汽車車身設(shè)計(jì)[6]課件

1、汽車車身設(shè)計(jì)6普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材汽車車身設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6第九章 基于制造工藝和材料要求的白車身設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6提綱第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6 傳統(tǒng)

2、鋼結(jié)構(gòu)車身設(shè)計(jì)制造，材料和設(shè)備費(fèi)用是成本的主要部分，而設(shè)計(jì)費(fèi)用的投入僅占5%；但是設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品起決定性的作用 良好的設(shè)計(jì)不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能上，而且還體現(xiàn)于良好的加工工藝和制造成本汽車車身設(shè)計(jì)6 世界能源短缺，環(huán)境保護(hù)，輕量化成為關(guān)注的焦點(diǎn) 輕量化，主要從兩方面著手研究 結(jié)構(gòu)輕量化 材料輕量化材料輕量化：采用輕金屬材料和非金屬材料，是最直接、最有效的輕量化措施汽車車身設(shè)計(jì)6白車身由數(shù)百個(gè)沖壓零件裝配而成，其裝配過程：車身結(jié)構(gòu)的劃分與零件的沖壓工藝性、焊裝工藝性、制造裝配精度都有很大關(guān)系，影響產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，影響生產(chǎn)率、生產(chǎn)組織、工時(shí)的平衡和設(shè)備的復(fù)雜程度第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)

3、系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)沖壓零件合件分總成總成汽車車身設(shè)計(jì)6白車身裝配過程第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6車身的大型板殼零件可分為三類1）外覆蓋件如車身頂蓋，發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板、門外板、翼子板等與外形有關(guān)的大型零件要求是制造精度高，表面光滑，棱角線條清晰，與相鄰部件棱線吻合，有一定的剛度2）內(nèi)部大型板件如前圍內(nèi)板、地板、門內(nèi)板等要求足夠的剛度，零件上的安裝尺寸要準(zhǔn)確3）骨架結(jié)構(gòu)件在

4、車身上起支撐作用如支柱、門窗框及各種縱、橫梁等結(jié)構(gòu)件第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）車身零件的分塊及拉延工藝的考慮1 零件大型化鋼板寬度足夠、沖壓工藝允許、設(shè)備條件具備情況下，應(yīng)使零件分塊大些優(yōu)點(diǎn)減小表面可見焊縫和焊接工作量提高車身制造精度，外觀完整性減輕重量避免由于點(diǎn)焊等聯(lián)接不連續(xù)造成的剛度和強(qiáng)度下降第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身

5、設(shè)計(jì)6（一）車身零件的分塊及拉延工藝的考慮2零件設(shè)計(jì)中拉延工藝的考慮 拉延方向保證凸模能完全進(jìn)入凹模，不得有凸模達(dá)不到的負(fù)角；零件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單勻稱 零件的拉延深度要恰當(dāng)，爭(zhēng)取一次拉延成型 具有反拉延的覆蓋件，為增加變形分布區(qū)域，零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大這部分的圓角半徑 車身內(nèi)覆蓋件上的附件（如車門內(nèi)板上的裝玻璃升降器），常要求在相應(yīng)的制件上成型出各種形狀的鼓包，以安放螺釘?shù)裙潭?有些裝飾性標(biāo)記或線條、局部加強(qiáng)筋等，都是在拉延快終了時(shí)成型，應(yīng)注意防止破裂 在設(shè)計(jì)階段成形分析軟件來(lái)評(píng)價(jià)零件的沖壓可行性和工藝性第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車

6、身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）車身零件的分塊及拉延工藝的考慮3分塊應(yīng)考慮易損件車身易損件必須單獨(dú)劃分出來(lái)，并做成可拆卸的，以便損壞后更換4分塊線應(yīng)盡可能與外部造型線相適應(yīng)，并避免在空間圓曲面上分塊第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）有關(guān)零件沖裁、壓彎等工藝要求1車身上的許多裝配附件的小孔或連接用孔等，應(yīng)盡可能采用規(guī)則形狀第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制

7、造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)孔位分布沖孔方向汽車車身設(shè)計(jì)6（二）有關(guān)零件沖裁、壓彎等工藝要求2彎曲零件彎曲角大于90時(shí)，彎曲半徑影響不大；但如小于90時(shí)，彎曲半徑r應(yīng)相應(yīng)增大3 局部壓彎的零件，為避免在壓彎處撕裂，應(yīng)預(yù)先切出深度為k的槽，且kr，或?qū)簭澗€外移一定距離第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）有關(guān)零件沖裁、壓彎等工藝要求4曲面上翻邊，或平面上翻曲邊，將在邊緣上產(chǎn)生壓應(yīng)力或拉應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)隨曲率的增大使翻邊的寬度相應(yīng)的減小5

8、翻邊大多數(shù)用于與其它零件連接，也可用于加強(qiáng)零件剛度。翻邊最好設(shè)計(jì)在大致同一平面上第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）有關(guān)零件沖裁、壓彎等工藝要求孔的翻邊高度h應(yīng)小于0.3D（孔徑）；若條件允許，改成沉孔較好；先沖出凹臺(tái)后，再?zèng)_孔切口太小，模具成本高；切口每邊角度5，有利于模具修整和強(qiáng)度第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6傳統(tǒng)車身上廣泛采

9、用的焊接方法是接觸焊接觸焊包括點(diǎn)焊、凸焊、縫焊等第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）車身零件接頭的設(shè)計(jì)1）車身零件受力復(fù)雜，且零件間通過焊點(diǎn)相互傳力，設(shè)計(jì)的連接型式要具有連續(xù)性。應(yīng)使焊點(diǎn)承受剪切力第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì) 圖a結(jié)構(gòu)難以傳遞X方向的力和繞Y、Z軸的力矩，且翻邊容易發(fā)生彎曲彈性變形 圖b搭接處焊點(diǎn)承受剪切負(fù)荷，能更好地傳遞各方

10、面載荷 圖a零件間力的傳遞發(fā)生在焊接翻邊上，而不是發(fā)生在零件主表面上 圖b的焊接方式，力的傳遞是發(fā)生在零件主表面，比圖a焊接方式好汽車車身設(shè)計(jì)6（一）車身零件接頭的設(shè)計(jì)2）在設(shè)計(jì)車身零件的連接型式時(shí)，應(yīng)保證懸掛式焊鉗或固定式焊極對(duì)連接部位的接近方便性車身上較多采用搭接型式或翻邊對(duì)接，焊接品質(zhì)好，且便于大量生產(chǎn)第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)a）搭接b）翻邊對(duì)接汽車車身設(shè)計(jì)6（一）車身零件接頭的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合件的焊接，可以采用各種方法使零件自動(dòng)定位焊接閉口截面必須將焊縫外引，否則焊接

11、品質(zhì)最不易保證第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)流水槽與頂蓋的連接1內(nèi)邊槽 2外邊梁 3頂蓋 4流水槽圖a，頂蓋上流水槽的焊接型式焊槍引入困難，采用了間接搭接的型式，焊接品質(zhì)難以保證圖b，頂蓋和流水槽采用雙面點(diǎn)焊連接型式則較好，使流水槽相對(duì)頂蓋的位置穩(wěn)定汽車車身設(shè)計(jì)6（二）焊點(diǎn)布置焊點(diǎn)的直徑d和點(diǎn)距s1）最佳的焊點(diǎn)直徑約為2）焊點(diǎn)間距。焊點(diǎn)數(shù)越多，連接強(qiáng)度愈高3）焊點(diǎn)布置離板邊不宜太近4）焊點(diǎn)不應(yīng)布置在圓角拐彎處或不甚平整的部位5）盡可能少采用三層板的焊接結(jié)構(gòu)6）大型的點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，

12、焊點(diǎn)盡可能對(duì)稱布置第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)mmt5 . 5汽車車身設(shè)計(jì)6（一）激光切割可按照編制的程序高速、高質(zhì)量地制造任何形狀，不需要模具。靈活，節(jié)省材料（二）激光焊接優(yōu)點(diǎn)只需單面激光接觸焊接質(zhì)量緊實(shí)稠密，可提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度如果用翻邊時(shí)，可減小焊接翻邊寬度增加設(shè)計(jì)靈活性熱變形小高效率是無(wú)接觸焊接，減小了噪聲激光可以做到穿過3層以上材料厚度節(jié)約資金，便于組織柔性生產(chǎn)第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)

13、展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（三）拼焊板將2塊或以上不同的平直的鋼板材料，通過激光焊接先拼焊在一起，然后進(jìn)行成形加工使用拼焊板的意義：整體沖壓，減少了零件數(shù)和模具，降低了成本提高了材料利用率，減輕了重量提高了尺寸精度零件數(shù)減少，零件間的搭接和密封要求減少，提高了防腐性能，節(jié)省了焊接裝配成本可以改進(jìn)車身結(jié)構(gòu)的安全性能和耐久性第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（四）拼焊管與液壓成形技術(shù)管材可通過液壓成形獲得各種形狀的鋼管產(chǎn)品拼焊管液壓成形

14、技術(shù)的應(yīng)用，通常是將周邊零件重新組合在一起。在與周邊零件組合時(shí)，管端直徑被擴(kuò)脹并軸向地伸入定位工具，然后在接頭處全面激光焊接第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6傳統(tǒng)白車身所采用的金屬材料主要是鋼材，除必須保證適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度等要求，必須滿足成批或大量生產(chǎn)冷沖壓和裝配工藝的要求第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）普通低碳鋼板1鋼板的成形性能 冷

15、沖壓鋼板是以金屬的塑性變形為基礎(chǔ)的加工方法。伸長(zhǎng)率是衡量塑性變形能力的指標(biāo) 冷軋鋼板：比熱軋鋼板沖壓加工性能好，表面美觀。在汽車上應(yīng)用較多, 廣泛采用0.61.0mm板厚 熱軋鋼板：是在t800時(shí)軋制而成的，加工性不如冷軋鋼板，厚度一般為1.66.0mm之間。板厚為1.21.4mm的熱軋鋼板主要用于車身下部構(gòu)件、內(nèi)護(hù)板、車門內(nèi)板等，大于1.6mm以上的用于結(jié)構(gòu)加強(qiáng)板和鉸鏈等第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）普通低碳鋼板冷軋鋼板按沖壓級(jí)別分為最復(fù)雜拉延級(jí)（ZF）

16、、很復(fù)雜拉延級(jí)（HF）、復(fù)雜拉延級(jí)（F）、最深拉延級(jí)（Z）、深拉延級(jí)（S）和普通拉延級(jí)（P），其沖壓成形性逐次降低第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）普通低碳鋼板2車身沖壓件成形分類及鋼板型號(hào)的選用按沖壓成形工藝分為深拉延成形，脹形深拉成型，淺拉延成形，彎曲成形和翻邊成形五大類第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）普通低碳鋼板2車身

17、沖壓件成形分類及鋼板型號(hào)的選用冷軋鋼板的沖壓級(jí)別第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量的合金元素制成生產(chǎn)成本與普通碳素鋼板相近，但其抗拉強(qiáng)度比普通鋼板高得多，用以制造車身構(gòu)件，可以明顯減輕重量和造價(jià)優(yōu)點(diǎn)1）可減輕零件的重量2）加工硬化率高，可吸收更多的沖擊能量，用于前后縱梁等處可提高汽車的安全性3）用于車身外部件，具有烘烤硬化性，可增強(qiáng)零件，提高外表面件的抗凹陷性能主要限制：隨著鋼板強(qiáng)度級(jí)別的提高，鋼板的成形性變差隨著

18、鋼板強(qiáng)度級(jí)別的提高，鋼板的成形性變差第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身 高強(qiáng)度鋼板（HSS）指屈服強(qiáng)度為210550MPa的鋼板，屈服強(qiáng)度大于550MPa的為超高強(qiáng)度鋼板（UHSS或AHSS）第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身ULSAB-AVC項(xiàng)目是通過全面開發(fā)兩類車型歐洲的C級(jí)車型（C-Cla

19、ss）和北美的中級(jí)轎車PNGV的概念設(shè)計(jì)方案目標(biāo)： 滿足2004年安全法規(guī)，顯示鋼結(jié)構(gòu)汽車的高安全性亮點(diǎn) 利用在2004年可以獲得的先進(jìn)鋼材和加工方法 適合于大量生產(chǎn) 車身結(jié)構(gòu)和閉合件等應(yīng)是全鋼的，鋼材的供應(yīng)沒有問題 使重量最輕，成本最小化第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身1平臺(tái)概念1）C級(jí)和PNGV級(jí)兩種車型共用一個(gè)平臺(tái)2）兩種車型共用一種車身結(jié)構(gòu)平臺(tái)，只是車門型式不同，車身長(zhǎng)度尺寸略有不同；強(qiáng)調(diào)共用一個(gè)車頭第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)

20、構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身2精心設(shè)計(jì)載荷路徑和接頭車頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括動(dòng)力總成的布置和前端結(jié)構(gòu)載荷路徑布置設(shè)計(jì)A立柱之前的前端結(jié)構(gòu)是前碰撞的主要吸能部分按照100%正碰和40%偏置碰撞的要求，綜合精密考慮結(jié)構(gòu)的載荷路徑，設(shè)置了斜撐盒形梁，將前圍檔板與抗碰撞盒上、下和下封閉地板聯(lián)接在一起，傳遞縱梁和拐角之間的載荷第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6

21、（二）高強(qiáng)度鋼板及車身底架前端結(jié)構(gòu)底架前端結(jié)構(gòu)前碰撞能量由兩根縱梁傳遞，每個(gè)縱梁由兩段鋼管拼焊液壓成形懸架支承力通過副車架傳入車身前碰撞載荷路徑是由保險(xiǎn)杠梁和抗撞盒傳及整個(gè)縱梁抗撞盒由兩個(gè)沖壓件組成盒形截面，焊在保險(xiǎn)杠和縱梁之間第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)沒有設(shè)置門檻內(nèi)的和A柱下段的加強(qiáng)板。但為補(bǔ)償強(qiáng)度，門檻內(nèi)板與車身側(cè)圍外板都是用拼焊板制造前門鉸鏈座插入A柱，且被焊于A柱內(nèi)板和車身側(cè)圍外板。底架的左、右門檻內(nèi)板之

22、間，用穿透的矩形橫梁拉住車身側(cè)圍用兩根拱形管材構(gòu)件傳遞A柱到后縱梁的載荷在前端，載荷是從前縱梁通過前圍板碰撞盒傳入A立柱。管材液壓成形時(shí)，管徑被擴(kuò)脹并軸向地伸入定位工具，然后在A柱接頭處全面焊接在后端，這個(gè)側(cè)圍構(gòu)件安裝在作為后縱梁上部零件的后地板上，通過一個(gè)支架和后縱梁聯(lián)接第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身車身后端底架結(jié)構(gòu)車身后端底架結(jié)構(gòu)后端縱梁部分由后地板、后縱梁和門檻內(nèi)板及輪罩內(nèi)板組成，都由拼焊板制作第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

23、的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）高強(qiáng)度鋼板及車身3采用最好的鋼材和最先進(jìn)而可行的制造技術(shù)采用最好的鋼種，以利于最好地滿足加工性能和每個(gè)零件的性能要求對(duì)復(fù)雜零件的成形性通過用一步成形法模擬部分零部件（如強(qiáng)度或性能要求復(fù)雜的零件）設(shè)計(jì)采用拼焊板或液壓成形技術(shù)對(duì)全部復(fù)雜零件要進(jìn)一步進(jìn)行增量法的FEA模擬第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（三）表面鍍鋅鋼板鋅具有適應(yīng)性很強(qiáng)的耐腐

24、蝕性能隨著轎車工業(yè)的發(fā)展，鍍鋅鋼板用量逐年增加多用于容易腐蝕的車身零件，如擋泥板（輪罩），地板等車身底部及車頂，車門板。有些轎車車身幾乎全部重要沖壓件都采用鍍鋅鋼板第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（四）選用冷沖壓鋼板應(yīng)考慮的主要因素鋼板冷沖壓成形性能鋼板使用的經(jīng)濟(jì)性鋼板制件的使用性鋼板的可焊性鋼板的涂漆性能1. 鋼板厚度的選用第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)

25、的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)是保證車身防腐性能的關(guān)鍵，直接影響其它防腐措施的效果要使結(jié)構(gòu)能阻止腐蝕介質(zhì)侵入或積存在結(jié)構(gòu)縫隙間、凹形構(gòu)件和封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部在容易積存水的部位應(yīng)設(shè)置排水孔，設(shè)計(jì)成易排水，易干燥的結(jié)構(gòu)是至關(guān)重要的第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）車身表面防護(hù)處理車身表面防護(hù)處理，主要通過涂漆提高車身的耐蝕性車身表面處理過程：第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技

26、術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)磷酸鋅處理浸底漆充填底漆面漆底板保護(hù)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）車身表面防護(hù)處理有些情況普通表面處理不能解決，可采用點(diǎn)焊密封膠或粘接劑等填塞接縫第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）車身表面防護(hù)處理車頂流水槽是易腐蝕部位，除了在其搭接處填充密封膠或粘接劑外，往往采用裝飾件封閉，或采用非金屬的流水槽車身底板的防腐特別重要，在涂漆過程要追加處理，特別保護(hù)第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、

27、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6（三）合理選擇防腐性能好的鋼板材料車身上采用表面鍍層鋼板是車身防銹蝕的重要措施，特別對(duì)于車身上涂料難以達(dá)到的部位，使用表面鍍層鋼板對(duì)提高防腐性能意義重大第一節(jié) 普通低碳鋼車身一、白車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的劃分二、車身板殼零件的設(shè)計(jì)三、焊接接頭設(shè)計(jì)四、車身制造技術(shù)的發(fā)展五、車身所用鋼板材料六、白車身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)汽車車身設(shè)計(jì)6作為有效的結(jié)構(gòu)材料，純鋁有很好的防腐性能，但機(jī)械性能太低加以少量的其它合金元素后，鋁的物理性能就大大提高。主要的合金元素是銅、鈦、錳、硅、鎂和鋅。有時(shí)加少量的其它元素，可得到特殊要求的性質(zhì)第二

28、節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)61鋁板零件的成型性鋁板伸長(zhǎng)率比鋼低，拉延深度不能太深；彎曲半徑也必須大一些鋁沖壓件板厚平均是鋼零件的1.5倍，彎曲半徑要增加， 用于夾持的焊接翻邊需要寬些受成形性限制，鋁車身結(jié)構(gòu)劃分后的沖壓零件數(shù)量要比鋼沖壓件多第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)61鋁板零件的成型性需要考慮的是沖壓件經(jīng)常使用翻邊孔洞，特別是在用螺栓連接傳遞較大載荷的部位，需要有翻邊孔第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類

29、型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)62鋁車身結(jié)構(gòu)的焊接鋁是一種高活化元素，容易氧化形成一層薄而硬的電阻膜，使鋁具有很高的抗腐能力，但必須控制薄膜的厚度，并使薄膜有清潔的表面鋁的高導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性不利于電阻點(diǎn)焊鋁電阻焊電流消耗要大，而焊接時(shí)間必須更短電極趨于過熱，必須水冷與鋼焊接比較，要用更大的焊極頭和更高的焊接壓力觸點(diǎn)容易弄臟用大的焊極頭則要求有更大的翻邊焊點(diǎn)距不能太近第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)62鋁車身結(jié)構(gòu)的焊接焊點(diǎn)靜強(qiáng)度是被焊板材的

30、厚度和板材本身強(qiáng)度的函數(shù)焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度大大地高于拉伸或剝落強(qiáng)度，應(yīng)使焊點(diǎn)承受剪切第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)63其它鋁連接方法1）焊膠連接 即用粘結(jié)劑輔助點(diǎn)焊連接。粘結(jié)劑敷于選擇好的點(diǎn)焊部位的翻邊中間，點(diǎn)焊時(shí)，可穿透粘結(jié)劑 粘結(jié)劑連接不僅可用于那些不可焊接的材料，或焊槍不可伸及的幾何部位第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)63其它鋁連接方法2）自鉆鉚接有多種機(jī)械緊固件用于輔助點(diǎn)焊連接，如鉚釘連接、鉚接-粘結(jié)、

31、壓鉚和、自鉆鉚等自鉆鉚接強(qiáng)度超過點(diǎn)焊，使連接強(qiáng)度有了很大改進(jìn)自鉆鉚釘 在強(qiáng)大壓力和程序控制下穿過上、下工件，在底部凹模的引導(dǎo)下鉚釘頭部分開并彎曲，形成一個(gè)高強(qiáng)度聯(lián)接第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)6性能分析安全性包括前障礙碰撞，后障礙碰撞，側(cè)碰撞，頂蓋擠壓和安全帶固定器等的強(qiáng)度分析服務(wù)載荷包括千斤頂，吊掛，拖拽，裝運(yùn)等的載荷和車門下垂載荷作用下的強(qiáng)度和剛度分析NVH性能包括模態(tài)分析、總體靜剛度、傳遞特性分析等耐久性方面應(yīng)力和疲勞分析第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身

32、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)6安全性 構(gòu)件必須具有特定的強(qiáng)度和大變形時(shí)吸收能量的能力，尤其是前縱梁必須能按希望控制的方式折疊 設(shè)計(jì)應(yīng)要求在發(fā)生碰撞事故時(shí)能保持焊點(diǎn)的完整性第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)6典型的帶鍍層的鋼加強(qiáng)件，通過自鉆鉚緊固于鋁橫梁內(nèi)，以便用于將座椅牢固地緊固于地板第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討縱梁截面幾何形狀汽車車身設(shè)計(jì)6前懸架支承座和副框架后支承設(shè)計(jì)成鑄件，質(zhì)量大，具有

33、良好的局部剛度，低的點(diǎn)機(jī)械導(dǎo)納第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)6對(duì)鋁車身結(jié)構(gòu)分析研究表明，在重量大大減輕的情況下，鋁結(jié)構(gòu)車身可獲得良好的總體靜彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討汽車車身設(shè)計(jì)6剛度的提高和質(zhì)量的減輕，鋁車身結(jié)構(gòu)大大提高了模態(tài)頻率第二節(jié) 鋁結(jié)構(gòu)車身一、結(jié)構(gòu)鋁的類型和性質(zhì)二、鋁合金的加工性能及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響三、鋁車身結(jié)構(gòu)的研制和性能探討不同材料車身在前后座椅處的行駛噪聲汽車車身設(shè)計(jì)6塑料

34、 1953年汽車上第一次使用塑料 作為汽車車身的內(nèi)、外飾件的主要材料得到普及應(yīng)用 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料出現(xiàn)，塑料材料在車身上的應(yīng)用正在代替鋼板，用作車身的板件和結(jié)構(gòu)件塑料分類（按機(jī)械性能） 通用塑料：用途廣、產(chǎn)量大、價(jià)格低廉的普通塑料 工程塑料：具有一定機(jī)械強(qiáng)度和特殊性能的增強(qiáng)塑料第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6復(fù)合材料 按性能分類 功能型復(fù)合材料 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 按基體分類 高分子基（PMC）復(fù)合材料 金屬基（MMC）復(fù)合材料 陶瓷基（CMC）復(fù)合材料 按增強(qiáng)相的種類、形狀分類 顆粒狀 層狀 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。應(yīng)用最多第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車

35、身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）復(fù)合材料車身特點(diǎn)（1）重量輕例：玻璃纖維增強(qiáng)材料（GFRP，玻璃鋼），密度為 1.62.4g/cm3 ，制作車身可大大減輕重量（2）耐腐蝕，車身壽命長(zhǎng)特別是玻璃纖維增強(qiáng)材料，幾乎同玻璃一樣具有不生銹和耐腐蝕的能力（3）具有高韌性和抗沖擊能力第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）復(fù)合材料車身特點(diǎn)（4）保溫隔熱性好除碳纖維增強(qiáng)材料外，復(fù)合材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力差（5）成型性好纖維增強(qiáng)材料流動(dòng)性和層壓性好，使車身表面可制成形狀各異的曲面（6）車身部件大型化用復(fù)合材料可以制造集許多單一零件和功能于一體的多功能部件，或大型整體部件（7）著色性好（8

36、）材料利用率高第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）車身用復(fù)合材料車身上使用最多的復(fù)合材料是玻璃纖維增強(qiáng)材料（GFRP）和碳纖維增強(qiáng)材料（CFRP）1. GFRP的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用質(zhì)量輕，比強(qiáng)度、比剛度高，耐腐蝕性能好使用GFRP材料的零部件：車身外板零件、車內(nèi)板件、門窗內(nèi)裝飾框、換擋操縱桿等第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）車身用復(fù)合材料2. 纖維增強(qiáng)材料（CFRP）的特點(diǎn)及其應(yīng)用CFRP的主要原料與GFRP基本相同，只是增強(qiáng)材料為碳纖維而不是玻璃纖維與GFRP相比，CFRP密度低、抗拉強(qiáng)度高，耐蝕性、耐磨性好，有一定的

37、減振和隔振性能CFRP材料廣泛應(yīng)用于汽車的各類板件、殼體件、各種支架、托架和許多重要的結(jié)構(gòu)件第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6美國(guó)先進(jìn)汽車技術(shù)能源事務(wù)部（DOE/OAAT）和汽車研究委員會(huì)（USCAR）聯(lián)手，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料技術(shù)開發(fā)，由USCAR下設(shè)的汽車復(fù)合材料委員會(huì)（ACC）承擔(dān)，開始于20世紀(jì)80年代末第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6研究焦點(diǎn)：復(fù)合材料研究、加工方法研究、裝配技術(shù)和碰撞能量管理研究。項(xiàng)目分三個(gè)階段項(xiàng)目分三個(gè)階段第一個(gè)階段1）構(gòu)造概念方案2）結(jié)構(gòu)優(yōu)化，選出一個(gè)概念白車身3）詳細(xì)有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化4）提出

38、對(duì)材料的基本要求和加工方法研究要求5） 確定所必須的進(jìn)一步技術(shù)研究的內(nèi)容第二個(gè)階段材料的開發(fā)和增強(qiáng)大量生產(chǎn)技術(shù)研究第三階段完成其他裝備及白車身部件加工第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（一）項(xiàng)目目標(biāo)要求1可以進(jìn)行每年10萬(wàn)輛以上的大量生產(chǎn)2比鋼結(jié)構(gòu)白車身至少可節(jié)約60%質(zhì)量3與鋼結(jié)構(gòu)的參考白車身有相同的布置空間4與鋼結(jié)構(gòu)的參考白車身有相同的，或更大的靜彎曲和靜扭轉(zhuǎn)剛度性能5滿足使用壽命（耐久性）要求6制造成本（價(jià)格）與參考車型比較是可行、可比的第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）白車身的初步設(shè)計(jì)和分析1構(gòu)造概念方案最初方案研究

39、時(shí)，對(duì)所有構(gòu)造的方案進(jìn)行分析和優(yōu)化，但這個(gè)階段的模型只約束總的幾何外形，不考慮細(xì)節(jié)特征第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)6（二）白車身的初步設(shè)計(jì)和分析1構(gòu)造概念方案所有方案材料性能相同，即碳纖維復(fù)合材料剛度指標(biāo)作為優(yōu)化的約束條件優(yōu)化目標(biāo)是質(zhì)量最小化板厚t的約束范圍是：1.5mmt10mm優(yōu)化前整個(gè)結(jié)構(gòu)的板厚是10mm，通過拓?fù)鋬?yōu)化程序計(jì)算，根據(jù)應(yīng)變能密度，調(diào)整材料的分布第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)概念方案模型的零件厚度組成（110mm）汽車車身設(shè)計(jì)62方案的詳細(xì)分析研究 對(duì)所有載荷下的性能（耐久性、濫用載荷和碰撞等）進(jìn)行分析 模型要考慮細(xì)節(jié)

40、 要考慮碳增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)和材料的利用率等因素第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)63分析結(jié)果剛度優(yōu)化：使彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都超過了指標(biāo)耐久性分析：除個(gè)別支座附近超過最高疲勞極限，一般都沒有達(dá)到，說明還有挖掘質(zhì)量的潛力車門過份開啟工況分析：最大應(yīng)力峰值位于靠近B柱上車門限位桿的作用區(qū)，但其值低于許用應(yīng)力模態(tài)分析：其模態(tài)頻率大致達(dá)到目標(biāo)頻率的兩倍安全帶拉力：安全帶作用的最高應(yīng)力區(qū)是在地板中央通道周圍的安全帶插座處；B柱強(qiáng)度沒有問題，某些高應(yīng)力區(qū)在B柱下段后側(cè)碰撞分析前碰撞：乘室的結(jié)構(gòu)應(yīng)力沒有超出許用應(yīng)力靜態(tài)頂蓋擠壓：復(fù)合材料層中的應(yīng)力都低于許用應(yīng)力，但接近載

41、荷作用點(diǎn)處，芯層的局部應(yīng)力可能不滿足頂蓋擠壓條件零件厚度：減重效果良好，車身側(cè)圍內(nèi)、外板板厚減薄了，零件厚度變化非常急劇 白車身的重量。預(yù)測(cè)白車身結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為86.2 kg，達(dá)到了減重60%的目標(biāo)第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)63分析結(jié)果采用增強(qiáng)纖維復(fù)合材料，是汽車輕量化的有效手段，但必須綜合考慮對(duì)車身設(shè)計(jì)性能的要求材料和加工方法的研究：（1）大的復(fù)雜件厚度不得小于1.5mm，且零件內(nèi)區(qū)段厚度變化不得太大；（2）對(duì)于不規(guī)則龜裂碳纖維復(fù)合材料，纖維量至少需要40%；零件內(nèi)材料性質(zhì)要穩(wěn)定；（3）盡可能縮短成型周期，以便提高生產(chǎn)率第三節(jié) 復(fù)合材料車身一、復(fù)合材料二、

42、復(fù)合材料車身開發(fā)汽車車身設(shè)計(jì)61“2mm工程”的意義車身工程是個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從設(shè)計(jì)到制造的每個(gè)階段都影響車身的綜合尺寸精度根據(jù)1997年J.D.Power對(duì)全世界汽車產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵問題調(diào)查評(píng)估的報(bào)告顯示，有41%的汽車質(zhì)量問題是由車身制造尺寸偏差所造成的上世紀(jì)80年代末，美國(guó)轎車車身的綜合制造偏差為7-8mm，顯著高于日本的2mm水平，失掉了近30%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。90年代初，美國(guó)密西根大學(xué)發(fā)起，在美國(guó)商業(yè)部和通用、克萊斯勒等企業(yè)資助下，開展了車身制造“2mm工程”研究，在短短三年內(nèi)就使車身制造水平趕上了世界先進(jìn)水平，制造偏差由7-8mm減到2mm，迅速奪回了市場(chǎng)份額?？梢?，質(zhì)量是企業(yè)

43、的生命和市場(chǎng)的關(guān)鍵第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)62“2mm”的概念在測(cè)量坐標(biāo)系下，一批白車身上同樣的一個(gè)尺寸檢測(cè)點(diǎn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)可被認(rèn)為是一個(gè)隨機(jī)變量大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論分析表明，測(cè)量誤差服從正態(tài)分布。若隨機(jī)變量x服從正態(tài)分布，則x的概率密度為第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用222)(exp21)(xxf汽車車身設(shè)計(jì)62“2mm”的概念第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度

44、要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)62“2mm”的概念第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)62“2mm”的概念第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)63. 車身制造質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)CII指數(shù)設(shè)有m個(gè)檢測(cè)點(diǎn) P1，P2，Pm ，在一段時(shí)間內(nèi)每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)被檢測(cè)n次，得到n組CMM檢測(cè)數(shù)據(jù)分別求出每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在x、y、z三個(gè)不同方向的波動(dòng)水平 6值對(duì)3

45、m個(gè)（每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)一般有x、y、z三個(gè)檢測(cè)方向） 6 值進(jìn)行非遞減排序，得到一組新的6系列61 62 63m求出該系列第95%個(gè)（取整）所對(duì)應(yīng)的值6N，即為CII值，稱為持續(xù)改進(jìn)指數(shù)，是美國(guó)“2mm工程”中旨在促進(jìn)車身制造質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)而引進(jìn)的一個(gè)車身制造質(zhì)量波動(dòng)水平評(píng)價(jià)指數(shù)第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)63. 車身制造質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)CII指數(shù)CII在促進(jìn)車身制造質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)方面有著積極的意義，它簡(jiǎn)單明了的指出了質(zhì)量改進(jìn)的方向第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2

46、mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6為了產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)外各大汽車公司都設(shè)有尺寸管理部門，其主要任務(wù)是將客戶對(duì)質(zhì)量的要求，轉(zhuǎn)變?yōu)槌叽缒繕?biāo) GD&T (總體尺寸和精度 ) 將精度目標(biāo)分派到各級(jí) 定位參考策略 精度優(yōu)化等第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6車身精度車身零件的 尺寸精度 形位精度 裝配精度車身制造精度要從產(chǎn)品開發(fā)階段就要考慮；從設(shè)計(jì)到制造的每個(gè)工藝過程，都要圍繞著總目標(biāo)加以落實(shí)，才能保證車身的總體裝配精度設(shè)計(jì)部門、生產(chǎn)部門和質(zhì)量檢驗(yàn)部門必須協(xié)

47、同進(jìn)行產(chǎn)品尺寸管理，共同開發(fā)創(chuàng)建產(chǎn)品的質(zhì)量體系全過程第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6（一）定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位參考系統(tǒng)（RPS），又稱主控制點(diǎn)MCP或PLP是按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分塊，沖壓件和焊接總成件尺寸特性的等級(jí)劃分，以及按產(chǎn)品制造過程中精度（或誤差）傳遞情況，在零件、合件、分總成和車身結(jié)構(gòu)總成圖紙上，逐級(jí)設(shè)計(jì)選定的產(chǎn)品定位參考系統(tǒng)或精度的主要控制點(diǎn)第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6（一）定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)RPS（或（或MCP）制定的步驟）制定的步驟在車身各級(jí)沖壓零件、合件、分總成、整個(gè)產(chǎn)品數(shù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成以后，沿著整車白車身各大總成各級(jí)分總成各零件的順序，自上而下地提出要求第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車身制造和裝配精度要求“2mm工程”二、車身產(chǎn)品尺寸管理三、車身制造定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用汽車車身設(shè)計(jì)6（一）定位參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)RPS（或MCP）制定的步驟（1）產(chǎn)品的功能研究（2）產(chǎn)品的公差研究（3）本設(shè)計(jì)圖紙RPS（或MCP）的制定（4）產(chǎn)品的公差計(jì)算（5） 畫出產(chǎn)品圖紙第四節(jié) 車身制造精度和定位參考系統(tǒng)一、車