车身结构设计总结.doc

1、车身：车身是指各种汽车底盘上构成的乘坐空间及有关的技术装备。（一般来说，车身包括白车身及其附件）*2、白车身：白车身通常系指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身。*3、非承载式（有车架式）:非承载式车身的汽车有独立刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接。特点：有独立的车架；车身受力小；弹性连接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。 4、车架：是跨装在汽车前、后轴上的桥梁式结构。车架的主要型式有：框式、脊梁式、综合式三大类。框式车架可分为边梁式和周边式两种。*5、非承载式车身结构的优点：除了轮胎和悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲作用，适当吸收车架的扭转变形和降低噪声有作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性；底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，简化了装配工艺，便于组织专业化协作；由于有车架作为整车的基础，这样就便于汽车上各总成的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆；发生撞车事故时，车架还可以对车身起到一定的保护作用。6、半承载式车身：还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用 ，车身与底架成为一体共同承受载荷。 这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。*7、承载式车身的主要缺点：由于取消了车架，来自传动系和悬架的振动和噪声将直接传给车身，而车厢本身又易于形成空腔共鸣的共振箱，因此会大大恶化乘坐舒适性；改型较困难；*8、“三化”指的是产品系列化，零部件通用化以及零件设计的标准化。9、车身的表达方式: 传统的表达方式：坐标网格；1:1油泥模型。 现代车身的表达方式：基于CAD系统的曲线、曲面和实体。10、动力总成的布置：初步设计时，必须确定车身与动力总成相对于前轮轴线的位置。在确定各总成相对于前轮的纵向位置之前，应预先估算轴荷分布。因此，车身总布置与整车总布置工作是很难截然分开的，往往需要反复交叉进行。*11、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不致超过允许值。12、油箱和备胎的布置：在轿车上，油箱和备胎的布置车身的有效容积和汽车的轴荷分配都有很大的影响。为保证安全，油箱不应布置在发动机舱内，备胎则可根据需要任意布置。油箱和备胎往往同时布置在行李舱内。当备胎布置在行李舱内时，应保证在装满行李的情况下仍能方便地取出备胎。13、车身试制和试验的目的：主要在于通过实践来具体检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，以及预先了解制造上的关键等。14、概念设计的主要工作有：1.对市场、法规、竞争对手和竞争车型进行认真调查与预测；2.确定所开发新车在性能、质量、成本等方面适当的目标水平、具体指标和规格要求；3.进行整车和车身的总布置； 4.产品、工艺、生产、销售和零部件等方面的专家在车身造型冻结前进行新车方案的较详细的可行性研究工作。 15、所谓A级曲面的定义：是必须满足相邻曲面间之间隙在 0.005mm 以下。16、计算几何：是一门兴起于二十世纪七十年代末的计算机科学的一个分支，主要研究解决几何问题的算法。17、计算机辅助设计的主要问题：曲线的生成；曲面的生成；曲面间的拼接；曲面间过渡曲面的生成；曲面质量的评价；车身外表面曲面的分块。*18、轿车车身的布置：传统式布置型式有利于车室内部（包括行李舱）布置，而且可以提高操纵稳定性、行驶平顺行和乘坐舒适性，但其缺点在于地板中部出现凸包，影响踏板布置、整车高度的降低和质量的减轻。 对于前驱动布置型式，由于取消了传动轴，可以降低地板和整车高度，如果采用横置式发动机，则更方便于车室内部布置。此种布置型式对车身总布置、降低风阻、整车轻量化等都是很有利的。19、布置动力总成要考虑的因素：轴荷分配；K点的位置；曲轴中心线的倾角；发动机与其它零部件的间隙；20、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不致超过允许值。21、影响车身地板高度的因素：传动轴；车架纵梁和横梁；22、降低轿车地板平面的措施：减小车架纵梁的高度；前后轴上面的一段纵梁做成向上弯的形状；后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等。23、R点定义：座椅调至最后、最下位置时的“胯点” 。 *H点定义：实车测得躯干与大腿相连的旋转点“胯点” 位置。24、车身内部布置的依据：标准人体（人体样板尺寸）；车身的内部空间。25、车身内部布置的主要工作：决定座椅的位置、几何参数；决定座椅的调节范围；方向盘的位置、大小、倾角；方向盘的调节范围；组合仪表和仪表台的位置、大小；组合仪表表面的角度；各种操纵手柄的位置、大小。26、影响视野性的因素：座椅的布置、高度以及座垫和靠背的倾角；车窗尺寸、形状和布置；立柱的结构；发动机罩和翼子板的形状。*27、长途大客车的特点：由于乘客乘坐时间长，站距远，客流量较稳定，所以主要应保证乘客在座椅上的舒适性。 长途大客车平面布置的特点：座椅的布置应尽可能使乘客面朝前方，为了增加载客量，一般可以两排座中间的过道处增设活动座。*28、城市大客车的特点：站距短、乘客流动频繁，所以主要应保证乘客上、下车方便和便于在车内走动。 城市大客车平面布置的特点：一般多采用单排、双排座的布置方案，以增大过道宽度和立席面积。29、蓄电瓶布置考虑的因素：轴荷分配合理；蓄电瓶尽可能靠近起动电机。30、仪表板上的布置：控制系统应尽量布置在驾驶员的右手边；仪表布置在左手边；指示灯应安排在仪表的上方。*31、大客车的安全性：车身结构；座椅及安全带；安全玻璃；车内软化*32、货车驾驶室按其结构可分为四类：驾驶室位于发动机之后的长头式（安全但整车面积利用差）；驾驶室部分地位于发动机之上的短头式（综合安全和面积利用）；驾驶室位于发动机之上的平头式（整车面积利用好但安全、维修、隔热差）；驾驶室偏于一侧的偏置式（ 整车面积利用、维修、隔热性好但安全性差 ）33、人体工程学：是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的一门技术科学。*34、H点是人体身躯与大腿的交接点。用它来确定人体乘坐位置。H点人体模型：确定车身实际H点位置用的人体模型。模型的背盘与臀盘交接处，在相当于人体胯点的位置上设有铰接副，铰接线的中点即为H点。H点人体模型由背盘、臀盘、小腿杆、及头部探杆等组成。35、H点三维人体模型的作用：确定轿车的实际H点；检验轿车座椅设计的合理性。*36、汽车驾驶员眼椭圆：驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅中时其眼睛位置在车身中的统计分布图图形。 眼椭圆样板作用：车身内部设计或校核。37、汽车风窗玻璃刮扫系统的基本要求：有足够的刮扫能力；正确的刮扫部位；合格的刮净率。刮扫面积和部位的校核基准：眼椭圆。38、刮扫面积和部位的校核方法：在车身侧视图与府视上画出第95百分位的眼椭圆；根据刮扫要求作眼椭圆上下左右四个切平面；39、百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。40、影响驾驶员手操作钮件布置合理性的因素主要有两个：驾驶员自身的伸及能力，汽车驾驶室内部设计尺寸41、影响驾驶员手操作钮件布置合理性检验步骤：测量出被检车辆驾驶室的相关参数；计算驾驶室尺寸综合因子G；计算基准面HR离踵点的距离d，d=786-99G；建立三个正交平面：HR基准面、驾驶员座椅对称平面、通过最后H点的水平面。测量出被检验的手操作钮件在这一坐标系中的坐标值；根据算得的G值和使用情况确定的男女驾驶员比，从21张表格中选取相应的表格。42、汽车造型设计：使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程。43、汽车造型设计的内容：外形设计；室内造型设计；色彩设计；标志设计。车身附件设计；44、造型设计的主要工作：参与汽车总布置设计和车身总布置设计；绘制效果图；塑制模型；将外形形体上的曲线表达在主图板上；制订室内造型和覆饰设计方案；协同结构设计师将造型形象体现在具体的车身结构上。45、汽车造型设计的基本要求：使汽车具备有完善的艺术形象；使汽车具有良好的空气动力性能；使汽车车身具有良好的工艺性；应保证汽车良好的适用性；应考虑材料的装饰效果。46、决定汽车外形的因素：形体构成，线形构成，装饰和色彩构成三个因素47、效果图是造型设计仔细构思的最终纸面产品，主要用于展示和评审之用。48、透视投影是一种符合视觉近大远小规律的作图方法，它能较真实的表达人眼视物时的立体感。49、油泥的特点：油泥经过加温，硬度会迅速降低，得到相当好的柔软性，特别适合重塑；温度回落，其硬度又很快恢复，适合细节的刻画。但油泥模型不能长期保存。 油泥的成分： 填料：粘土干粉或滑石粉60%；柔性粘结剂：滑脂（黄油）30%；固性粘结剂石蜡10%。50、色彩视觉是人们辨认不同波长的光波的能力。51、色彩的三要素是区别各种颜色的标准：(1)色相 是区别色彩种类的名称。如红、黄、蓝。(2)明度 也称光度，是色彩的明暗程度，亦即色彩对光线的反射程度。(3)纯度 又称饱和度成色度，也就是接近标准色(标准光谱色)的程度。52、汽车造型的发展趋势：继续改善空气动力性，降低能耗；进一步提高空间利用率；新材料、新工艺的不断发展与应用；功能性结构的发展导致车型全新。53、汽车空气动力学所研究的内容，主要有下列方面：汽车行驶中的气动力和力矩的研究；汽车表面及周围的流谱和局部流场的研究，以分析作用在汽车上的气动力机理；发动机和制动装置的空气冷却问题的研究；汽车内部自然通风和换气问题的研究；54、汽车的风洞试验分为全尺寸模型和缩尺寸模型风洞试验两类。风洞：是一种按一定要求而设计建造的管道，可借助于动力装置产生可调节的气流以便模似大气流场的作用。55、流场：在空气动力学中，可把流经物体的气流的属性，如速度v，压强p，密度 ?等，表示为空间坐标（x,y,z）和时间t的函数，例如：v=v(x,y,z,t)； p=p(x,y,z,t)；r = r(x,y,z,t)等。分别为速度场，压强场和密度场。所有这些场的总合，称为流场。56、非定流场：随时间变化的流场，称为非定流场。定流场：不随时间变化的流场，称为定流场。流线：为了研究气流的运动，可在气流中引入一条假想的曲线，认为它任何一点切线的方向都与该时刻气流质点速度向量的方向相同，该曲线称为流线。流线给出的是在同一瞬时，线上各气流质点的运动方向的图形。流谱：在某一瞬时的流场中，许多流线的集合，称为该瞬时气流的流谱。可通过流谱来描述气体流动的全貌。57、气动力：将整个汽车外表面上空气压力合成而得到作用在汽车上的合力，称为气动力。风压中心：气动力在汽车上的作用点称为风压中心。记作：C.P.。58、汽车的空气阻力：是与汽车运动方向相反的气动力。其大小与空气阻力系数CD，迎风面积S，空气密度?及车速?的平方成正比。59、汽车的空气阻力由以下五部分组成：1）形状阻力2）摩擦阻力3）诱导阻力4）干扰阻力5）内部阻力60、 汽车的气动升力垂直于汽车的运动方向，即垂直于地面。升力向上为正，向下为负61、中线：中线指的是汽车横截面中心点的联线。前后缘：中线与汽车前端面和后端面的交点，称为前缘和后缘。弦长：前缘和后缘的连线称为弦线。拱度：中线弧线高度与弦长之比称为拱度。62、减小汽车气动升力的措施：1）采用负迎角造型，可使流入汽车底部的空气减少，避兔底部气流阻塞，也有利于底部空气向尾部低压区疏导，使底部气流保持一定的流速，从而减小升力。2）在汽车前端底部加一个扰流板，可减少进人底部的气流量，还能使底部气流顺利地向尾部或侧面流动，并保持一定的流速，这样也可使升力系数下降。63、风压中心C.P的位置对汽车空气动力稳定性影响：若风压中心C.P在质心C.G之前，则进一步增强侧向风力的作用，从而导致恶性循环使汽车失稳；若风压中心C.P在质心C.G之后，从而削弱侧向风力的作用，使汽车趋于稳定。64、附面层：围绕着运动物体一个相对薄的空气层内，气流速度有着急剧的变化，存在着速度梯度。该气流层称为附面层。65、层流：当气流速度不很大时，附面层内各层间速度变化小，各层间是以不同速度错动的，称之为“层流”。湍流：当附面层内各层间速度梯度较大时，整个附面层充满了涡流，称之为“湍流”。66、分离点：当气流从凸起部分向凹下部分流动时，气压由低升高，气流要克服压力的升高才能继续运动，气流速度也就变慢，这不仅对外部气流有影响，更重要的是对附面层的气流带来影响。由于附面层内的气流速度变慢而使附面层内的气体“堆积”起来并逐渐变厚，于是会在距物体表面某一点K处的气体粒子失去其动量，速度为零。气流在这一点与表面开始分离，该点称为分离点。67、分离现象：靠近物体表面的气流方向变成负值，空气发生倒流，从K点起形成一个分离面K-K，在分离面后部，产生了一个个涡漩，涡漩被外层气流带走，同时又从分离面上卷进新的涡漩以补允被带走的部分，这种现象称为分离现象。68、汽车底部和地面之间的气流状态受下列因素的影响：(1)地面和底部间的距离；(2)车辆宽度、长度和高度之比以及车身造型；(3)底部的平稳程度；(4)地板的纵向曲率和横向曲率。69、涡漩：在气流作用下，上表面流速快而形成低压，下表面流速慢而产生高压，这两个区域沿边缘相连接。气流在边缘上自然会由高压区向低压区流动，这种交叉流动构成了两股气流间的空气动力学干扰而产生旋转的空气运动，称为“涡漩”。70、车身后部形状对阻力的影响：车身后部形状对尾部流谱有显著影响。当?300时，气流的分离点在B点，一般称为快背型流谱。当? 300时，分离点产生在A点，一般称为方背型流谱。71、汽车外形的空气动力学开发程序可归纳为：l）将完成初期造型的多个缩尺模型方案，按空气动力学的基本要求进行初期风洞试验，以用于选型；将选定的模型进行空气动力学修改后再进行风洞试验，如此反复多次优选直至定型；2）按定型方案制成l：l模型，并装上刮水器、后视镜等各种附件后再进行风洞试验予以改进；3）按改进后的摸型制作样车，并完成最终的整车风洞试验。72、连续曲线：过曲线上的每一个点，只能作出该曲线的一条切线的曲线，称之为连续曲线。光滑曲线：在连续曲线上，如果任一点只有一个曲率半径，或者说在整个曲线长度范围内曲率半径是逐惭变化的则称之为光滑曲线。73、曲线光顺的概念：在车身设计中，曲线光顺是指曲线应连续，光滑，曲率变化均匀且无多余拐点。 比例曲线：若两条曲线上所有对应点的纵坐标与各自的高之比相等，并且横坐标与各自的底之比相等，则此两曲线互为比例曲线。74、曲面：可看作是由一条在空间运动的线段所有连续位置的总和。形成表面的线段为母线，母线沿其运动的线为导线，在每个位置的母线称为表面素线。 直纹面：直母线形成的曲面为线性曲面（直纹面），它又可分为单曲面和扭曲面两种。 扭曲面：在直母线连续运动形成的曲面上，任意相邻两素线彼此交叉时的曲面为扭曲面。扭曲面为不可展曲面。如柱状面和锥状面。 柱状面：直母线沿两根曲导线且始终平行于一固定导平面连续运动所形成的曲面。75、锥状面：是母线沿一根曲导线且始终相交于一直导线而运动所形成的曲面。 非线性曲面：曲母线在空间连续运动所形成的轨迹，称为非线性曲面。非线性曲面又可分为母线不变和母线可变两种。大部分车身曲面均为可变母线的复杂曲面（自由曲面）。*76、车身分块原则如下：1）车身的主霎轮廓线，如车身表面上的对称中心线，车身的最宽截面线等，必取为边界线；2）考虑曲面形成规律，如图7-7中块4跨过数个零件，使制出的表面保证车身侧面的连续性；3）车身表面造型设计要求的特殊线，可取为分块线；4）表面分块应使表面单凸或单凹；5）边界条件尽量取为平面曲线。77、加强板设计：减小两端的刚度突变；合理的大小和厚度；减轻加强板的重量。78、接头的设计：(纵、横杆件的连接点即通常所谓的“接头”）纵梁与横梁应以翼缘连接；合理地扩大连接面积；79、车身承载杆件的开孔：由于这些孔洞将产生应力集中，应尽可能将孔位选在应力较小的部位。如截面中性轴附近。此外，开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重。80、车体结构分析与设计的主要内容：确定整个车体应由哪些主要的和次要的构件组成；确定承载杆件的截面；确定承载杆件间的过渡方式；将车体进行分块，构建分总成，建立分总成间的连接关系；进行零件、部件和总成数学模型设计和装配；对车身焊接总成进行强度和刚度分析。81、圆形截面对抗扭最有利。矩形截面中，正方形抗扭能力最强，当矩形两边之比h/b2时，扭转刚度明显下降；在材料面积A和壁厚t保持不变的情况下，闭口截面的抗弯性能稍次于开口截面，但闭口截面的扭转惯性矩要比开口截面大多了。82、车身承载杆件的开孔：由于这些孔洞将产生应力集中，应尽可能将孔位选在应力较小的部位。如截面中性轴附近。此外，开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重。83、 车身的大型板壳零件可分为三类： 1）外覆盖件，对这些零件的要求是：表面光滑，棱角线条清晰