汽車概論04車身

汽車概論04車身第1頁/共37頁1、前言2、車型及車身分類3、車身構造4、車身件號命名規(guī)則5、白車身材料6、車身試驗7、車身設計需要考慮的因素目錄第2頁/共37頁1.前言■車身主要包括BIW、閉合件和內(nèi)外飾件,零件數(shù)量占整車一半以上,是汽車的骨架,在整車結構中發(fā)揮著承上啟下的作用;■承載式車身是一切總裝件、發(fā)動機、底盤機構、電器元件的載體，是汽車乘坐安全性和舒適性的保障；■車身既影響整車外觀,又影響整車性能,是汽車的重要組成部分。實踐一再表明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也決定于車身。凡此等等都足以說明，汽車工業(yè)發(fā)展到今天成為重要的支柱產(chǎn)業(yè)，而重中之重則非車身莫屬。車身造型車身結構車身設計車身制造工藝學汽車人機工程學汽車空氣動力學車身CAD/CAM/CAE車身專業(yè)課程：第3頁/共37頁車型分類大客車越野車(SUV)貨車面包車MPV轎車2.車型及車身分類2.1車型分類根據(jù)汽車的用途的不同，汽車主要可分為六大類：

其他的分法，如轎車根據(jù)車身形狀可以分為三廂、兩廂和兩廂半；根據(jù)排量不同又可分為微車(0.6-1)、經(jīng)濟型車(1.3-1.5)、中級車(1.6-1.8)、中高級車(2.0-2.8)、豪華轎車(3.0-4.2)和超豪華轎車(6.0)等?？ㄜ囉指鶕?jù)載重能力不同可分為微卡(<1t)、輕卡(1t-3t)、中卡(4t-8t)和重卡(>10t)等。第4頁/共37頁2.2車身結構分類從結構和設計觀點，按車身承載力的不同，車身可分為三類：■承載式車身:

其結構特點是沒有車架，車體和車架溶為一體，底盤和發(fā)動機安裝在車身上；整車結構緊湊、底盤低，如轎車；■非承載式車身:

其結構特點是有獨立的車體和車架，車體與車架之間通過螺栓連接，車體可以拆卸；整車結構大、底盤高，如卡車和大客車；■半承載式車身：其結構特點介于承載式車身和非承載式車身之間，汽車有部分車架，且車體與車架之間通過焊接的方式連接，車體不可拆卸；整車結構大小和底盤高度介于轎車和客車之間，如面包車。2.車型及車身分類第5頁/共37頁3.1車身構成分類■車體：由沖壓件焊接方式連接，不可以拆卸的車身部分，如地板、側(cè)圍等；■閉合件：由沖壓件裝配方式連接，可以拆卸的車身部分，如車門等?！鰞?nèi)外飾：由塑料、橡膠件通過裝配方式連接的，可以拆卸的一些總裝散件和功能件，如保險杠、儀表板、座椅、后視鏡、洗滌器等。3.車身結構車體內(nèi)外飾閉合件第6頁/共37頁3.2車體構成車體一般由沖壓件焊接而成，在結構上可分為以下幾個大的總成：A頂蓋總成 B側(cè)圍總成 C發(fā)動機艙總成D前地板總成 E后地板總成ACBDE3.車身結構第7頁/共37頁下車體上車體3.2車體構成從焊接工藝角度考慮，車體又可分為以下兩個大類：■上車體（UpperBody）：包括頂蓋總成和側(cè)圍總成■下車體（UnderBody）：包括發(fā)動機倉總成、前地板總成和后地板總成3.車身結構第8頁/共37頁3.3閉合件構成由沖壓件構成，通過鉸鏈、螺栓方式連接的，可以拆卸的車身部分；這些零件的特點是屬于外覆蓋件，表面質(zhì)量要求高，主要包括以下部分：■前后車門總成■前罩總成■行李箱總成■翼子板總成3.車身結構第9頁/共37頁1、保險杠總成；2、儀表臺板總成（IP）；3、前后門板內(nèi)飾總成；4、控制箱總成；5、頂蓋內(nèi)襯；6、地毯總成；7、立柱、門檻內(nèi)飾總成；8、消音隔熱系統(tǒng)；3.4內(nèi)外飾構成由塑料、橡膠件構成，通過裝配方式連接的，可拆卸的車身部分，內(nèi)外飾主要用途是滿足車身外觀和乘座舒適性等功能的需要，主要包括以下幾個總成：3.車身結構第10頁/共37頁3.6按零件大小劃分

在工藝上和質(zhì)量管理上，由于零件的大小不同，該零件的模具制作成本、制作周期和零件的質(zhì)量要求不同，常根據(jù)零部件的大小來對ＢＩＷ零件進行分類，見下表。類型模具制作周期成本質(zhì)量要求制造難度制造商大型外覆蓋件長高高大國外大型內(nèi)覆蓋件長高高較大國外或者臺灣中型結構件較長高高較大國內(nèi)著名廠家小型結構件短低較高低一般供應商自制3.車身結構第11頁/共37頁BIW大型外覆蓋件大型內(nèi)覆蓋件中型結構件小型結構件3.6按零件大小劃分3.車身結構第12頁/共37頁4.1白車身件號命名規(guī)則工程化時需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關系變成“組”及其下屬的“分組”號碼，每個零部件及其圖樣都給定一個編號，以便于對全部圖樣進行管理，參見QC/T265-2004《汽車零部件編號規(guī)則》。白車身編號側(cè)圍5401000-x015402000-x01頂蓋5701000-x01發(fā)動機倉總成5302000-x01前地板總成5102000-x01后地板總成5104000-x01行李箱總成6301000-x01前罩總成8408100-x01后門車總成6211000-x016212000-x01前車門總成6111000-x016112000-x014.車身件號命名規(guī)則第13頁/共37頁4.2內(nèi)外飾件號命名規(guī)則側(cè)圍內(nèi)飾5401xxx-x015402xxx-x01頂蓋內(nèi)飾5702xxx-x01發(fā)動機倉內(nèi)飾5305xxx-x015304xxx-x01前地板內(nèi)飾5108xxx-x01后地板&行李箱內(nèi)飾5109xxx-x01前罩內(nèi)飾5014xxx-x01后門車內(nèi)飾6202xxx-x01前車門內(nèi)飾6102xxx-x01前后保險杠2803xxx-x012804xxx-x014.車身件號命名規(guī)則內(nèi)外飾編號第14頁/共37頁5.1材料的類型根據(jù)材料化學成分和加工工藝的不同■冷軋鋼板：白車身的絕大部分材料采用冷軋鋼板。冷軋鋼板的延伸率范圍較廣(28%-42%)，抗拉強度從250-270MPa不等，適用于車身內(nèi)外蒙皮和各種結構件。■熱軋鋼板：車用熱軋鋼板延伸率范圍從27%-39%不等，抗拉強度從270-440MPa不等。與冷軋鋼板相比，熱軋鋼板材料價格低、強度高、但表面質(zhì)量較差，適用于厚度在1.8mm以上的結構件和支架等。■鍍鋅鋼板：其基材為普通冷軋鋼板或者高強度板，基本力學性能與基材相同；鍍鋅鋼板主要特點是用于防銹蝕，缺點是可焊接性能較普通鋼板差，對模具質(zhì)量要求很高，并且材料價格高于普通鋼板，主要運用于車身外觀件、易磨損件（與運動機構相連接）、涂裝難以達到的件（注：高檔轎車采用鍍鋅鋼板比例大些）。5.白車身材料第15頁/共37頁■高強鋼板：其強度高于普通鋼板，但延伸率低于普通鋼板，采用高強度鋼板可減輕車身重量。主要用于車身上受力較大的結構和與安全相關的結構中，如車身前后碰撞橫梁、DoorBeam、發(fā)動機倉邊梁和一些車身連接板、安裝板和加強件等。由于高強度鋼板材料比較貴，且對模具的使用壽命有影響，所以經(jīng)濟型車采用高強度鋼板較少。采用高強度鋼板可提高車身安全性和外覆蓋件的抗凹陷性，但高強度鋼板因材料強度增加、力學性能下降，更易產(chǎn)生破裂、尺寸和形狀精度不良的傾向。易發(fā)生破裂的主要原因是總延伸率、r值和n值低的緣故。尺寸、形狀精度不良主要是屈服和拉深強度高，在沖壓成形后的殘余應力和回彈大等原因造成的。5.白車身材料第16頁/共37頁■高強鋼板的定義：5.白車身材料高強鋼：550MPa>TS>210MPa超高強鋼：TS>550MPaBsteel內(nèi)板外板白車身，懸掛件輥壓成形常規(guī)沖壓熱成形1234TWIP按照屈服強度（YS）定義第17頁/共37頁■激光拼焊鋼板：是由不同厚度的兩塊或兩塊以上鋼板，采用激光焊接在一起,然后進行沖壓成形。其特點主要是同一個零件有不同厚度，由于激光拼焊鋼板材料較貴，對模具要求很高，所以經(jīng)濟型車一般不采用。由拼焊板生產(chǎn)的汽車車身零部件

5.白車身材料第18頁/共37頁■激光拼焊鋼板：案例：由拼焊板生產(chǎn)的門內(nèi)板無鉸鏈加強板，可實現(xiàn)輕量化。5.白車身材料拼焊板（1件）傳統(tǒng)的門內(nèi)板總成設計（2件）控制拼焊線的移動是關鍵第19頁/共37頁5.2材料的規(guī)格根據(jù)材料化學成分和加工工藝的不同，可分為不同的規(guī)格（以寶鋼材料為例）：■冷連軋低碳鋼板：

DC01(一般用途)、DC03（沖壓用）、DC04（深沖壓）、

DC05（特深沖壓）、DC06（超深沖壓）■沖壓用冷連軋鋼板：

BLC(一般用途)、BLD（沖壓用）、BUSD（深沖壓）、

BUFD（特深沖壓）、BSUFD（超深沖壓）■熱連軋鋼板：

SPHC(一般用途)、SPHD（沖壓用）、SPHE（深沖壓）■熱鍍鋅鋼板:DC51D+Z(一般用途)、DC52D+Z（沖壓用）、DC53D+Z（深沖壓）、

DC54D+Z（特深沖壓）、DC56D+Z（超深沖壓）■電鍍鋅鋼板:BLCE+Z(一般用途)、BLDE+Z（沖壓用）、BUSDE+Z（深沖壓）、

BUFDE+Z（特深沖壓）、BSUFDE+Z（超深沖壓）■高強度鋼板：

B170P1（沖壓用）、B210P1(一般用途)、B250P1（結構用）、

B180P2(一般用途)、B220P2（結構用）5.白車身材料第20頁/共37頁5.3材料的選用原則

■材料強度特性的選用原則：材料的選擇首先要滿足零件的強度要求，而材料的強度和延伸率又是相對應的，強度越好，延伸率越低，延伸率太低又會造成零件成型困難，所以在選用材料時要綜合考慮零件對強度和延伸率的要求。對厚度超過1.8mm的零件建議盡量用熱軋板等，這樣能提高零件的強度。■材料外觀特性的選用原則：

a）外觀件：選用表面質(zhì)量較高的材料，如側(cè)圍、翼子板、車門外板等。

b）內(nèi)部結構件：選用表面質(zhì)量比較低材料，如前后地板、車門內(nèi)板、側(cè)圍內(nèi)板以及其他的一些結構件。

■材料尺寸的選用原則：材料的厚度選用要根據(jù)零件的性能要求而定，太薄不能滿足強度要求，太厚又增加了成本和車身重量，所以料厚選取一定要適中。另外熱軋板厚度誤差比較大，選材料前要考慮好材料的偏差走向。5.白車身材料第21頁/共37頁5.4材料選用舉例

■大型外觀覆蓋件材料的選用大型外觀覆蓋件主要包括側(cè)圍外蒙皮、車門外蒙皮、翼子板、前罩板外板和頂蓋等，這類零件外形尺寸大、形狀復雜、外觀質(zhì)量要求高（除頂蓋外均為A級面），一般選用拉延性能比較好的冷軋薄鋼板。面包車以及微型轎車等低檔車，一般選用DC04冷軋鋼板，如果形狀特別復雜（比如側(cè)圍，頂蓋等）可以選用拉延性能更好的DC06冷軋鋼板，對于中檔以上轎車或者部分經(jīng)濟型轎車，大型外覆蓋件（除頂蓋外）一般選用防腐蝕性能良好的鍍鋅鋼板（例如前車門）。側(cè)圍外蒙皮（DC06,t=0.8）前門外蒙皮（BUSDE+Z(t=0.75,0/35)）5.白車身材料第22頁/共37頁5.4材料選用舉例

■大型內(nèi)覆蓋件材料的選用大型內(nèi)覆蓋件主要指側(cè)圍內(nèi)蒙皮、前地板、后地板、前壁板及車門內(nèi)蒙皮等，這類零件外形尺寸大，形狀復雜，但零件表面質(zhì)量要求不高，一般采用延展性比較好的材料，如DC04，DC06等。后地板（DC06,t=0.8）

前璧板（DC04,t=0.8）5.白車身材料第23頁/共37頁5.4材料選用舉例

■中小型結構件材料的選用。這類零件一般外型較小，形狀較簡單，屬于受力件，盡量采用強度較高的材料，如DC01等，如果形狀復雜可采用DC03，或者DC04等。換檔加強件（DC03）前側(cè)梁加長段加強件（DC03）■螺母板及各種支架材料的選用。由于白車身的支架受力較大，一般選用強度較高、材料比較厚的冷軋鋼板或者熱軋板。后排座椅安全帶安裝加強件（SPHC）

備胎安裝支架（DC01）

油箱后支架（SPHC）

5.白車身材料第24頁/共37頁■特殊結構件材料的選用為了滿足碰撞法規(guī)，車身某些部位需要采用高強度鋼板，如轎車的前后碰撞橫梁，車門的防側(cè)碰橫梁等部位。前門防撞橫梁(t=1.5)

前碰撞橫梁外板（t=1.25）為了減輕整車重量，車身某些部位采用激光拼焊板。前縱梁內(nèi)板(激光拼焊板,前段(DC01,t=1.8),中段(DC04,t=3.0),后段(DC04,t=1.8))后地板(激光拼焊板,前段(DC01,t=0.8),中段(DC04,t=1.6),后段(DC04,t=0.8))暖風機壓力室板（DC54D+ZF(t=0.8,35/35)）

為了防腐蝕，車身某些容易積水部位采用鍍鋅鋼板。5.白車身材料第25頁/共37頁6.車身試驗概述

為了保證汽車使用的可靠性，在開發(fā)中要考慮能否滿足相關的試驗要求，這些試驗有一定的標準，有國標、行標、企標，目前這些標準的相關試驗都能進行計算機模擬，這樣可以降低開發(fā)風險，縮短開發(fā)周期。車身強度試驗是以整車滿載質(zhì)量為加載力計算■車身剛度試驗前懸上下振動車身疲勞試驗前懸轉(zhuǎn)向橫向力車身疲勞試驗前懸前后制動力車身疲勞試驗后懸上下振動車身疲勞試驗后懸轉(zhuǎn)向橫向力車身疲勞試驗后懸前后制動力車身疲勞試驗車身扭轉(zhuǎn)剛度試驗車身彎曲剛度試驗背門加力開閉疲勞試驗背門完全開閉疲勞試驗前罩蓋側(cè)向加載疲勞試驗前罩蓋完全開閉疲勞試驗前罩蓋加力開閉疲勞試驗旋轉(zhuǎn)門邊上加載疲勞試驗旋轉(zhuǎn)門垂直加載疲勞試驗旋轉(zhuǎn)門加力開閉疲勞試驗旋轉(zhuǎn)門完全開閉疲勞試驗背門在鎖止位置的扭轉(zhuǎn)剛性試驗背門在開啟位置的扭轉(zhuǎn)剛性試驗前罩蓋鉸鏈固定點剛性試驗前罩蓋扭轉(zhuǎn)剛性試驗前罩蓋彎曲變形剛性試驗前罩蓋彈性變形剛性試驗■閉合件剛度試驗■車身強度（疲勞）試驗■閉合件強度（疲勞）試驗■車身模態(tài)試驗第26頁/共37頁■車身閉合件試驗前門電動搖機電機安裝點剛性

后門剛性（全開）中門加力開閉疲勞試驗

背門鉸鏈固定點剛性

6.車身試驗第27頁/共37頁7.1造型7.2總布置7.3成本因素7.5工藝要求7.4法規(guī)要求7.6專利規(guī)避7.車身設計需要考慮的因素第28頁/共37頁7.1造型--造型趨勢■汽車造型在形式上更趨簡潔化、整體化，在風格上突出創(chuàng)作感、張力感，強調(diào)線條的雕刻感和曲面的張力，強烈的視覺沖擊。■前保險杠不再有明顯的突出，逐漸融入車身成為一體?！銮白o柵由獨立于前罩蓋與保險杠之間到合于前罩蓋再到融于前保險杠的造型之中?！鰹檫m應行人碰撞法規(guī)的要求，前罩蓋的高度逐漸增加?！銮按鬅魹槎酂艚M合式設計，即將遠光、近光、轉(zhuǎn)向燈、位燈全設計進一個大燈罩內(nèi)?！鯝柱更加傾斜并由分割的兩部分合為一部分，由車門的上邊框改變?yōu)閭?cè)圍的一部分?！鯞柱隱藏使車窗連成整體，車窗的下沿線有提高的趨勢。側(cè)圍浮雕線逐漸減少，盡量保持造型面簡潔、整體?！龊蟊ｋU杠與車身沒有明顯的分界，形態(tài)也更成為了一體，且尾燈的位置逐漸提高。7.車身設計需要考慮的因素第29頁/共37頁7.1造型--造型與車身結構造型對車身結構的影響很大，主要表現(xiàn)在以下兩個方面?！鲋苯佑绊戃嚿砹慵螤?，比如外部覆蓋件的形狀是根據(jù)造型確定的，如車門、側(cè)圍、頂蓋、翼子板、前罩板、行李箱蓋等零件；■限制了車身結構的空間，比如Ａ、Ｂ、Ｃ立柱的空間大小由造型確定。7.車身設計需要考慮的因素造型之美往往來自功能之優(yōu)，功能之優(yōu)也恰恰符合造型之美。第30頁/共37頁7.2總布置因素為了滿足一定乘坐空間、乘坐舒適性和一些汽車性能指標要求，需要在開發(fā)初期做總體布置，這些布置對車身結構有一定影響，如：■駕駛員視角要求，影響A立柱結構；■踏板位置要求，影響前壁板結構；■人體R點位置要求，影響座椅和地板頂蓋結構；■油箱和消音器布置，影響地板結構；■安全帶布置影響地板和側(cè)圍結構；■接近和離去角影響前后保險杠和相關車體總成設計；■發(fā)動機的布置影響發(fā)動機倉結構等等。7.車身設計需要考慮的因素第31頁/共37頁7.3成本因素為了提高產(chǎn)品的市場競爭力，一般在