汽车车身结构与设计复习思考题

汽车车身结构与设计复习思考题汽车车身结构与设计复习思考题 第一章 车身概论 1 现代汽车车身有何特点 车身的特点 10 是使生产工艺 壳体力学 人体工程学 工业设计 材料学 运输学 心理学 经济学 销售学等众多各不相同的学科紧密地联系在一起的工业产品 是技术与 艺术相结合的产物 0 车身的发展取决于科学技术水平和物质技术条件 30 与人们的 生活 生产密切相关 舒适性 货物完整性 保护乘员安全 40 汽车的更新换代 关键 在车身 50 车身是汽车工业中一个最年轻而又发展迅速的分支 60 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决定于车身 70 对销售和用户 心理有着极其重要的影响 80 技术密集型和劳动密集型相结合的产品 2 为什么说汽车是技术密集型 资金密集型和劳动密集型产品 技术密集型 大量采用最尖端技术 机械化 自动化程度很高 自动加工 装配线 机械手 机器人等 劳动密集型 相当一部分仍需手工完成 车身钣金件的手工打磨 补焊 涂胶 内饰及附件装配等 3 车身对汽车性能有哪些影响 车身对整车性能的影响主要有以下几方面 1 决定整车装载质量的大小 运输能力的高 低 2 决定整车的整备质量 Go 自重 和造价 3 影响整车的动力性和燃油经济性 4 车 身形状与汽车的气动阻力密切相关 5 车身形状影响汽车高速行驶的稳定性 6 影响客车 的乘卧舒适性 操纵舒适性 7 与行驶安全密切相关 8 与整车宜人性密切相关 除舒适 性外 9 影响整车的通过能力 4 汽车诞生 120 多年来轿车车身经历了什么样的发展历程 其设计技术的发展趋势主要体 现在哪些方面 第一辆汽车计师全力以赴解决动力 传动装置和操纵机构 配上了当时最现代化的门 窗 等 现代车身开始出现 马车型汽车 车身由原来的敞开式改为封闭式 其舒适性 安全 性都有很大提高 箱型汽车 运用大型冲压件组成带门洞的全金属车身 甲壳虫型汽车 接触点焊技术开始用于车身连接 从而改进了车身的连接方式 降低了劳动量 消除了以 往薄板焊接变形现象 用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力 采用 了流线形的车身外形设计 船型汽车 出现了承载式车身与无车架结构相结合的汽车 鱼 型汽车 从背部看 鱼形汽车和甲壳虫形汽车是很相似的 楔型汽车 造型的简练 动感 方面 还是从其对空气动力学的体现方面 都比较符合现代人们的主观要求 具有极强的 现代气息 给人以美好的享受和速度的快捷感 其设计技术的发展趋势 1 车身造型朝多元化 个性化方向发展 体现风格 注重各方面 细节和整体的协调 车身设计注重气动的最优化 2 车身的制造更加强调 三化 采用先 进的制造技术 如激光点焊机械手装配等 3 采用先进的设计实验方法 充分发挥计算机 辅助设计 CAD 的优点 4 车身材料注重轻量化和环保 充分利用可回收材料 报废后 的再循环利用 5 车身结构优化设计 采用吸能装置 保证碰撞时乘员的安全 注重车身 内外的安全性 安全气囊 溃缩式转向柱 汽车前部的吸能结构 6 虚拟技术的应用 对 设计 制造 试验过程进行计算机仿真 5 汽车成为众多不同学科紧密联系在一起的工业产品的原因何在 生产工艺涉及金属非金属加工 心理学造型色彩 橡胶电子各种材料工业 6 什么是车身 厢式车身 白车身 成品车身和车身结构 车身覆盖件指的什么 车身指的是汽车上除底盘 发动机外其它部分的总称 车身是供驾驶员操作 以及容纳 乘客和货物的场所 一厢式车身 发动机舱 客舱和行李舱在外形上形成一个空间形态的车 身 客车常采用的车身型式 两厢式车身 发动机舱 客舱和行李舱在外形上形成两个空 间形态的车身 紧凑型的轿车产采用的车身型式 三厢式车身 发动机舱 客舱和行李舱在 外形上形成各自独立形态的车身 此种车身能形成较大的客舱和行李舱 一般中高级轿车 都采用此种型式 开式车身 即通俗所说的敞篷式车身 客舱上没有车身顶盖或者顶盖是可 以收起的 一般高级的运动轿车都采用这种型式 白车身 白皮车身 已装焊好 但未喷 漆的车身 成品车身 喷好漆等待往底盘上装配的车身 车身覆盖件 覆盖车身内部结构的 表面钣件 车身结构件 支撑覆盖件的全部车身结构零件的总称 如 车身骨架 支承梁 柱等 7 何为 三化 为什么在车身设计中特别强调 三化 三化 指 产品系列化 零部件通用化 零件设计制造的标准化 实行 三化 收到很大 经济效益 工业产品设计 制造的必然方向 原因 简化生产 提高产品质量 设计上应 进行详细技术经济分析 降低生产成本 尽量实现 三化 三化 的实质 1 产品系列化 将产品合理分档 组成系列并考虑变型 优点 车身骨架 前后风窗玻璃通用 减少 了不同车型的零件数 简化了模具 胎具 装焊夹具与台架等设备 成本 2 零部件 的标准化 广泛采用标准件 优点 有利于产品的系列化和零部件的通用化 便于组织 生产 降低成本 提高质量 方便维修 3 零部件的通用化 零部件在同类车型中的通 用问题 8 车身先进的设计 试验方法包括哪些内容 1 客车设计的 CAD 系统功能 完成车身外形制图工作 构筑包含曲面信息的车身外形数学 模型 为进一步分析设计结果打下基础 2 结构分析技术 已归入 CAD 系统 a 应力分 析 亦称静力分析 输入静载荷 得出车身各部应力分布情况 即静态变形 应力 振型 b 动力学分析 亦称动态分析 输入动载荷 得出车身结构动态刚度和强度 3 空气动力性试验 4 室内道路模拟试验 MTS 5 安全性试验 6 车身材料的再循环利用 车身设计的新课题 9 推广 CAD 系统的条件是什么 客车 CAD 系统有何特点 客车设计的 CAD 系统 条件 计算机工业的飞跃发展 性能价格比大幅度提高 软件 开发技术和外围设备的发展 软件丰富 外设完善 功能强大 CAD 系统越来越明 显的优越性 成为客车现代设计技术最先进和实用的方法 特点 10 具有客车设计的全部功能 20 仅输入少量信息 就可高效率地完成整车及 各零部件的 设计工作 30 直观性强 设计者可以通过屏幕反复修改 评价设计结果 充 分发挥创作灵感 40 大量的设计 计算 绘图工作由计算机及辅助设备完成 大大缩短 了设计周期 提高了设计质量 减轻了劳动强度 50 设计结果复制 再现方便 10 简述客车车身造型和内饰设计的发展趋势 车身造型设计的发展趋势 1 越来越具有调和与折衷的特点 方基调与流线形之间的折衷 高地板样式与最小风阻之间的折衷 空气动力性与生产工艺间的协调 局部与整体间的 协调 2 更注重车身的细部设计 强调外形的平滑 大量使用平面曲线 车灯 空气 入口 出口 车窗框等更多地被平面曲线所代替 尽量避免采用电镀饰件 细部设计精 益求精 追求更加完美 整车外形平整 圆滑 饱满 3 平滑的外形开始向曲中带棱变 化 雕塑感强的车身设计将打破传统的理念 4 更加重视整车的风格与个性 强调给人以 新颖的感觉 5 以人为本 崇尚人性化设计 客车车内饰设计发展趋势 1 在装备空调设备的基础上 采用全封闭式侧窗 采用双层 玻璃 提高空调性能 采用全自动空调 利用空气动力性试验确定车室进 排气口位置 采 用外摆式或内移式车门 提高车身密封性 采用空气净化设备 提高空气洁净度 2 努力 降低车内噪声 采用粗呢面料 织物面料 作为内饰贴面 铺地毯 加强导线 导管出入 口及车门 踏步处的密封 内外蒙皮间喷塑处理 喷阻尼涂料 提高外蒙皮的刚性 减 轻行驶中的振响 采用多层复合地板 减少底盘噪声传入 3 提高座椅的功能性 利用人 机工程学的研究成果 设计驾驶员和乘客座椅 开发式样新颖 功能性强的新型座椅 4 追 求更加豪华和多功能的车内设施 注意装饰效果的新颖和艺术风格的个性化 配套设备 装饰件专业化生产 品种繁多 为车内设计的豪华和多样化提供了极大的方便 车内全部 采用镶嵌设计 乘员能触及的部位全部软化处理 第二章 车身设计方法 1 车身设计的特点是什么 一 要求整车外形整体协调给人以美感 并保证必要的流线型 空气动力性 二 对设 计的互换性和装配准确度有较严格要求 三 为保证整车的光学艺术效果 车身表面上的 各点 空间座标 连成的曲线必须在纵向和横向两个截面上反复协调 使之光顺 四 图 形表示采用座标网格 五 必须辅以 1 1 的车身模型来准确完整地表达车身形体的转折和 真实立体效果 依靠外形样板和主模型等补充产品设计 生产准备和投产等阶段设计图 样的不足 保证成套工艺装备 模具 装焊夹具 之间乃至零部件之间的协调验证 六 不仅从性能和功能方面进行设计 外形的美观与否与车身的性能一起决定了车身的商品价 值 七 车身设计从汽车的规划开始到生产为止 和其它机械部分有着密切的联系 八 车身结构复杂 难以用计算的方法精确求出各部分的应力 要同时保证强度 刚度和轻量 化要求 需要从实物或模型上实测 以及丰富的设计经验与资料积累 九 必须考虑乘坐 的舒适和操作的方便 与人机工程学密切相关 十 在总布置设计阶段就需要将很多领 域的知识和要求巧妙地结合成一个整体 十一 设计开始前 需要进行大量的资料搜集 市场分析 2 车身传统的设计方法是按照哪两个基本系统进行的 其特征是什么 顺序设计系统特征 按照一定步骤 一步一步往下进行 其特征是等待顺序作用发生的结 果 综合设计系统特征 工作分门别类 几个部门按其特点相互依赖性同时进行 3 传统的轿车车身外形设计 初步设计和技术设计 过程包括哪些内容 初步设计采用缩小比例的方法 1 绘制 1 5 车身布置图 2 绘制缩小比例的彩色效果图 3 雕塑 1 5 模型技术设计 1 绘制 1 1 线型图 2 雕 1 1 油泥模型 1 5 放大模型 3 制作 1 1 内部模型 4 绘制车身主图板 5 绘车身零件图 6 样车试制和试验 7 制造车身主 模型 4 样车试制 试验的目的和要求是什么 目的 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 制造上的关键等问题 要求 无论采用何种方法制造 试制的样品应尽可能与设计产品一 致 5 何谓主模型 简要说明外主模型和内主模型的制作要求 主模型 根据主图板 车身零件图和样板制造的 1 1 实体模型 其制造周期长 造价高 一般在定型后制造 外主模型 车身外廓形状的主模型 制作要求 a 考虑分块与车身零 件一致 b 考虑拉延深度 压床台面 板材规格等要求 c 为便于制造冲模 其外表面 应是车身内表面 内主模型 车身内部形状 结构的主模型 结构型式与外主模型大致相 同 二者密切相关 内主模型制作应考虑装配 如车门 仪表台等 以便协调验证 第三章 车身总布置设计 1 车身总布置设计需要整车总布置提供哪些要求 在整车总布置和底盘总布置基础上进行 受发动机的位置制约很大 需整车总布置提供 汽车总长 La 总宽 Ba 总高 Ha 轴距 L 轮距 B 前悬 LF 后悬 LR 等控制尺寸 轴荷分布范围 底盘各总成的位置和轮廓尺寸 包括动力总成 水箱 前后桥 传 动轴 车轮 悬架 转向系等 乘员数及行李舱要求 使用要求及操纵机构的相互位 置等 2 现代轿车车身的设计特点和要求是什么 设计特点 轿车车身是整车的重要组成部分 它与底盘密切相关 因此车身设计不能只 考虑车身的条件 必须在充分考虑整车总布置的情况下进行 亨利 福特提出 3S 和 4M 原则 遵循 三化 原则 即标准化 通用化和系列化 车身在材料 加工 装配 结构及设计等方面与其它总成有很大差异 要求 轿车车身设计不仅要求造型美观 更重 要的是要实现相应的功能 其设计主要考虑使用性 人机工程学 环保节能及空气动力学 等方面的要求 造型美观 性能良好 a 舒适性 b 安全性 c 可靠性 d 视野性 e 乘坐方 便性 f 操纵方便性 良好的空气动力特性 制造容易 维修 拆装方便 3 简述现代轿车的车身设计方法 轿车总布置设计所包括的内容和轿车车身骨架的特点 轿车车身的设计方法 概念设计 概念设计是产品设计的前期工作 是指从构思产品到 确定设计的技术指标 下达产品设计任务书为止这一阶段的设计 包括设计任务书的全部 内容和一个批准的三维模型 概念设计的主要内容 明确开发目的 产品使用调查 造型设 计及基本尺寸 产品的目标成本 制定产品设计任务书 工程设计 国内的做法是从小比 例的三维模型做起 其次则是进行车身试验工作 包括风洞试验 碰撞试验等 与国外 最大的区别在国内制作模型和模型 局部构件试验不能同时进行 根据图样设计的样车进 行试验 发现问题后再修改十分困难 这样就延长了设计周期 CAX 技术 其中 X 泛 指多方面 如 CAD CAE CAM CAT 等 利用 CAX 技术 轿车车身的开发流程已经过 渡到并行为主的开发方式 CAS 艺术构思图 CAD 三维模型 和结构设计 CAE 优化设计 试制 试验定型 CAPP 工艺设计 CAD 模具设计 投入生产铸件毛坯准备 CAM 机械加工 装配调整 轿车总布置设计所包括的内容 确定车身内部 外部尺寸 确定乘坐与操纵空间 校核各项性能及法规要求的尺寸数据 确定车身的悬置形式及位置 确定发动机 传 动系占用的空间 并对有关总成提出反要求 确定备胎 燃油箱 以及各种液罐 蓄电池 及行李舱的位置 确定由于车身附件及其它装置的特殊要求引起的车身结构及布置的变 动 轿车车身骨架的特点 a 外力直接作用于骨架上 b 所有构件连接成一个整体 共同承担 外力作用 c 没有多余的不受力构件 d 足够的强度和合适的刚度 e 所有机组 总成 都必须 悬置于骨架承载结构的几何节点处 4 客车车身总布置设计的工作内容 主要依据和设计程序是什么 客车车身总布置设计的工作内容 1 根据整车设计要求确定车身各部分尺寸 2 确定整车 外形 3 驾驶区布置 4 乘客区布置 5 空调系统的位置 6 行李舱大小及位置 7 视野设计校核 8 安全性设计 主要依据 整车 底盘 总布置的有关参数和发动机布置 整车的使用条件和用户要 求 国家 行业有关标准 法规 人机工程学的要求 制造 工艺条件等 设计程序 车身主要尺寸的确定 车厢内平面布置 座椅布置及操纵机构布置 驾驶区 布置 横向截面布置 备胎 油箱和蓄电池的布置 必要的校核 5 大客车布置有哪几种型式 各有何优缺点 目前中高档客车采用最多的是哪一种布置型 式 1 前置发动机式优点 10 通用性好 与货车通用部件多 20 发动机冷却条件好 维 修 拆装方便 30 传动系及操纵机构简单 易于布置 缺点 10 发动机凸出于地板平 面之上 车厢面积利用率低 20 轴荷分配不利 前悬短 后悬长 转向沉重 影响安 全 30 传动轴从地板下通过 使地板高度 上下车方便性 40 车内噪声大 振动 大 隔热隔烟性差 乘座舒适性 50 乘客门布置在轴间 削弱了车身刚度 60 传 动轴长 一般三节 临界转速低 易共振 2 中置发动机式 采用卧式发动机中置 优点 10 车厢面积利用率最高 F max 20 车内噪声小 发动机与车厢隔绝较好 30 传动轴短 轴间重量分配良好 40 外形设计和座椅布置不受发动机限制 50 车 门可开在前轮之前 适合单人管理 缺点 10 发动机冷却较差 水箱布置困难 20 地 板高度高 重心高 为保证发动机安装空间 30 发动机易被尘土弄脏 保养维修困难 40 寒冷地区使用 发动机保温困难 50 远距离操纵 机构复杂 60 对地板密封要求高 否则噪声 气味 热量易进入车厢 3 后置发动机式 优点 10 发动机与车厢隔绝最好 废气不会进入车厢 20 车身振 动 噪声小 舒适性好 30 轴间重量分配良好 面积利用率高 F 40 易于在车 厢外检修发动机 能在地板下形成较大的行李舱 50 地板可以降到最低高度 使上下车 和车内行走大为方便 缺点 10 发动机散热较差 需要冷却效果强的散热器 20 远距 离操纵 机构复杂 6 汽车车身的尺寸主要受哪三种因素的限制 公用道路的行驶状况 涉及汽车是否符合交通要求和某些使用尺寸最小值的要求 由 国家标准和国际标准决定 旅客的运输情况 与运输方法 式 有关的车身尺寸方面的 限制 无明确规定 取决于车身和所运送人 货的关系 如运送残疾人或儿童 运输沙石 或棉花 自卸与否等 货物运输情况 7 汽车驾驶区有何特点 布置驾驶员座椅的目的和要求是什么 驾驶区布置主要包括哪些 内容 驾驶区的特点 1 驾驶员工作的场所 是任何一种汽车都必需的组成部分 2 不同于一般地面操作台和飞机 火车 轮船驾驶舱 操作环境的变化为随机的 开放 式 3 受振动 颠簸 噪声和排气污染的影响大 使驾驶员经常处于紧张状态 4 仪表 按钮 杆件等操作频繁 要求驾驶员高度集中精力 目的 决定驾驶员的视点和驾驶姿 势 确定驾驶员与汽车操纵机构之间的尺寸关系以及作用在踏板上的力的大小 要求 符合一系列标准与技术条件的规定 满足驾驶员生理和心理上的一整套特点 满足 在特定车型上的工作条件 驾驶区布置主要内容 1 座椅的主要尺寸 2 对驾驶座椅 的要求 3 驾驶座位置 取决于 方向盘倾角 直径 R 座椅高度 A 4 踏板相对于 座椅的位置 决定脚掌踩在踏板上的压力大小 5 方向盘直径 d 6 踏板布置 7 变速杆 手制动操纵杆和各种按钮的布置 8 从人 机工程出发 对驾驶员和乘客座椅有哪些要求 对驾驶员座椅要求 为保证驾驶员操作方便 舒适 减轻工作疲劳 现代汽车对驾驶座 椅提出了较高的要求 能前后调节 调整量 45mm 左右调节 调整量 45mm 座高 调节 调整量 100mm 大腿支撑调节 座垫倾角调节 靠背角和头枕倾角调节 背部支撑宽度调节 腰部支撑力调节 座垫刚度调节 适应不同体重 保持最佳弹性 长途 旅游客车乘客座椅要求 注意与侧窗窗距配合 使每个乘客都有良好视野 长 途 团体客车座间距应 680mm 旅游客车 750mm 确定座间距应考虑前排座椅可能 调整的最大靠背角 标准双人座宽 960mm 单从座宽 480mm 靠背高度 520 680mm 旅游车取上限 座椅应实现靠背角 座宽 可调 并尽可能配置踏蹬 9 对乘客区布置有何要求 要求乘客区布置 保证乘客站立和乘坐时所需的空间符合人机工程学的人体尺度基本要 求 尽可能提高乘坐的舒适性和居住性 安全性好 使用经济性好 10 长途客车车厢内平面布置的原则是什么 对长途 旅游客车的座椅布置有何要求 长途客车车厢内平面布置的原则 乘客座椅布置应面向前方 增加活动座后 应保证 活动座收起后的最小通道宽度 乘客的侧视野应保证不受窗立柱影响 必须有保证舒 适的最小座间距 为方便上下车 当车长 10m 时 应增设一个乘客门 当一个乘客 门位于前悬处时 当设置安全门时 其位置应处于与乘客门相对应的另一侧 安全门 与乘客门不在同一侧 且最小尺寸为 1250 550mm 乘客门单门最小尺寸 1650 650mm 双门最小尺寸 1800 1200mm 长途客车的座椅布置要求 保证乘坐舒适性 行李妥善放置 旅游客车的座椅布置要求 将舒适性 安全性 观光性放在第一位 设置较完善的服务设施 音响 闭路电视 导 游设施 冰柜 卫生间 车载电话等 有较大容积的行李舱 11 客车横向截面布置包括哪些内容 决定车内通道宽度的因素有哪些 降低城市客车地 板高度可以采取哪些措施 客车横向截面布置包括 车厢地板平面高度 内室高度 侧窗上梁高度 通道宽度 BT 决 定因素 汽车总宽 座椅宽 车身壁厚等 降低城市客车地板高度 采用小直径高承载能 力的轮胎 采用单级主减速器 或单级主减速器与轮边减速 完全采用轮边减速 采用 后置后驱动和远距离电控操纵布置型式 采用非对称式弯纵梁 采用大落差前桥 12 仪表板 备胎 油箱 电瓶的布置原则 要求和需要考虑的因素 仪表板布置原则 为保证驾驶员注意力集中和操作方便 控制按钮 手柄的布置距离和操 作距离 指示灯的辨认识别距离等都应符合人体工程学的要求 要求 按钮和手柄应布 置在仪表板右侧驾驶员右手能方便接近的距离之内 按使用频率的高低从右至左安排 控制系统尽量布置在驾驶员的右手边 仪表布置在左手边 指示灯安排在仪表的上方 备胎 质量 80 140kg 安装位置考虑 轴荷分配 驾驶员一人装卸方便 在可能情况 下应将备胎垂直安放 油箱 布置原则 考虑轴荷分配合理 安全防火 远离排气管和乘客门 加油方便性 发生碰撞 挤擦事故不会轻易触及 电瓶 轴荷分配合理 电池应靠近发动机 电线质量和电阻 电缆长度 13 为保证乘员安全 对车身设计有何要求 要求 驾驶区所有构件的棱角和边缘应采用半径较大的圆角 正面碰撞时 前部车身 应保证驾驶员最小的 生存空间 设置防止驾驶员和乘员被从座椅上甩出去的设施 安全带 扶手等 前后保险杠能吸收一定的冲击能量 保护车身 前后保险杠不应对行 人和骑自行车者构成危险 且应不小于车宽的 90 并不大于车宽 防止刮伤其它车辆和 行人 或被同向行驶的车辆刮弯反凹 安全门 窗 安全出口 的位置与数量应符合 GB T13094 91 客车通用技术条件 和 36 号法规等的要求 安全出口必须易于接近 安全门必须车内外都能方便地开启 安全窗应能方便 迅速地操作 或采用容易击碎的 安全玻璃 安全出口应在车厢内 外部设以明显标志 第四章 人机工程学在车身设计中的应用 1 人机工程学在汽车学科中的研究范围和目的是什么 研究范围 人的生理 心理特征和能力极限 能承受的极限 人机功能的合理分配 充分发挥各自特长 人机相互作用及人机界面设计 相互作用 利用信息显示器 和控制器实现人 机间信息交换的过程 人机界面 使显示器与人的感觉器官的特性相 匹配 使控制器与人的效应器官相匹配 以保证人 机之间的信息交换迅速 准确 研 究环境及其改善 温度 湿度 照明 噪声 振动 尘埃 有害气体等对人的作业活动 和健康的影响 以及控制 改善不良环境的措施和手段 研究作业及其改善 人从事 体力和脑力作业时的生理 心理变化 由此确定作业时的合理负荷及耗能量 合理的作业 和休息制度 合理的操作方法 疲劳 保障健康 作业效率 研究人的可靠性与安 全 工程系统日益复杂和精密 操作人员面对大量的显示器 控制器 容易出现人为差 错而导致事故发生 研究人的可靠性及影响因素 寻求减少人为差错 防止事故发生的 途径和方法 人机工程学的研究目的 要解决的问题 如何减少汽车的各种物理性能对人生理 心理 所产生的影响 如何减少驾驶操作失误而造成的事故 2 什么是人体尺度和人体身高百分位 要保证 90 的人都能在所设计的座椅调节范围内 乘坐舒适 应采用何种百分位设计 人体尺度 人体所占的几何空间尺寸 百分位身高 按身高分布的百分位表示的人体尺度 车身设计中 采用的人体尺度是 5 百分位和 95 百分位 以保证 90 从 5 百分位到 95 百分位 的人能在所设计的汽车座椅调节范围内 获得最适合于自身尺度的乘坐空间 和操作空间 舒适性 操作方便性 3 什么是 H 点 H 点人体模型有何用途 H 点 人体身躯与大腿的铰接点 H 点人体模型用途 车身内部模型中的布置和测量 4 什么是眼椭圆 试说明相切于第 95 百分位眼椭圆上 下方的切线的含义 眼椭圆 汽车驾驶员以正常的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形 该 图形呈椭圆形 在投影图上绘出一条相切于第 95 百分位眼椭圆的切线 说明有 95 的驾 驶员眼睛位置位于切线的下侧 而仅有 5 的驾驶员眼睛位于切线上侧 5 写出眼椭圆样板的制作步骤 制作步骤 1 眼椭圆中心座标 由胯点行程 与 X X Y Y Z Z 的距离 中心位置 2 眼椭圆长 短轴 长轴相等 短轴不等 查表得出 3 方位角 在两视图上均呈倾斜状 侧 视图 长轴倾斜角 6 4 前低后高 俯视图 长轴倾斜 5 4 向右偏斜 4 眼椭圆定 位线 指侧视图上的基线 x x z z 相对于垂直工作线 X X 和 Z Z 的交点的水平和垂直位 移 由座椅靠背角根据表 4 4 查出 由上述四步 即可确定侧视和俯视平面内眼椭圆的形 状和位置 6 驾驶员视野校核的目的和依据是什么 包括哪些内容 试说明前方盲区和车内后视镜 的校核步骤 驾驶员视野校核目的 保证所设计的汽车具有良好的视野 使驾驶员能通过视觉 最大限 度地获取外界信息 保障行车安全 确定驾驶员的视野范围 依据 驾驶员的眼椭圆 内容 前方视野校核 直前视野 仪表视野校核 后方视野校核 侧方视野校核 前方盲区校核步骤 a 在侧视图上作驾驶员第 95 百分位眼椭圆 b 从前风窗下沿 或 仪表台最高点 仪表台高于前风窗下沿 和上沿分别作第 95 百分位眼椭圆下缘和上缘 的切线 切平面 下缘切平面和地面交点到客车前端的范围即为前方盲区 要求 4 5m GB4992 85 国外要求 3m 近年德国 TUV 运输安全研究所在完成对现代大客车 技术装备状况和人体工程学指标的研究中提出 现代大客车的前方盲区应 1 4m 即保证 在距车前端 0 8m 处坐高为 0 5m 的小孩可以被驾驶员发现 达不到则要求安装下视镜 上 缘切平面与直前视线的夹角 15 并保证车前 15m 高 5m 的交通信号灯能被方便地看见 且视角 15 车内后视镜的校核步骤 在主 俯视图上作第 95 百分位眼椭圆 根据初定的车内 后视镜及设计位置 在两视图上画出车内后视镜的投影轮廓线 在侧 俯视图上分别通过后视镜投影轮廓线的上端点和外端点向第 95 百分位眼椭圆作切 线 该切线和直前视线的夹角应 45 和 60 根据光学成像原理 在图中找出驾驶员双 眼在镜中的成像点 C 眼椭圆最后点的成像点 在侧 俯视图上以 C 为顶点 向镜面 两端作射线 两射线的夹角就分别是垂直方向和水平方向的车内视角 驾驶员的车内后 视范围 7 什么是驾驶员的手伸及界面 为什么要进行驾驶室操作件 按钮及杆件 的布置合理性 检验 驾驶员的手伸及界面 是指驾驶员以正常姿势坐在座椅中 身系安全右脚支撑加速踏板 踵点上 一手握住方向盘时另一只手所能伸及的最空间界面 检验手操作钮件是否在驾 驶员手伸及范围内 第五章 车身结构分析与设计 1 按作用于车身上的外力由车身哪一部分承担 车身结构分为哪几种构造 各有何优缺点 按作用于车身上的外力由车身的哪一部分承担 车身构件结构可分为 应力蒙皮结构 应力外蒙皮结构 利用车身外蒙皮做为强度部件 应力内蒙皮结构 利用车身内蒙皮做 为强度部件 骨架结构 利用车身骨架作为强度部件 应力蒙皮结构 一般与无车 架结构配合使用 亦称薄壳结构 优 骨架比较细小 承力相对较小 由飞机演变 整 体刚度 强度较高 自重较轻 生产率高 缺 车窗开口不能太大 窗立柱较粗 因采 用铆接装配 工艺复杂 施工过程振动 噪声大 铆钉裸露在外 影响美观 骨架结构 骨架一般由扭转刚性很高的封闭断面的矩形管构成 因此强度和刚度较高 外蒙皮只起装饰作用 优 改变客车外形比较容易 门窗开口部可以增大 外蒙皮无铆 钉 可以实现较漂亮的外观 采用合理的设计 优化 可以减轻重量 缺 所有零件均 由焊接装配 焊接质量不易掌握 型材防腐问题难度较大 2 客车车身按承载方式可分为几种类型 各有何特点 汽车车身按承载型式 可分为 非承载式 有车架式 由车架承受主要载荷 1 框 式车架 边梁 或梯形 车架 周边式车架 2 脊梁式车架 3 综合式车架 半承载式 仍有车架 但强度 刚度比非承载式车架低 车身在工作时也承 担部分载荷 以减轻车 架自重 承载式 无车架式 1 基础承载式 车窗以下为主要承载件 窗立柱以上 为非承载件 承载较少 2 整体承载式 整个车身都参与承载 车身上下部构成一个统一的整体 受载时以强济 弱 使整个车身壳体达到稳定 平衡状态 3 承载式车身结构有何优缺点 4 车身骨架由哪几部分组成 侧围骨架的特点是什么 客车车身骨架一般由五部分组成 顶盖骨架 车身顶盖的骨架 将前后 左右骨架连 在一起构成封闭结构 同时 供安装空调部件 通风扇 窗 灯具 行李架 拉 扶 手等附件 前围骨架 客车前面 正面 车身的骨架 供安装仪表板 前灯具 保险 杠 雨刮 前风窗等 后围骨架 客车后面 背面 车身的骨架 供安装后风窗 后 门 后保险杠 后灯等 左侧围骨架 客车左侧面车身的骨架 供安装侧窗 司机门 安全门 行李舱门等 右侧围骨架 客车右侧面车身的骨架 供安装侧窗 乘客门 行李舱门等 侧围骨架的特点 按结构需要必须开设 车门 车窗及轮拱等开口 主要承受弯曲和扭 转载荷 5 车身骨架采用斜撑结构有何优缺点 充分利用杆件抗拉压能力 采用斜撑结构 优点 采用斜撑结构 可使骨架式车身结构的侧围构件的弯矩 轴向力 窗立柱应力 所以采用斜撑可充分利用材料的力学特性 有效地提高结构的强度和刚度缺点 轴 间开门的车身结构 车身刚度的不均匀性 车门处应力 必须注意对车门处的加强 从而保证车身扭转刚度分配均匀 6 设计客车顶盖骨架时 布置顶横梁应遵循的原则是什么 一般布置顶纵梁时 为降低窗 立柱的弯矩多采用什么样的布置形式 顶盖横梁的布置原则 a 与窗立柱对应 特别是在车门开口处 最好能使顶横梁 门立柱 底盘横梁三者形成一封闭环 即主闭合环 以利于力的传递 b 重视顶横梁的弧度 在 其它条件不变时 1 适当的弧度可以改变车身横断面的扭心高度 车顶蒙皮所受的剪力 流 窗立柱弯矩 2 弧度过大 拱高过大 顶盖的水平抗剪刚度 设计时 应使顶 盖纵梁成中间疏 两边密 h1 小 的布置形式 充分发挥顶盖的承载能力 车身抗扭 刚度 7 写出利用大开口薄壁结构扭转理论所得出的窗立柱所受弯矩的近似计算公式 并在给出 已知条件时进行窗立柱所受弯矩的近似计算 由大开口薄壁结构的扭转理论知 窗立柱所受弯矩可近似表示为 g 单位剪力 N cm h0 窗立柱高度 m l 侧窗长 窗立柱间距 m h1 顶盖边纵梁距窗 上沿梁的距离 m 由式中可知 h1 M 窗立柱应力 第六章 车身的简化计算 1 汽车行驶中所受的载荷有哪两大类 一般作用在车身上有哪些力和力矩 汽车行驶中所受的载荷一 两大类 1 疲劳载荷 2 偶然的大载荷 三个方向的力 垂直方向 Fz mz Gs 式中 mz 垂直方向动载系数 Gs 悬挂质量 N 横向 Fy my Gs 行驶方向 纵向 Fx mx G 式中 mx mY 汽车纵向和横 向动载系数 三个方向的力矩 水平面内弯曲力矩 Mz 绕 z 轴 x y 平面内扭转力 矩 Mx 绕 x 轴 垂直平面内弯曲力矩 My 绕 y 轴 2 动载荷和静载荷有何关系 对称垂直载荷在什么工况下产生 其将产生什么影响 静载荷 静止时 汽车悬挂着的自身载荷 Gr 和车身有效载荷 悬挂质量和额定装载质量 动载荷 汽车在不平路面上行驶时所承受的载荷 动载力可以简化为一个静力与动载 系数的乘积 对称垂直载荷 与汽车纵轴线对称的垂直载荷 是汽车行驶于不平路面上 当前后两车轮同时碰到障碍物时产生 Fzs 将引起弯曲力矩 My 使车身壳体在垂直方向发 生弯曲变形 3 非对称垂直载荷产生的原因和结果是什么 非对称垂直加载的力和扭转力矩如何计算 扭转力矩 Ms 的大小取决于哪些因素 产生原因 汽车行驶时车轮不同时碰到障碍物时产生 结果 同一根轴上的左右车轮上作 用着不同的支反力 致使车身除承受弯曲力矩外 还承受扭转力矩的作用 非对称垂直加 载时的力 弯曲工况 垂直载荷产生 Fzn mzns Gs N 式中 mzns 非对称垂直加载的 动载系数 Gs 悬挂质量 N 由车轮悬挂产生的扭转力矩 扭转载荷 因路面凸起而产生的不对称于汽车纵轴的垂直 载荷使车身绕 X 轴扭转 Ms mzns Rfr Rf1 N m 式中 Rfr Rf1 左 右前轮上作用力的差 N Bf 前轮距 m 扭转力矩 Ms 的大小 取决 mzns Rfr Rf1 Bf 4 对车架设计有何要求 行驶中车架主要承受哪些载荷 设计时一般进行哪两种计算 从 提高抗扭刚度出发 采用何种断面型式较好 对车架的要求 具有行驶稳定性 受载下变形小 强度大 能充分发挥性能 且重量轻 工艺好 车架是汽车的基础承载件 主要承受行驶中的各种外力 其中以垂直动载荷以及 行驶在凹凸不平路面时产生的扭转载荷最为重要 设计计算 1 车架的弯曲计算 静强 度法 2 扭转计算 车架各断面的二次极矩越大 车架的扭转刚度越好 箱形断面与槽形 断面相比 箱形断面的二次极矩大 抗扭刚度高 5 车身受扭时 剪力流的大小可以用哪几种方法确定 前力流的大小可由下述方法确定 布雷特 巴索公式 阿尔日 Erz 公式 杨 巴 甫洛夫斯基公式 6 当窗上沿梁可以承受固端力矩时 其窗立柱的弯曲力矩如何计算 当窗上沿梁可以承受固端力矩时 弯曲力臂将减小 其数值约等于窗高 h0 的一半 则弯矩 Mti Qti h0 q L h0 7 汽车行驶中碰到障碍物时的纵向载荷如何计算 试画出受力图并计算 给出已知条件 一般情况下 由于行驶速度改变而引起的纵向力 Fx mx Gs N 式中 mx 纵向力动载荷系数 mx 0 7 1 0 Gs 悬挂质量 N 当车轮碰上前述所列数据的障碍时 通过悬架固定点传到汽车壳体上的纵向力将会很大 Fx mx Rf tg 式中 Rf 车轮碰撞到宽的障碍物时前轴上的静载荷 或当车轮碰上窄的障碍物时一个 前轮上的静载荷 计算与非对称载荷相同 力作用点夹角 取决于 rd 胎径 h 障高 arcsin 1 Rd 车轮的动力半径 mm h 不平度的实际高度 mm 8 汽车行驶中的側向力是如何产生的 试画出受力图并写出计算公式 侧向载荷汽车沿曲线轨迹行驶或侧面撞到障碍物时产生 9 进行车身有限元分析有何优点 具体分析时一般分为几个阶段 简述有限元分析时的一 般步骤和处理内容 优点 能够分析形状复杂的结构 能够处理复杂的边界条件 能够保证规定的工程精度 能够 处理不同类型的材料 从应用角度来看 有限元分析过程可分为三个阶段 前处理 计 算和后处理 1 前处理 前处理 Pre processing 的任务就是建立有限元模型 故又称建 模 modeling 2 计算 计算 solving 的任务是基于有限元模型完成有关的数值计算 并 输出需要的计算结果 3 后处理 后处理 Post processing 的任务是对计算输出的结果进 行必要的处理 车身有限元法的一般步骤和处理内容如下 建立车身的数学模型 模型 简化 约束条件 载荷处理 车身结构的静态分析 弯曲工况 弯扭工况 车身结构的模态分 析 结果分析对比 结论 10 对车身结构进行有限元分析时静态分析一般分析哪两种工况 各种工况的分析内容是 什么 模态分析的内容和目的是什么 是弯曲和扭转 2 种工况 弯曲工况 计算主要是对客车满载状态下 四轮着地时的结构 静强度和刚度进行校核 弯扭工况 客车以低速行驶在不平道路上时 车身遭受比较剧烈 的扭转工况 出现客车的一侧前轮 后轮 悬空的情况 模态分析主要是计算车身的固有 频率和振型 可在客车骨架无阻尼自由振动状态下计算 对客车车身进行模态分析 有利 于掌握车身对激振力的响应 从而可以对车身设计方案进行评价 第七章 车身结构的隔音降噪 1 汽车行驶时 其主要噪声源由哪几部分组成 道路噪声 路面构造 轮胎构造引起车轴 悬架 车身壳体的振动 气流噪声 车身 外形 车外凸出物 车窗密封等 附件噪声 主要是冷 暖气装置工作噪声 发动机噪 声 由进排气管系 冷却风扇 配气机构 附件 缸体 曲轴等的振动产生 大小与其 振动 声响特性 缸内燃烧压力变动特性有关 传动系振动噪声 扭矩变化 旋转部件 不平衡 传动系复合共振 齿轮松动等有关 齿轮啮合噪声 与齿轮及轴的构造 加工 精度 齿轮箱振动 扭矩变化 传动轴振动等有关 2 什么是噪声 试说明在噪声的评价指数中 声强级和响度级有何区别 噪声 不受欢迎的声音总称 声强 单位时间内垂直通过单位面积的声能 强度级 相同 而频率不同 耳朵听到的声音响度感觉也不同 将听到的同样响度的声音用同一数 值表示时 其单位可以采用响度级 3 什么是车室的共鸣现象 降低车室振动共鸣音的基本措施有哪些 车室是由地板 前后围 侧围 顶盖等包围起来的空间 当车身振动产生的声波遇到障碍 物反射回来 频率正好与原来声波相同时 会产生二次激励 引起结构的振动形成噪声 称为空腔 车厢 共鸣 降低振动共鸣音的基本措施 钣件材料的直接制振 移动共振 点 车身整体振动的抑制 提高着力点的机械阻抗 采用高性能的吸音材料 车室共 鸣音峰值 调整振型 4 消音措施的两个基本出发点是什么 减少噪声传播的主要方法有哪些 消音措施的两个基本出发点 消除或屏蔽噪音源 防止噪音扩散 减少噪声传播的主要 方法 隔振 结构传播 措施 采用橡胶弹性支承或挠性连接 阻尼 削弱或 衰减振动和噪声的传递 常用的处理方法 对钢板蒙皮而言喷涂 胶粘或烘烤一层高 损失系数的材料 隔音 通过放入间隔物以减少空气传导的噪声通过 使大部分噪声 被隔离 仅有一部分通过 吸音 减少声音的反射 5 客车前部的噪声由哪几部分组成 通常采用何种措施给以降低或消除 前部噪声来源 通风窗和行驶干扰气流 包括后视镜的风流噪声 刮水器的干扰气流噪声 等 措施 严格屏蔽噪声源 堵住噪声的传递通道 防止振动噪声产生 所有管 路孔以橡胶圈密封 前围内侧覆以大面积泡沫塑料 仪表板及风窗下衬泡沫塑料 前围 内蒙皮贴覆吸音材料 6 在客车的附属设备中 哪些设备将产生振动噪声 制冷设备的噪声一般由哪几部分组成 降低制冷设备的工作噪声可以采取哪些措施 汽车附属设备的振动噪声 如制冷设备 暖风装置 通风换气装置 车用冰箱等 制冷 设备产生的室内噪声 辅助发动机的工作噪声 燃烧噪声和排气噪声 主要噪声成分 约 60Hz 通过检查孔 窗框等传入车室 冷凝噪声 冷媒在冷凝器中流动的噪声 风机噪声和气流通过冷凝器的噪声 大约 300Hz 通过检查孔或窗框等传入车内 风 流噪声 车内冷风循环噪声 蒸发器风流噪声 风机噪声 后两种通过出风口 回风 口 检查口等传入车室 降低制冷设备工作噪声的措施 将辅助柴油机换为汽油机 发动机小型化 低噪声化 多缸 四行程 多气门 降低通过热交换器的风速 采用高 效 低噪声风机 对辅助发动机舱采用强有力的屏蔽