（光学工程专业论文）白车身结构主断面几何尺寸设计研究.pdf

摘要 摘要 白车身( b o d yi nw h i t e ) 设计中，结构主断面的设计是最主要的设计手段 和灵魂，主断面设计包括结构特征设计和几何尺寸设计，关键结构断面的几何 尺寸对白车身的刚度有着决定性影响。刚度是评价车辆设计可靠性和整车安全 性能的重要指标，白车身弯曲刚度和扭转刚度分析是整车开发设计过程中必不 可少的环节。而国内的白车身设计尚未脱离逆向阶段，对于正向的主断面几何 尺寸设计无章可循，盲目设计更无法保证车身刚度。因此，根据以往b e n c h m a r k 经验，分析总结出白车身主断面几何尺寸设计规律用于今后的正向设计具有十 分重要的工程意义。本课题以同捷公司十款轿车作为样本，在相同位置截取主 断面，将其分类进行统计，得出主断面几何尺寸相当于整车重要参数的经验模 型，为今后工程师的正向设计提供方便的依据，十个样本都是国外成熟车型的 b e n c h m a r k 车型，因此所得经验模型可以保证新车设计的刚度要求。再以其中一 款轿车为例，以经验模型所得数值对其关键断面进行修改，建立其静态有限元 分析模型，进行初步的白车身静态扭转刚度、弯曲刚度分析和模态分析，与修 改前进行比对，以验证经验模型的可靠性。 本文的主要内容包括：第一，简要介绍了本课题的主要理论基础；第二， 选取样本车型，在其白车身相同位置截取主断面，统计主断面面积，建立主断 面图库和数据库；第三，根据最小二乘法，得出主断面面积经验模型和置信区 间；第四，选取某款车型，建立白车身有限元模型，进行弯曲刚度，扭转刚度 和模态分析；第五，根据经验模型所得数值修改该车型关键位置断面，重新建 立有限元模型，再进行上述分析，验证经验模型可靠性；最后，本文对本课题 的进一步研究的方向进行了简要的讨论。 关键词：白车身，主断面，面积，最小二乘法，置信度，有限元法，刚度，模 太 ，l ：一 i v a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h ed e v e l o p m e n to fan e wc a r , t h ed e s i g n i n go fm a i ns e c t i o no fb i wi st h ek e y m e t h o da n ds p i r i t i tc o n t a i n ss t r u c t u r ed e s i g n i n ga n dg e o m e t r i cd i m e n s i o nd e s i g n i n g c r i t i c a lm a i ns e c t i o n sh a v ed e t e r m i n a t i v ei n f l u e n c eo nt h e ，s t i f f n e s s o fb i w n o w a d a y sd o m e s t i cd e s i g n i n gj o bi s s t i l lm a i n l yr e v e r s ed e v e l o p m e n ta n dd o s e n t h a v ee n o u g hs t u d yi nh o wt od e s i g nb i wb ym a i ns e c t i o n s d e s i g i n ga tw i l lc a n t g u a r a n t e et h es t i f f n e s sa n dt h es a f e t y s oa c c o r d i n gt ot h ee x p e r i e n c ec o l l e c t e df r o m f o r m e rb e n c h m a r kj o bc o n c l u d i n gt h el a wo ft h ed e s i g n i n go ft h eg e o m e t r i c d i m e n s i o nh a ss i g n i f i c a n c ei ne n g i n e e r i n ga r e a i nt h i sd i s s e r t a t i o nw et a k et e nc a r s d e v e l o p e db yt ji n n o v aa ss w a t c h e sa n d c u tm a i ns e c t i o n si nt h es a m ep l a c ei ne a c h s w a t c h a n dt h e na n a l y z et h em a i ns e c t i o n sw eh a v eg o tw i t hs t a t i s t i c a lm a t h e m a t i c a l t o o l sa n df i n de x p e r i e n t i a lm a t h e m a t i c a lm o d e l sa sc o n c l u s i o n sw h i c hc a nb eu s e da s t o o l st od e s i g nm a i ns e c t i o n so fb i w t h es w a t c h e sa r ea l ld e v e l o p e db yb e n c h m a r k w a y sa c c o r d i n gt oc l a s s i cc a r so v e r s e a s s ot h e yc a ng u a r a n t e et h es t i f f n e s sa n dt h e s a f e t yd e m a n d i n g i nt h en e w l yd e v e l o p e dc a l t h ec o n t e n ti n c l u d e s ： t h ec o n t e n ti n c l u d e s ： f i r s t l y , m a k ea b r i e fi n t r o d u c t i o na b o u tt h em a i nt h e o r yo ft h et o p i c ， s e c o n d l y , c h o o s et h es w a t c h e so ft e nc a r sa n dc u tm a i ns e c t i o n si nt h es a m e p l a c eo fe a c hs w a t c ha n dg a i nk n o w l e d g e d a t a b a s eo fd e s i g n i n gm a i ns e c t i o n s t h i r d l y , a n a l y z et h em a i ns e c t i o n sw i t hs t a t i s t i ct o o l sa n dg a i nt h ee x p e r i e n t i a l m a t h e m a t i c a lm o d e l sa n dt h er a n g eo fc o n f i d e n c e f o u r t h l y , c h o o s eo n es w a t c h e sa n dt u r nt h eb i wg e o m e t r i c m o d e li n t ot h ef e a m o d e lc o n s i s t i n go fp a n e le l e m e n t st om e e ts t a t i cs t i f f n e s sa n dm o d a la n a l y s i s f i f t h l y , c o n d u c ti t sp r e l i m i n a r ys t a t i ca n a l y s i so fb e n d i n ga n dt o r s i o ns t i f f n e s s a n dm o d e ，t h e ne v a l u a t ea n do p t i m i z eb i ws t r u c t u r ei nt e r m so ft h ea n a l y s i sr e s u l t s t h e nc r e a t em a i ns e c t i o n so fp r i m a r yb i wb e a m sa n dp i l l a r sa n da n a l y z et h e i r s t i f f n e s ss e n s i t i v i t yb ym o d i f y i n gg e o m e t r i c a lp a r a m e t e l , so fb o d ym a i ns e c t i o n sa n d t u r nt h eb i wg e o m e t r i cm o d e li n t ot h ef e am o d e la g a i na n dd os t a t i cs t i f f n e s sa n d v a b s t r a c t m o d a la n a l y s i s c o m p a r i n gt h er e s u l to ft h ea n a l y s i sw i t ht h ef o r m e ro n ea n dp r o v e t h em a t h e m a t i c a lm o d e l sa r eu s e f u la n dr e l i a b l e k e yw o r d ：b i w ，m a i ns e c ti o n s ，a r e a ，l e a s ts q u a r em e t h o d ，r a n g eo f c o n f i d e n c e ，f e m ，s t if f n e s s ，m o d a l v i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者躲必则乱 1 年了肋曰 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：z j ，从 矽丁 1 i i 了月沙日 第1 章引言 1 1 课题背景及意义 第1 章引言 本课题来源于上海同济同捷科技有限公司汽车设计工程研究院仿真分析分 院的研究工作。 二十一世纪以来，世界汽车工业一片低靡，各大汽车公司利润日渐缩减， 而中国却表现出成为汽车大国的潜力，产销量节节攀高，市场呈现出一派欣欣 向荣之势。汽车业成为行业新宠，世界各大汽车公司纷纷抢滩中国，而中国的 民营企业也大量涌入汽车行业。为了抢占市场赢得消费者的青睐，汽车厂家都 加大了研发力度缩短新车型的投放周期。在此背景下，自主研发登上了中国汽 车业的舞台，成为中国汽车企业发挥比较优势的主要砝码。上海同济同捷科技 有限公司作为国内汽车自主研发的排头兵，承接了国内众多车型研发项目，在 这条自主研发之路上，积累了丰富的实践经验，同时也提出了许多需要解决的 研究课题。本课题证是基于这一背景，配合新车型的研发工作而进行的。 纵观世界汽车工业沿革，现在的汽车是沿着“底盘”一“发动机 一“车 身”逐步发展完善起来的。由于汽车与人们的同常生活息息相关，适应各种不 同目的和用途而进行的车型开发以及车辆的更新换代，其关键在于车身。车身 作为汽车的三大总成之一，已后来居上越来越处于主导地位n 。在现代汽车设计 过程中，车身设计是其中不可或缺的重要方面。据统计，轿车车身的质量占整 车总质量4 0 - - 6 0 。车身占整车制造成本的百分比还超过以上给出比例的上限 值。此外，车身直接决定整车的安全性、舒适性、美观以及由车身外形空气动 力性能决定的操纵稳定性、动力性、经济性。因此，车身在汽车整车中占有举 足轻重的地位。国内外汽车生产的实践表明整车生产能力的发展取决于车身的 生产能力，汽车的更新换代在很大程度上也决定于车身心1 。现代轿车绝大多数都 采用承载式车身结构，车身的结构直接影响轿车的结构特性。 广义的白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身，是车身结构件和 覆盖件的焊接总成，此外还包括前后板制件和车门，但不包括车身附属设备及 装饰件。狭义的白车身定义为除车门等丌闭件和前后板制件之外的车身焊接总 第1 章引言 成。车身结构件和覆盖件焊接在一起即成为车身焊接总成，该总成必须保证车 身的强度和刚度，它可以划分为地板、顶盖、前围、后围、侧围等几个总成。 用以进行刚度分析和台架试验的车身结构通常都是不包括开闭件的车身焊接总 成，因此本课题研究过程中所用白车身是指狭义的白车身。 对于轿车车身结构而言，从车身结构设计和受力状况划分，可划分为非承 载式( 有车架) 、承载式( 无车架) 以及半承载式( 车架和车身刚性连接) 三大 类型嘲。 1 非承载式 货车与在货车的二类或三类底盘基础上改装成的大客车和专用汽车以及大 部分高级轿车，都装有单独的车架，此时车身系通过多个橡胶垫安装在车架上， 当汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收， 载荷主要由车架来承担，因此，顾名思义这种车身结构应该是不承载的。但实 际上，由于车架并非绝对刚性，所以车身仍在一定程度上承受由车架弯曲和扭 转变形所引起的载荷。图1 1 所示为轿车非承载式车身结构。 非承载式车身的优点在于：车架可以较好的吸收或缓和来自路面的冲击载 荷，降低车身的振动和噪声；在发生碰撞时，车架可以对车身起到一定的保护 作用；在生产过程中，底盘与车身可以分开装配，最后总装到一起，既可以简 化装配工艺，又便于组织专业化协作；便于底盘各总成和部件的安装，形成较 为独立完整的汽车底盘系统，可很方便的更改车型或改装成其他专用车辆。 该结构的缺点在于：由于车身基本不参与承载，故车架必须保证足够大的 强度和刚度，从而使整车自重增大；由于车架位于车身和底盘之间，车身地板 一定在车架平面以上，故整车高度增大；车架纵梁的生产必须具备大型压床以 及专门的焊接、检验工装模具和夹具，设备投资和基础建设费用较高。 2 第l 章引言 圈li 轿车非承载式车身 2 承载式 为了进一步减轻汽车白重和高度，使车身和整体结构更加合理，在轿车、 犬客车以及厢式货车上广泛采用无车架的承载式车身。图1 2 所示为轿车承载 式车身结构，图1 3 所示为大客车承载式车身结构。 蕊鞠 | 冬l _ 2 轿卞承载式午身圈i3 大客车承载式车身 承载式车身的主要缺点正好与非承载式车身的优点相反，卡要在于：由于 取消了车架，来自悬架和传动系的振动和噪声将直接传入牟内，引起车厢的空 聆菇呜，会使乘坐舒适性恶化：改l o 较| ；j 难。 第1 章引言 该结构下车身将承载主要载荷，因此必须保证车身具有足够的强度和刚度。 车身强度分析、弯曲和扭转刚度分析是整车开发设计过程中必不可少的环节。 3 半承载式 半承载式是一种过渡型的结构，车身下部仍保留有“车架”，不过它的强度 和刚度可稍低于非承载式的车架。这种结构形式主要出现在大客车上，图1 4 所示为半承载式大客车车身，车身骨架的下端与车架纵梁两侧悬伸的横梁( 俗 称牛褪) 刚性相连。这种结构的主要特点是：车身下部与底架组合为一整体， 车身也能分担部分弯曲和扭转载荷。由于此种车身结构形式还保留有底架，因 此整车的轻量化仍受到限制。 图1 4 半承载式人客车车身 车身强度和刚度分析贯穿于现代轿车车身结构设计的整个过程。汽车零部 件的强度大小将直接影响汽车的有效使用寿命，零件的局部应力集中将导致零 件的局部开裂甚至断裂。一般情况下，汽车在静载荷作用下零部件不会发生开裂 或断裂，在为静载荷几倍甚至几十倍的动载荷作用下，汽车的零部件和总成很容 易产生塑性变形、裂纹甚至断裂，使汽车零部件或总成的功能失效。车身刚度不 足，将会引起车身的门框、窗框、发动机舱口和行李箱口等的变形，导致玻璃 破裂和车门卡死等。低刚度必然伴随有低的固有振动频率，易发生结构共振和 声响，并削弱结构接头的连接强度。此外，还直接影响安装在其上的底盘总成 的相对位置和i f 常工作o ”h 1 。而且对车身结构的可靠性和耐久性、车身n v t t 性能、 结构轻量化、车身密封性、以及车身动力特性等也会造成影响。 4 第1 章引言 车身结构主断面几何尺寸特性对于车身的强度刚度有着决定性影响，主断 面设计也是车身结构设计贯穿始终的核心内容，国外主流车身设计流程大体可 以用下图表示： n o n o 图1 5 现代轿车下身设计流程 现代轿车车身结构设计具有以下几个特点： ( 1 ) 利用现代车身工程手段，缩短车身结构的开发周期。缩短整车的开发 周期，己成为各汽车制造商提高自身竞争力一项重要举措。车身结构开发周期 的缩短，不仅可以节省产品开发费用，还可以提高企业对瞬息万变的市场的适 应性，在市场竞争中以快取胜。 ( 2 ) 在汽车车身结构设计过程中，设计与分析并行。车身结构分析参与车 身结构设计的各个阶段，贯穿整个设计过程，从一开始的构造选择，为结构设 计提出具体的性能参数要求，到具体设计方案的比较确定，设计方案的模拟试 验。这样确定的车身结构设计方案，基本上就是定型方案，据此试制而成的样 车，只需一定的验证试验即可定型。这样，车身的研制周期被大大缩短了。 5 第1 章引言 ( 5 ) 优化的思想在设计的各个阶段被引入。轻量化的要求和对舒适性及安 全性要求的不断提高，使车身设计的难度越来越大，优化设计的思想能有效地 缩短轿车车身的开发周期。 对应于现代轿车车身结构设计的以上特点，在设计之初进行合理的结构主 断面尺寸设计就越来越重要。合理的断面几何尺寸可以保证白车身拥有足够刚 度，而初期设计的失误将导致大量的返工，造成人力物力和时间的浪费。目前 国外对于车身主断面几何尺寸与车身刚度模态的关系已经有很深入研究，甚至 已经有可不需要3 d 模型，只根据主断面来分析评价车身刚度的软件。似的从初 期断面设计到初期可行性分析这一过程得以大大简化。 国内对于车身主断面几何尺寸规律的研究刚刚起步，车身设计开发也以逆 向为主，这就造成了设计中的盲目照搬，“知其然而不知其所以然”，而j 下向开 发又无章可循，本文将根据以往基于b e n c h m a r k 开发车型所积累的经验和数据， 经过总结分析，找出一条从逆向设计转为正向设计之路。 1 2 主要研究内容 车身结构主断面是是对车身结构方案的具体描述，分布在车身的各个位置 以决定车身结构设计。车身结构设计合理与否直接受限于结构主断面的设计， 结构主断面是车身结构设计流程中的一条主线，线框图的绘制、油泥模型的制 作、结构设计的详细建模都离不开主断面的设计，在整车产品研发过程中从结 构设计、分析校核到试验试制都起到关键的控制作用。车辆的结构方案即车身 结构主断面，直接关系到所设计车辆的强度刚度及车辆的制造工艺性。构成白 车身骨架的纵梁、侧围a 柱、b 柱、c 柱、上边梁以及门槛等的白车身主断面 的几何尺寸对整车的强度刚度起着决定性的作用。车身刚度大小直接影响车身 的使用性能，一般来说，结构主断面面积越大，白车身刚度越大。适宜的车身 刚度不仅是确保操纵稳定性的条件，而且可获得良好的舒适性；而过大的断面 面积自然会使刚度增加，但也会使得车重过大，性能降低，材料浪费和成本加 大。 从前述分析可知，白车身主断面几何尺寸的设计对整车刚度的影响至关重 要。要保证最后设计出的整车刚度符合生产制造以及使用等要求，首先必须确 保初期的主断面的几何尺寸控制在一定范围之内。因此，本文主要就白车身主 6 第1 章引言 断面几何尺寸展开研究分析，找出其规律，从而对今后j 下向设计有指导借鉴作 用。 本课题将利用企业丰富的设计资源，筛选出可用于统计的车型，在每个车 型白车身数模上相同位置截取关键位置断面，得出断面面积；将每类断面面积 与样本车型的整车尺寸参数( 例如轴距，车宽，车高) 结合分析，得出断面面 积与整车尺寸参数的量化关系，用数学统计工具求得可用于主断面初期设计使 用的经验模型；再结合样本中某车型实例，对该车型用n a s t r a n 软件模拟分 析白车身弯曲刚度、扭转刚度和自由模态；然后根据经验模型所得数值修改关 键位置断面，重新进行建模和有限元网格划分；再对修改后的车型进行白车身 弯曲刚度、扭转刚度和自由模态分析，与修改前数值进行比较，验证经验模型 的可行性 本课题主要研究方法及内容如下： 1 、从公司数据库中筛选出十款轿车，其级别涵盖a 级、b 级、c 级，d 级 以此作为研究样本。 2 、在每一款样本车型的白车身数学模型上相同位置截取白车身主断面图， 每一款车型共截取1 8 个关键位置断面，并计算各主断面面积。 3 、运用最d x - - 乘法，求出主断面面积与整车尺寸参数的关系，得出经验数 学模型，并计算出经验数学模型的置信区间。 4 、选取样本中某款车型，建立车身有限元网格模型，进行白车身弯曲刚度， 扭转刚度和自由模态的分析。 5 、分析车身主断面对车身刚度的灵敏度，根据经验模型所得出的主断面面 积数值修改该车型相应位置断面，重新建立数模和有限元模型，再次分析弯曲 刚度，扭转刚度和自由模态，与修改前数值对比，验证经验模型可实用性。 综合以上内容，本课题工作流程如图1 6 所示。统计工作和经验模型的获得 主要在m a t l a b 软件中进行，有限元模型的前处理主要在h y p e r m e s h 软件中进 行，求解及后处理主要在p a t r a n 和n a s t r a n 软件中完成。 7 第1 章引言 1 3 分析软件选择 根据经验模型修改主断面 建立有限元模型 刚度模态分析 经验模型可行性结论 图1 6 本课题i ：作流程图 本课题涉及分析软件主要有m a t l a b ，h y p e r m e s h 、m s c p a t r a n 、 m s c n a s t r a n 。 m a t l a b 拥有强大的矩阵运算能力和数据可视化功能。 8 第1 章引言 h y p e r m e s h 是美国a l t a i r 公司的有限元前后处理软件。有很高的有限元 前、后处理功能，可以用它建立有限元和有限差分模型，观察计算结果和进行 数据分析。在该软件中进行前处理，可以快速按照工程人员的意图来实现网格 划分、材料定义、边界条件定义等，图形显示效果较好。而且h y p e r m e s h 软件 同流行的建模和结构分析软件，例如u g 、c a t i a 、a n s y s 、n a s t r a n 等， 可以实现很好的数据传输。 m s c p a t r a n 和n a s t r a n 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分 析于一体的大型通用有限元分析软件。覆盖了绝大多数工程应用领域，并为用户 提供了方便的模块化功能选项，包括静力分析、模态分析、热应力分析、动力 学分析模块、热传导模块、流一固耦合分析模块、多超级单元分析和设计灵敏 度及优化分析等。m s c p a t r a n 是一个集成的并行框架式有限元前后处理及分 析仿真系统，m s c n a s t r a n 是求解器，由世界上最大的有限元分析软件公司 之一的美国m s c 公司开发，在世界范围内与先导的c a d c a m 软件供应商建立 了紧密而重要的合作关系，从而实现了并行工程和d g a 技术，能够保证用户在 同步的工程环境下从一个或多个c a d 系统中获取c a d 信息。这些先导的 c a d c a m 软件包括：p r o e n g i n e e r , h y p e r m e s h ，c a d d s ，c a t i a , u g ，s o l i d w o r k 等。以上读入的c a d 信息包括几何点、曲线、曲面和实体。其中对于u g 的特征 不但可以读入m s c p a t r a n ，而且可以在m s c p a t r a n 中根据分析的要求进 行更改，随后特征仍可返回u g 供c a d 设计修改。m s c n a s t r a n 支持多种并行求 解方法，如共享内存式单机多c p u 并行s m p ，分布式多机多c p u 并行d m p 等。求 解方法包括：线性方程组的求解、实特征值求解、复实特征值求解、非线性方 程组迭代求解，以及多种矩阵优化算法和带宽优化算法。 9 第2 章建立车身土断面结构设计知识库 2 1 引言 第2 章建立车身主断面结构设计知识库 本文的核心是主断面几何尺寸，本章就是从样本车型获得主断面的图形和 面积数据，建立初步的主断面图库和数据库。 从企业数据库中选取近几年开发的十款轿车，其原型车均为国外主流成熟 车型，轴距从2 4 4 0 m m 到2 8 4 0 m m ，涵盖了a 、b 、c 、d 四个等级，以此作为样本 车型进行研究。主断面截取采用位置相同原则，对每款车选取1 8 个位置截取关 键位置断面，再将相应断面 2 2 样本车型的选取 从企业数据库中选取近几年开发的十款轿车，其原型车均为国外主流成熟 车型，轴距从2 4 4 0 m m 到2 8 4 0 m m ，涵盖了a 、b 、c 、d 四个等级，以此作为样本 车型进行研究。样本车型均为轿车，总体特征相同，断面形式相近，故方便归 类研究，而车型尺寸不同，则断面几何尺寸必然不同，便于统计分析，因此， 该样本较为理想。 2 3 断面位置的选取 白车身空间完整闭合的梁类结构件，包括前后纵梁、门槛、门柱、窗柱、 前后风窗横梁、前横梁等，板类内外覆盖件如侧围、顶盖、地板、轮罩等，共 同构建起白车身骨架，是影响白车身刚度的主要结构。有资料表明引，后座椅 下横梁、中地板、门槛与前轮罩后板构成了车身基本抗扭承载区，而以乘客舱 结构件为主的顶盖、前地板、中地板、门槛、转向柱横梁、后座椅下横梁、前 轮罩后板、前悬固定座、侧围a b c 柱以及后风窗立柱构成了车身空间基本抗弯 区。 在此基础上，根据样本中某轿车的实际车身结构，确定了该车型主要梁柱 l o 第2 章建立牛身上断面结构没计知识库 断面在白车身l 的基本位置，如图所示。在白车身几何模型上得到s i s 1 8 共 1 8 个自车身结构主断面，所有编号驶具体位置见表。其余乍型主断面以此为例 按照表中位置截取。 凹2 1 主断面截墩仃置l l 视h s 1 2 s l ： s 1 1 圈2 2 主断面截取位置俯视幽 第2 章建立车身主断面结构设计知识库 表2 1 主断面截取位置描述 编号 s 1s 2 s 3s 4 名称 a 柱上部断面 b 柱上部断面b 柱下部断面 三角窗前柱断面 断面位置a 柱上部中部b 柱与上边梁连后门卜铰链处后三角窗前柱中 接处部 编号s 5s 6s 7s 8 名称c 柱断面a 柱下部断面侧围上边梁断面f3 槛断面 断面位置c 柱中部前fj 上铰链处侧罔上边梁中部前fj 槛中部 编号 s 9s 1 0s l l$ 1 2 名称前纵梁断面前地板纵梁断面前围横梁断面顶盖前横梁断面 断面位置 左前纵梁前部前地板下纵梁中 y = 0 平面y = 0 平面 部 编号s 1 3 s 1 4 s 1 5s 1 6 名称 项盖后横梁断面 后风窗下横梁断 前地板横梁断面前后地板连接断 面面 断面位置y = 0 平面y = 0 平面前地板横梁中部y = 0 平面 编号$ 1 7s 1 8 名称后地板横梁断面后地板纵梁断面 断面位置y = 0 平面后地板纵梁后部 1 2 第2 章建、z 乍身主断而结构设计知# 库 2 4 建立车身主断面结构设计知识库 2 41 截取断面方法 在u g 软件中将整车装配状态数模导入，按j ! 【上述表中位置截取断面，并 计算其面积。 b l 1 篙：。= ? 4 ”“。絮= ：” 幽2 3u g 软件中断面截取和面积计算 第2 章建立车身主断面结构没计知识库 2 4 2 断面知识库 表2 2 a 柱上部断面( 断面s 1 ) qq 。邻q伞q邻 qq ， 面积( c m 2 )2 1 63 4 62 8 42 5 92 8 23 4 82 2 82 0 22 6 73 0 4 轴距( c m )2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 皋宽( c m 1 7 0 l 加61 7 51 7 1 5l 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 车高( c m ) 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 表2 3b 柱上部断面( 断面s 2 ) 口 i廿弋l 矿 ! f t 7一u弋，口 l j l ， 、j 面积( c m 2 )1 5 34 1 23 5 63 7 52 8 _ 52 8 j4 0 53 1 43 0 83 2 8 轴距( c m )2 5 4 2 2 7 9 2 6 2 5 2 6 0 2 6 8 5 2 8 42 4 8 2 4 4 2 6 42 7 1 乍宽( c m ) 1 7 01 61 7 51 7 1 51 8 0 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 车高( c m l1 4 7 3 1 4 5 3 1 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 63 0 83 2 8 表2 4b 柱下部断面( 断面s 3 ) f ， 、rt 夕 1 c 7 t j气 f 1 一 l 。、j、- j1 【l j1 l _ j 面积( c m 2 )1 0 3 2 1 1 4 i i i 1 2 0“2 1 2 81 0 5l 1 1 3 1 1 5 轴赶i ( c m ) 2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 镐2 4 42 6 42 7 1 牟宽( c r n l1 7 0l 61 7 51 7 1 5 1 8 0 41 8 3 5 1 8 11 6 9 7 1 8 4 1 8 1 5 4 ：岛( c m ) 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 1 4 第2 章建立车身主断面结构设计知识库 表2 5 三角窗前柱断面( 断面s 4 ) 眵 n0 转 髟og怨 二一)凹 幽 面积( c m 2 ) 4 9 35 6 29 2 21 8 4 37 5 - 29 9 85 4 98 5 41 3 2 6 轴i 眶( c r n 2 5 4 2 2 7 9 2 6 2 j2 7 12 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 4 车宽( c m ) 1 7 01 6 1 7 5 1 8 1 5l 舳41 8 3 5 1 8 11 6 9 71 8 4 车高( c m l1 4 7 31 4 5 31 6 7 j1 5 11 6 4 41 5 0 - 61 4 81 5 3 61 5 2 表2 7 a 柱下部断面( 断面s 6 ) n口 l j 于1 、- j l 厂7r) - ：弋厂 乙j 丫产 l 、h l 。、j 1 l 一 面移 ( c m 2 1 1 51 4 7 61 2 91 2 01 1 61 5 4 59 8 77 5 72 1 2 51 3 7 轴爵i ( c m )2 5 4 2 2 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 车宽( c m l1 7 01 8 0 61 7 51 7 1 51 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 乍p j ( c m l 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 9l “41 5 0 61 4 8 1 5 3 6 1 5 21 5 1 1 5 第2 章建立车身土断面结构设计知识库 表2 8 侧围上边梁断面( 断面s 7 ) qqqqqq勺q i i i g , ( c m z ) 2 2 43 7 43 5 92 8 63 4 44 4 22 4 22 3 33 7 43 9 8 轴照i c m )2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 铝2 4 42 6 42 7 1 ，# 宽( c m 1 7 0l 61 7 51 7 1 51 8 0 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 j 年岛( c m 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 表2 9 门槛断面( 断面s 8 ) q0qo口onoqq 、，j k 面积( c m 2 )1 3 5 41 9 51 6 21 8 12 0 82 2 31 4 01 2 71 7 51 9 2 轴距( c m ) 2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 车宽( c m )1 7 01 8 0 61 7 51 7 1 5l 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 - 5 车高( c m l1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 9l “4 1 5 0 6 l 铝1 5 3 61 5 21 5 l 表2 1 0 前纵梁断面( 断面s 9 ) 旷口叮q口 r t 叮口叮dl 面移 ( c m 2 )5 1 46 56 5 65 95 7 77 3 44 3 64 6 56 1 66 8 2 轴距( c m 2 5 4 2 2 7 92 6 2 j2 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 乍宽( c m )1 7 01 8 0 61 7 51 7 1 51 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 午高( c m l 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 9 1 6 4 4 1 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 1 6 第2 章建立乍身主断面结构设计知识库 表2 1 1 前地板纵梁断面( 断面s 1 0 ) uu i u飞丁 f uu 介 1f ；iu k 一 面议( c m 2 l 1 5 4 2 2 j3 2 23 3 6 2 2 4 3 5 71 1 3 2 3 4 6 3 0 11 4 6 轴磷i ( c m l2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 车宽( c m 1 7 0l 鲫61 7 51 7 1 5l 4 1 8 3 51 8 11 6 9 7 1 8 4 1 8 1 5 车高( e r a ) 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 表2 1 2 前围横梁断面( 断面$ 1 1 ) r 八 扫u 。，( b i口 v j i j 面軎 ( c m 2 )1 5 63 0 31 0 0 11 5 53 5 61 9 5 42 4 98 4 92 5 3 94 4 9 轴距( c m ) 2 5 4 2z 7 92 6 2 j2 6 02 6 8 52 8 42 4 8 2 4 4 2 6 42 7 1 车宽( c m l1 7 0l 61 7 51 7 1 51 8 0 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 车高( c m )1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 4 1 5 0 61 4 8t 5 3 6 1 5 21 5 1 表2 1 3 顶盖前横梁断面( 断面s 1 2 ) c 哆口。莎c = 3c 哆 ( 7舀6 巧移 面积( c m 2 ) 2 7 12 8 82 7 j2 4 12 8 4 3 4 82 0 71 7 7 3 0 - o2 9 9 轴距佃n )2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 车宽( c m ) 1 7 0l 61 7 51 7 1 51 8 0 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 乍商( c m )1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 1 7 第2 章建立车身主断面结构设计知识库 表2 1 4 顶盖后横梁断面( 断面s 1 3 ) 吣 弋口?j吣队 口二吨、j ；= k l 血寥l ( c m 2 l1 8 52 4 84 9 82 1 35 2 62 8 71 4 33 2 35 0 55 5 9 轴距( c m ) 2 5 4 22 7 9 2 6 2 j 2 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 4 2 7 1 乍宽( c m )1 7 ；o1 8 0 61 7 51 7 1 51 8 0 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 车高t c m l 1 4 7 31 4 5 3 1 6 7 5 1 4 9 l “41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 1 表2 1 5 后风窗下横梁断面( 断面s 1 4 ) c 3 哆o哆b 、- - _ - 产 ， ， 面秋( c m 2 ) 4 2 93 0 3 3 2 4 4 4 25 1 2 轴距( c m 2 5 4 22 7 92 6 02 8 42 4 8 车宽( c r n ) 1 7 0l 61 7 1 5 1 8 3 51 8 1 车高( c m l 1 4 7 31 4 5 31 4 91 5 0 61 4 8 表2 1 6 前地板横梁断面( 断面$ 1 5 ) n n几n 厂n口门nn 而积( c m 2 ) 5 9 66 2 95 5 96 1 95 3 97 1 65 0 34 3 85 6 76 4 2 轴距( c m )2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 乍宽( c m l 1 7 0l 踟61 7 51 7 1 - 51 8 0 41 8 3 51 8 1 1 6 9 7 1 8 41 8 1 5 车商_ ( c m l1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 91 6 4 41 5 0 61 4 81 5 3 61 5 21 5 l 1 8 第2 章建立车身主断面结构设计知识库 表2 1 7 前后地板连接断面( 断面s 1 6 ) i f -匹口 沙。廷 n 。口 晒 口口 面寥! c m 2 )3 l j5 7 73 9 o3 8 84 2 05 6 83 2 62 8 43 1 74 2 9 轴趣( c m ) 2 5 4 22 7 92 6 2 52 6 02 6 8 52 8 42 4 82 4 42 6 42 7 1 牟宽( c m l1 7 0l 61 7 51 7 1 5l 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 牟岛( c m l 1 4 7 31 4 5 31 6 7 51 4 9l “41 5 0 6l 勰1 5 3 61 5 21 5 1 表2 1 8 后地板横梁断面( 断面s 1 7 ) 口 w - w uu 气川 nttt “丫 可dl ju 、一 1 一 o 。一 面积( c m 2 3 9 14 9 44 2 13 7 54 5 84 8 53 1 61 9 16 7 o4 1 轴距( c m ) 2 5 4 22 7 92 6 2 1 52 6 02 6 8 52 8 4 2 4 8 2 4 4 2 6 4 2 7 1 牟宽( c m )1 7 01 8 0 61 7 51 7 1 51 41 8 3 51 8 11 6 9 71 8 41 8 1 5 乍高