白车身结构课件

白车身结构 编制：陈 峰 校对： 审批： 车身概论 一般来说，车身包括白车身及其附件。 白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身（Body in white），包括翼子板、发动机盖、车门、行李箱盖或背门等装 配件。 按承载形式之不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载 式三大类。 承载式车身的特点是没有车架。车身由底板、骨架、内外蒙皮 等组焊成刚性框架结构，整个车身构件全部参与承载，所以称 为承载式车身。 非承载式车身的特点是有独立的车架。车身用弹簧或橡胶垫弹 性地固定在车架上，承载地主体是车架，车身只承受所载人员 和行李的重量。 半承载车身的结构与非承载式车身基本相同，也是属于有车架 式的。它们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性的而 是刚性的连接。 车身概论 一般轿车都采用承载式车身结构；货车与某些高级轿车采用非 承载式车身结构。后面的论述都是针对承载式车身而言。 承载式车身，由于整个车身都参与承载，强度条件好，可以减 轻车身的自重。因无需车架，地板高度和整车高度可降低，有 利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性。 承载车身的缺点是：来自传动系和悬架的振动和噪音直接传至 乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱，严重 影响乘坐的舒适性，必须采用大量的隔音防振材料，使成本和 质量增加。另外，车身改型困难，损坏后修复难度大。 某些轿车为了便于安装发动机和传动系统以及为了改善安装点 部位受力状况和乘员舒适性而采用副车架结构。副车架通过软 垫直接连接到车身上。副车架可在前、后端都加装或仅在前端 加装（后者也称短车架或部分式车架）。 车身概论 前、后端均有副车架的轿车 装有短车 架的轿车 车身构成07 前保险杠支架52C前拖钩52C前翼子板52C 发动机盖52S白车身本体C9 前门58C后门72C 行李箱盖52S 车身构成 白车身本体53V 前顶梁53W 顶盖53W后顶梁53W 前围上板53V 中顶梁53W 侧围53S 后围板53W 后尾板53V 车身构成-53S 上边梁加强板上边梁 上边梁 油箱口盒 流水槽 中柱内板上边梁加强板 前柱 侧围外板 下边梁 铰链加强板中柱 后轮罩板 尾灯板 后柱 车身构成-53V 水箱架前纵梁前围下板地板纵梁 中地板 前柱 前轮罩板 前围 上板坑道加强板 后纵梁 地板过渡板 座椅支撑梁 门槛内板 前地板 后地板 后地板横梁 车身构成-58C 门铰链防撞杆 门框 门边板 门内板 门锁加强板 门外板加强板 门外板 门内板加强板 车身构成-52S 锁扣加强板 发动机盖锁扣 发动机盖外板 发动机盖内板 铰链加强板 行李箱盖铰链 车身构成-52S 铰链加强板 行李箱盖铰链 行李箱盖外板 发动机盖内板 尾灯座 行李箱盖内板 车身强度 q碰撞安全性要求 当车辆在前后方发生碰撞时，为保护车内乘员安全乘坐室不应发生 过多变形（包括车轮、发动机、变速器等刚性部件不得侵入驾驶室） 。除乘坐室以外的部分则应尽可能多地变形，合理吸收撞击能量，使 作用于乘员身体上地力和加速度值不超过人体的忍耐极限。 为满足上述要求，设计时要使乘坐室的刚度大于前后变形区域的刚 度。 车身强度 q碰撞吸能结构设计 薄壁构件的变形模式可表现为弯折变形、翘曲变形或者皱褶变形， 其中，皱褶压缩的变形量最大，最利于吸收碰撞能量，因此，皱褶压 缩是薄壁构件碰撞吸能设计时的一个设计目标和方向。 为使变形按预想的部位和方式进行，预变形技术是一种重要的手段 ，即在设计时预先使结构的某个部位弱化或强化，从而引导构件在碰 撞时朝着皱褶压缩的方向发展。 车身强度 车身整体布置时，应充分考虑碰撞冲击力的传递路径，主要受力杆 件应连续，不同杆件过渡应均匀。 车身强度 当受力杆件的截面发生突变时，就会由于刚度突变引起截面变化处 应力集中，在经常承受交变应力的汽车车身上，应力集中可能诱发进 展性裂缝，导致疲劳损坏。因此，要特别注意加强板和接头的设计， 例如： 加强板开缺口， 使应力均匀些 加强板坡度过渡 ，使应力均匀些 截面渐变 车身强度 薄壁杆件截面形状对 刚度有很大影响，为提 高整个车身和构件的刚 度，宜多采用闭口截面 ，如右图： 车身强度 车身承载杆件上经常需要开一些孔洞，以便安装各种导线、管道和 机构等，显然，由于这些孔洞将产生应力集中，应经可能将孔位选在 应力较小的部位。此外，开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重 。 纵、横杆件的连接点，一般都会出现应力集中，如设计不当，很可 能造成车身隐患。常见接头形式见下图，尽可能扩大连接的面积，减 少应力集中。 车身强度 车身主要受力件 车身强度 车身强度 车身强度 Mazda RX-8 车身强度 车身骨架构件设计时，一般先按经验或参考成熟车型结 构，完成初步设计后，进行有限元分析或制作样件进行试 验，再根据分析或试验结果，适当调整构件截面和尺寸。 车身强度分析目前常用有限元分析法。 车身强度设计指标： 白车身弯曲刚度目标值835daN/mm（福美来）。 白车身扭转刚度目标值62.383daNm/rad（福美来）。 白车身总成的固有频率（一阶模态）应不低于30Hz（福 美来29.1），在车辆任何工况下均要有效避开其内、外激 励频率，防止共振发生；在此前提下，尽量提高整车固有 频率，以改善乘座舒适性。 白车身重量目标值350KG（福美来）。 车身强度 q其它部件设计 刚度较差的大型覆盖件容易在振源的激励下引起强迫振动。所以： 外板在造型设计时，就要有意识地考虑曲面弧度和设置棱线，平直 地零件造型是不可取的。制作时要使钢板有足够的变薄率（8以上 ）以便产生冷作硬化。 在内板件和不 外露的外板件上 可设置各种形状 的加强筋。 相关法规 GB 15086-1994汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方 法 GB 15743-1995轿车侧门强度 GB 11551-2003汽车正面碰撞乘员保护的设计规则 车顶强度要求 侧面碰撞乘员保护 福美来-普力马车身差异 水箱架 因头灯形式 不同，外侧 板53/54120 不同 普力马 福美来 因车头高度 不同，上梁 53150不同 因头上梁高度 不同，与其搭 接的内侧板 53/54130不同 下梁5316X相 同 下侧板 53/541F0相同 福美来-普力马车身差异 前轮罩挡泥板 因发动机盖 高度不同， 普力马增加 一加高梁 53/54290 普力马 福美来 其它大致相 同，主件成 形模可共用 福美来-普力马车身差异 前纵梁 普力马 福美来 大致相同 福美来-普力马车身差异 前纵梁后段 普力马福美来 其余大致相 同 53/54391形状相同 ，板厚不同，普力 马2.6，福美来2.0 福美来-普力马车身差异 前围下板 基本相同 个别孔位有差异 ，成形模可共用 福美来-普力马车身差异 前地板 普力马福美来 其余大致相同（地 板本体可互换） 增加二加强梁 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 增加二加强梁 54665/53603 福美来-普力马车身差异 3横梁 普力马 福美来 其它大 致相同 因普力马轴距比福美来长 60mm，普力马53/54916前 边沿比福美来长60mm 座椅支 架不同 福美来-普力马车身差异 后纵梁 普力马 福美来 其它大致相同 ，主件成形模 可共用 局部切边不同，新增3 个安全带螺母板 局部切边不同，新增3 个安全带螺母板 局部切边不同，新增3 个安全带螺母板 局部切边不同，新增多 个螺母板 局部切边不同，新增多 个螺母板 局部切边不同，新增多 个螺母板 因车长不同