(jī)構(gòu)”；3?增加薄壁梁受彎部位的彎曲剛度，使其不足以出現(xiàn)“塑性鉸”；4?為了對(duì)吸能部件提供支撐，應(yīng)將乘員艙的剛度設(shè)計(jì)的大一點(diǎn)；5乘員艙剛度不應(yīng)隨變形加大而減小。側(cè)碰：提高乘員艙剛度、減小變形；使用加強(qiáng)板、填充發(fā)泡材料；改變截面形狀、改變板厚；工藝方面采用激光拼焊技術(shù)、激光焊接技術(shù)。九、高強(qiáng)度鋼及其優(yōu)點(diǎn)：是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素制成的。優(yōu)點(diǎn)：1.加工硬化比普通鋼板高，可以吸收更多的沖擊能量。第5/7頁(yè)2?可減輕零件的重量。3?其烘烤硬化性，使其在烤漆之后，增加零件表面硬度。十、鋁合金及其特點(diǎn)：鑄造鋁合金：鑄造性能好，壓力加工性能差。形變鋁合金：鑄成鑄錠后，再經(jīng)過(guò)擠壓加工形成各種型材、棒材、管材。特點(diǎn)：密度小，具有良好的吸震性能，提高碰撞安全性。十一、復(fù)合材料的分類及其特點(diǎn)：按性能分：功能型復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料。按基體分：高分子基、金屬基和陶瓷基。按增強(qiáng)相的種類、形狀分：顆粒狀、層狀和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。特點(diǎn)：1.質(zhì)量輕。2?耐腐蝕，車身壽命長(zhǎng)。3?具有高韌性和抗沖擊能力。4.保溫隔熱性好。5?成形性好。6?車身部件大型化。7?著色性好。8?材料利用率高。十二、車身結(jié)構(gòu)的合理分塊：將車身整體形狀分為數(shù)塊能夠制造和裝配起來(lái)的零件稱為分塊。分塊時(shí)考慮：1.車身零件的大型化。2?分塊對(duì)制造工藝的影響。3?分塊應(yīng)考慮易損件（單獨(dú)劃分）。4?其他（分塊線應(yīng)盡可能與外部造型線相適應(yīng)、避免在圓弧面上劃分）。十三、車身沖壓件的工藝分析：沖裁：沖裁是利用沖裁模從材料彈塑性變形開(kāi)始，最后斷裂分離的一種沖壓分離工序，它包括落料、切邊、沖孔等工序。拉深：利用拉深模將已沖裁好的平面毛坯壓制成各種形狀的開(kāi)口空心件。彎曲：將材料彎成具有一定曲率、一定角度和形狀的沖壓工序稱為彎曲。十四、焊接的類型：點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、釬焊、CO2氣體保護(hù)焊、激光焊接。十五、點(diǎn)焊的連接形式：剪切強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度，所以應(yīng)使其承受剪應(yīng)力、而非拉應(yīng)力。應(yīng)保證懸掛式焊鉗或固定式焊極對(duì)連接部位的接近性，對(duì)于