汽車 車身 技術(shù) PPT課件

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

2、1頁/共35頁車身概論一般轎車都采用承載式車身結(jié)構(gòu)；貨車與某些高級轎車采用非承載式車身結(jié)構(gòu)。后面的論述都是針對承載式車身而言。承載式車身，由于整個車身都參與承載，強度條件好，可以減輕車身的自重。因無需車架，地板高度和整車高度可降低，有利于提高轎車的行駛穩(wěn)定性和上、下車的方便性。承載車身的缺點是：來自傳動系和懸架的振動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，車身改型困難，損壞后修復(fù)難度大。某些轎車為了便于安裝發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)以及為了改善安裝點部位受力狀況和乘員舒適性而采用副車架結(jié)構(gòu)。副車架通過軟墊直

3、接連接到車身上。副車架可在前、后端都加裝或僅在前端加裝（后者也稱短車架或部分式車架）。第2頁/共35頁車身概論前、后端均有副車架的轎車裝有短車架的轎車第3頁/共35頁車身構(gòu)成07前保險杠支架52C前拖鉤52C前翼子板52C發(fā)動機(jī)蓋52S白車身本體C9前門58C后門72C行李箱蓋52S第4頁/共35頁車身構(gòu)成白車身本體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/共35頁車身構(gòu)成-53S上邊梁加強板上邊梁上邊梁油箱口盒流水槽中柱內(nèi)板上邊梁加強板前柱側(cè)圍外板下邊梁鉸鏈加強板中柱后輪罩板尾燈板后柱第6頁/共35頁車身構(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 上板坑道加強板后縱梁地板過渡板座椅支撐梁門檻內(nèi)板前地板后地板后地板橫梁第7頁/共35頁車身構(gòu)成-58C門鉸鏈防撞桿門框門邊板門內(nèi)板門鎖加強板門外板加強板門外板門內(nèi)板加強板第8頁/共35頁車身構(gòu)成-52S鎖扣加強板發(fā)動機(jī)蓋鎖扣發(fā)動機(jī)蓋外板發(fā)動機(jī)蓋內(nèi)板鉸鏈加強板行李箱蓋鉸鏈第9頁/共35頁車身構(gòu)成-52S鉸鏈加強板行李箱蓋鉸鏈行李箱蓋外板發(fā)動機(jī)蓋內(nèi)板尾燈座行李箱蓋內(nèi)板第10頁/共35頁車身強度q碰撞安全性要求當(dāng)車輛在前后方發(fā)生碰撞時，為保護(hù)車內(nèi)乘員安全乘坐室不應(yīng)發(fā)生過多變形（包括車輪、發(fā)動機(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人體的忍耐極限。為滿足上述要求，設(shè)計時要使乘坐室的剛度大于前后變形區(qū)域的剛度。第11頁/共35頁車身強度q碰撞吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計薄壁構(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)計時的一個設(shè)計目標(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)計時預(yù)先使結(jié)構(gòu)的某個部位弱化或強化，從而引導(dǎo)構(gòu)件在碰撞時朝著皺褶壓縮的方向發(fā)展。第12頁/共35頁車身強度車身整體布置時，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、過渡應(yīng)均勻。第13頁/共35頁車身強度當(dāng)受力桿件的截面發(fā)生突變時，就會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。因此，要特別注意加強板和接頭的設(shè)計，例如：加強板開缺口，使應(yīng)力均勻些加強板坡度過渡，使應(yīng)力均勻些截面漸變第14頁/共35頁車身強度薄壁桿件截面形狀對剛度有很大影響，為提高整個車身和構(gòu)件的剛度，宜多采用閉口截面，如右圖：第15頁/共35頁車身強度車身承載桿件上經(jīng)常需要開一些孔洞，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，開一個大孔要比開數(shù)個小孔應(yīng)力集中更嚴(yán)

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

8、美來）。白車身總成的固有頻率（一階模態(tài)）應(yīng)不低于30Hz（福美來29.1），在車輛任何工況下均要有效避開其內(nèi)、外激勵頻率，防止共振發(fā)生；在此前提下，盡量提高整車固有頻率，以改善乘座舒適性。白車身重量目標(biāo)值350KG（福美來）。 第21頁/共35頁車身強度q其它部件設(shè)計剛度較差的大型覆蓋件容易在振源的激勵下引起強迫振動。所以：外板在造型設(shè)計時，就要有意識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)置各種形狀的加強筋。第22頁/共35頁相關(guān)法規(guī)GB 15086-1994汽車門鎖及門鉸鏈的性能要求和試驗方法

9、GB 15743-1995轎車側(cè)門強度GB 11551-2003汽車正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則車頂強度要求側(cè)面碰撞乘員保護(hù)第23頁/共35頁福美來-普力馬車身差異水箱架因頭燈形式不同，外側(cè)板53/54120不同普力馬福美來因車頭高度不同，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/共35頁福美來-普力馬車身差異前輪罩擋泥板因發(fā)動機(jī)蓋高度不同，普力馬增加一加高梁53/54290普力馬福美來其它大致相同，主件成形?？晒灿玫?5頁/共35頁福美來-普力馬車身差異前縱梁普力馬福美來大致相同第26頁/共35頁福美來-普力馬

10、車身差異前縱梁后段普力馬福美來其余大致相同53/54391形狀相同，板厚不同，普力馬2.6，福美來2.0第27頁/共35頁福美來-普力馬車身差異前圍下板基本相同個別孔位有差異，成形?？晒灿玫?8頁/共35頁福美來-普力馬車身差異前地板普力馬福美來其余大致相同（地板本體可互換）增加二加強梁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梁54665/53603第29頁/共35頁福美來-普力馬車身差異3橫梁普力馬福美來其它大致相同因普力馬軸距比福美來長60mm，普力馬53/54916前邊沿比福美來長60mm座椅支架不同第30頁/共35頁福美來-普力馬車身差異后縱梁普力馬福美來其它大致相同，主件成形?？晒灿镁植壳羞叢煌?，新增3個安全帶螺母板局部切邊不同，新增3個安全帶螺母板局部切邊不同，新增3個安全帶螺母板局部切邊不同，新增多個螺母板局部切邊不同，新增多個螺母板局部切邊不同，新增多個螺母板因車長不同，尾端延長部分不同第31頁/共35頁福美來-普力馬車身差異后輪罩內(nèi)板成形?？晒?/p>