汽车车身结构与设计车身概论

汽车车身结构与设计第一章车身概论,专业：车辆工程学院：机械工程系,2,概论,车身及其名词解释,车身结构的发展,车身外形的演变,车身的特点及设计要求,3,三大总成：底盘、发动机、车身,车身包括：车体、内饰、附件及附属设备等，是汽车上载人或载物的容仓。,一、车身及其名词解释,4,车身包括：白车身及其附件,白车身：指已经焊接好的但尚未喷漆的白皮车身，即车身结构件和覆盖件的焊接总成。,白车身包括：地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板。,一、车身及其名词解释,车身结构件,车身结构件,车身覆盖件,5,一、车身及其名词解释,6,二、车身结构的发展,1.早期的马车式车身,戴姆勒1号（1886年）,7,二、车身结构的发展,2.福特T型车,早期的福特T型车,1913年，美国福特汽车公司创建了世界上最早的流水作业汽车生产装配线，批量生产福特T型车，成为大批量生产汽车的开端。,8,二、车身结构的发展,早期的封闭式福特T型车（篷布+木质框架）,9,二、车身结构的发展,3.全钢车身,非承载式车身,20世纪30年代开始，车身制造开始全钢化。,半承载式车身,承载式车身,10,二、车身结构的发展,非承载式车身：底盘上安装车架，车身基本不承担载荷。,优点：车架存在，装配简单；车身基本不承担载荷，寿命较长；便于改型。,缺点：整车较重，车高增加。,11,二、车身结构的发展,3.全钢车身,非承载式车架：（1）框式车架：边梁式、周边式（2）脊梁式车架（3）综合式车架,12,二、车身结构的发展,车架纵梁,中横梁,前横梁,后横梁,前保险杠,拖拽钩总成,边梁式车架：,13,二、车身结构的发展,周边式车架：,前缓冲臂,后缓冲臂,14,二、车身结构的发展,脊梁,脊梁式车架：,横梁,15,二、车身结构的发展,综合式车架：,16,二、车身结构的发展,脊梁式车架的应用：,英国凯旋牌轿车车身,17,二、车身结构的发展,3.全钢车身半承载式车身：,车身的下部仍保留有“车架”，不过它的强度和刚度可稍低于非承载式的车架，一般称为“底架”。,半承载式车身大客车,18,二、车身结构的发展,3.全钢车身,承载式车身：,优点：汽车自重降低；地板高度降低。,缺点：容易在车厢内产生噪音；改型困难,承载式车身,19,二、车身结构的发展,3.全钢车身,承载式车身：基础承载式整体承载式,基础承载式,整体承载式,20,二、车身结构的发展,3.全钢车身,基础承载式车身,苏式JIA3-695型大客车车身,21,二、车身结构的发展,3.全钢车身,整体承载式车身,瑞典产ScaniaK112型大客车车身,22,二、车身结构的发展,4.安全车身,安全性：主动安全性是指预防性措施，即避免交通事故发生的能力；被动安全性是减轻事故后果的能力。,保险杠到前轮罩（备胎轮罩）刚性较小，缓冲吸能；轮罩到前围板（后围板）刚性中等；中间客厢刚度最大。,23,二、车身结构的发展,车身从无到有到不可缺少，体现了舒适与安全的功能需要,无车身,简单车身,封闭车身,全钢车身,安全车身（承载、非承载）,24,三、车身外形的演变,1.厢型车身,以福特T型车为代表。车身比较高，迎风面积大，风阻比较大。,空气动力学的应用还比较浅。提高车速依靠增加发动机功率，增加气缸数。,25,2.甲壳虫型车身,三、车身外形的演变,1935年德国大众公司的“甲壳虫1200”型轿车，最早的流线型车身,空气动力学的发展，使人们认识到流线形空气阻力最小。,26,三、车身外形的演变,27,三、车身外形的演变,28,三、车身外形的演变,缺点：,后排空间狭小；,横向稳定性不好；,外形比较臃肿；,过渡面较多，需要采用深拉延，工艺性较差。,29,三、车身外形的演变,3.船型车身,结合人机工程学的发展，采用类似于船的造型，故名“船型”车身。,与甲壳虫车身的区别：后部为阶梯状；侧面一体，车身比较平直；考虑人机工程学，比较舒适；横向稳定性比较好。,30,三、车身外形的演变,31,三、车身外形的演变,32,4.鱼型车身,三、车身外形的演变,将船型车身的后风窗逐渐加大倾斜以改变阶梯状，倾斜的极限即为苗条的鱼型。现在所说的快背式(或斜背式)就是鱼型车的典型。,保留了船型车身的乘坐舒适，又保留了甲壳虫型车的流线型。,33,三、车身外形的演变,34,三、车身外形的演变,35,三、车身外形的演变,36,鱼型车特征：,三、车身外形的演变,典型外形为：快背或斜背式,缺点：横向稳定性不好。,侧面为一整体，不会发生涡流；,比较低、长，具有鲤鱼的造型，迎风面积小，风阻小,后座比较舒适，行李箱容积大。,美观。,37,三、车身外形的演变,5.楔型车身,为解决鱼型车横向风的不稳定问题，发展了“楔形”车。车身前部呈尖形，后部比较平直。,38,三、车身外形的演变,39,三、车身外形的演变,40,三、车身外形的演变,总结,41,三、车身外形的演变,当今楔形车仍是主流，只是不是很典型了，将船型、鱼型揉合进楔型，线条趋于圆滑。,42,三、车身外形的演变,43,三、车身外形的演变,44,三、车身外形的演变,45,三、车身外形的演变,车身应该是艺术与技术的完美结合；,车身的功能：安全、舒适、美观、空气动力性；,车身的开发在汽车新产品的开发中占有主导地位；,车身与其它总成不同。,46,四、车身的特点及设计要求,1.车身的特点,1.1外形,由空间的自由曲面组成；要求外形整体协调，又必须保证必要的流线型；表面是自由曲面，不能完全依靠图纸或数模来完整表达，必须辅之以1：1的模型。,47,四、车身的特点及要求,1.车身的特点,1.2材料,金属材料：薄钢板（低碳钢、高强度钢、镀锌钢板等）、铝合金等非金属材料：塑料、橡胶、玻璃、皮革等,趋势：用部分非金属材料取代部分金属材料，用部分非铁金属取代部分钢铁（甚至全部）。,48,四、车身的特点及要求,车身重量减少40%,49,四、车身的特点及要求,1.3工艺,板料成型：冲压零件装配：焊接（一般是点焊）、现在正在发展激光焊、铆接、粘接。,1.4涉及多学科的综合应用空气动力学、人体工程学、技术美学、用户心理、结构力学、材料学等。,50,四、车身的特点及要求,2.车身设计的要求舒适、安全、美观、空气动力性,车身结构强度须能承受可能达到的所有静力和动力载荷；车身布置必须提供一个舒适的室内空间，良好的操纵性和乘座方便性；车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力；车身的外形和布置必须保证驾驶员和乘员有良好的视野；车身材料必须是轻质的，以使整车重量降低；车身外形必须是具有低的空气阻力，以节省能源；车身结构和装置措施必须保证在汽车发生事故时对乘员提供保护；车身结构材料必须来源丰富、成本低，能够实现高效率的制造和装配；车身结构设计和选材须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的抵抗能力；车身的材料必须具有再使用的效果；车身的制造成本应足够的低。,51,四、车身的特点及要求,3.车身设计的原则,车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。车身内饰设计的人机工程学原则。车身结构设计的轻量化原则。车身设计的“通用化，系列化