车体结构分析与设计PPT课件

.第1，8章车身结构分析和设计，车身骨架，车身结构工艺，车体的耐腐蚀性，车体的弹性振动和振动绝缘，车辆内噪声和控制，2，车身结构设计阶段：(1)确定整个车身由哪些主、副构件组成，需要成为连续完整的力系统；确定结构杆件的截面；(2)确定此类截面的构造方法、截面与其他零件的结合关系、密封或形状要求、外壳内部、外部装饰板或压杆的固定方法、构成截面的各个部分的制造方法以及装配方法。(3)制定了各个截面的初步计划后，可以绘制从一个截面切换到另一个截面的草图、构件连接结构草图以及同时形成的外部盖子(外壳、蒙皮)草图。(4)将车身分为多个分割组件，例如地板、顶盖、侧壁、前后围。(5)同时执行应力分析。(6)进行详细的主板设计并绘制零件打印。3，车身骨架、一、构件设置、骨架构件分类：1)功能分类：门柱、窗柱、门槛、门框上横梁、风窗上横梁和下横梁；2)客车车顶大梁和下部框架周围的架子，后悬架底部框架上设置的加强梁等加强；3)为安装附件而设置的非托管部件，如顶盖上设置的框架，用于安装上部窗口。4，车身骨架，前部：零件11，1，2，这部分力量更大。车身部分：车身自身重力、乘客重力、门重力等。后部(行李箱):备胎、油箱、行李。5，车身骨架，2，构件截面造型与刚度的关系，薄壁构件的截面造型可以分为切割特性大的闭合门和开放两类；在保持材料面积和壁厚不变的情况下，封闭截面的弯曲性能比开放截面稍大，但封闭截面的扭转惯性矩比开放截面大得多。从提高整体体和构件的扭转刚度开始，应更多地使用封闭截面，但也应考虑构成截面的其他因素，如结构功能、配合关系、制造工艺等。6，为提供车身骨架，第二，构件截面形状和刚度的关系，扭转刚度，均采用封闭截面。7，车身骨架，3，构件截面形状和刚度的关系，受力构件截面变形时，刚性突变引起截面变化的应力集中。应力集中会导致进行性裂纹，从而导致疲劳损伤。8，车身骨架，3，构件截面形状和刚度的关系，加强板的大小和厚度要合理设计。太小不足以通过加强板将集中的载荷分布到更大的区域，太大会增加质量。车身轴承条上的孔位于应力尽可能小的部分。9，车身外壳部件，车身大壳体部件分类：1)车身盖等外部盖子；罩外板，门外板，挡泥板等。这些零件的要求是，表面平滑，边缘线明显，与相邻部件棱镜一致，准确满足造型要求，并具有一定的刚度。2)前面板(引擎挡板)、地板、门内面板等内部盖子是主体外部不可见的内部大部件。这些零件的刚性必须足够，零件的组合大小必须准确。3)支柱、门窗框架和各种纵向、梁结等身体支撑的骨架部件。10，车身壳体零件，提高零件刚度的必要性：1)刚度差异大的罩在此下很可能引起板的强迫振动；2)零件疲劳损伤；3)生产、处理困难。11，车身壳体零件，提高零件刚度的措施：(1)表面和棱镜等建模，拉伸成型工艺零件材料的冷硬化对提高刚度非常有利，不希望直线零件建模。(2)在内部罩和不可见外部罩上设置各种形式的加强筋。设计加强筋应沿零件的对角线放置，在以下：1)平坦或稍微膨胀的零件上：建议不要使用交叉筋。使用相交肋时，请确保在相交部分不会因应力集中而失去刚性。为此，在相交部分将半径转换为大于2倍加强筋宽度的圆弧。2)为了减少弯曲零件的回弹，可以在弯曲部分部分部分推出三角形加强筋，对于弯曲半径大的零件，必须垂直于零件的弯曲轴方向定位加强筋。12，车身外壳部件，3)有弧肋的轴必须是直线。否则运动时会发生扭转；4)加强筋应遵循支撑间最短距离的布置。5)加强筋的刚度主要取决于其深度，但为了防止破裂，深度不能太大，原则上必须满足钣金拉延成型允许的条件。13，车身结构的技术，意义：结构工艺是指设计产品满足所有使用要求，但在特定生产条件和尺寸下使加工方法最简单、最经济。一个，车身的块，车身的整体形状被分成几块，可以制造和组装的零件称为分割。图块决定零件的结构造型和轮廓大小，对零件的戳记过程和组合过程有重大影响。14，车身结构的工艺，车身分割应考虑以下方面：(1)分割一般应使零件尽可能大，前提是钢板宽度足够，冲压工艺允许和设备条件。大型罩可减少表面可见的焊条和焊接工作量，对车身结构的制造精度、外观完整性和钢材节约有用。(2)块分割是绘图过程绘图过程是车身制造的关键过程，零件分割直接影响绘图过程，必须考虑以下：1)零件的绘图方向，以保证凸模夹模的可能性。15，车身结构的工艺，2)块在拉伸过程中应使应力均匀，使零件的形状尽可能简单均匀。3)罩的滚动勘探图要适当，为一次拉伸成型而努力。4)对于具有回退的盖，回退部分的成型相当依赖于金属本身的局部扩展，因此，应在零件设计中尽可能增加此部分的圆角半径，以增加变形分布区域并防止破裂。16，车身结构的工艺，(3)块分割对制造精度的不准确影响会影响产品的装配精度，包括门窗框架之间的间隙要求，前、后风窗和玻璃的配合尺寸。(4)块注意事项漏洞车身弱点必须分开拆卸，损坏后更换。例如，轿车前的地磁板、上、下驾驶室左右角前侧板通常用螺钉连接到车身上。17，车身结构的工艺性，第二，零件冲压、弯曲和其他工艺要求，1)车身上有很多安装附件的小孔或连接孔等，尽可能避免圆孔、方形孔、细长孔。因为规则形状的孔加工成本低，细长的孔对模具强度不利。2)孔与孔之间、孔与边之间以及距离太小时，孔周围的材料可能变形或破裂等，孔位置的分布应适当。3)带孔的折弯零件，如果孔远离折弯，则可以组合冲裁和冲孔操作，然后折弯，如果孔离折弯边太近，则添加折弯后冲孔的过程以确保孔形状和孔位置。18，车身结构的技术，3，车身的焊接装配工艺，1)车身广泛使用的焊接方法包括点焊、凸焊、缝纫焊接等。mphier在“红旗”车身上有数万个焊接接头，在“解放”汽车驾驶室里也有两千多个烂点。，双面点焊，单面双点焊，凸焊，缝纫焊接，工件1，电极2，铜垫3，19，车身结构的技术，3，车身的焊接装配工艺，2)设计车身零件的连接类型时，必须保证悬挂焊接夹具或固定焊接极接近连接部分的便利性，因此选择接头的结构形状和连接类型非常重要。对于难以接近的接合，必须使用特殊造型的电极。3)车身更多地使用法兰连接或搭接连接，因为这两种连接类型焊接质量好，便于批量生产。封闭剖面熔接型式必须将熔接推出。否则，焊接质量不能最大限度地保证，因此，如果可能，应尽量避免使用。20，车身结构的工艺，3，车身的焊接装配工艺，(4)焊接点的布置，1)产品的接合或装配图中，必须规定钎焊的直径和点距离。钎焊之间的距离越近，钎焊数量越多，连接弧度越大。因为，如果点距离小，分路越大，保证焊接质量就越不容易。2)钎焊放置离板边太近时，加热的金属会挤压到一侧，从而降低焊接强度。3)不能将钎焊放置在圆角拐角或不太平整的部分。4)尽量少用三层板的焊接结构。5)大线材的点焊结构，其中钎焊必须以可能的对称放置。否则，容易发生不规则变形和应力集中。21，车体的耐腐蚀性，车体腐蚀的原因：汽车经常处于容易熔化的环境，如降雨侵蚀，工业区的大气污染，沿海地区的氯化钠侵蚀等；车身结构的钢板越来越薄。主体形状复杂，焊接接头较多。提高车身耐蚀性的方法：改善车身结构；使用各种保护膜提高材料的耐蚀性。22、车身结构设计，可以采取以下防腐措施：1)防止车身结构积累水、泥等，必须在封闭截面和凹痕处安装排水口，并设计成排水容易、干燥的结构；容易被水伤的器械，不容易被水伤的器官，下角阻塞。23、车身结构设计，可以采取以下防腐措施：2)设计时，必须全面检查和确定容易腐蚀的部位，并采取特殊的防腐措施。钎焊部位和铆接等腐蚀脆弱部分都不能用漆涂，两块板不能密封或通风，钢板的切割边、毛刺和振动会破坏边缘漆层，汽车行驶中易受碎石的部分或相邻板的摩擦会破坏漆层。24、主体上用密封胶密封、不生锈的一般部分、门内面板遮板调整孔、上流板边缘密封、门内外板代替焊接、异丁烯密封、点焊密封的底部搭接槽、以PVC为基本材料的主体主题边缘部分、底部和车轮罩下表面1-1.5mm厚的PVC防腐抗冲击，25，两种金属之间的连接特别容易受到电化学腐蚀，应尽量避免使用，如果需要使用，应在两块板之间使用塑料垫片。为了提高保护膜使用时车身的耐腐蚀性和薄膜的附着力，一般首先进行磷化处理，然后涂防锈底漆。通常用水溶性涂料浸渍车身，以便在车身下部和地板等封闭修剪内部和钣金的连接处浸渍非常困难的狭窄间隙；26，水溶性漆的浸渍涂层，轻合金和玻璃钢等是好的防腐材料，但这种材料的使用受到材料来源和加工方法的限制。一些国家在易腐蚀的车身部件上采用镀锌钢板。27，第一，车体的振动，振动的危险：1)振动使乘员不舒服；2)振动引起的噪音和零件疲劳损伤；车体的弹性振动和隔振，3)振动破坏了车身表面的保护层和车体的密封性，从而削弱了其耐蚀性。，28、汽车激励频率和固有振动频率、车身振动频率20 50hz、轮胎的振动频率和发动机悬挂的振动频率等非常接近车身的低阶频率，因此要注意提高车身的刚度。29，作为无阻尼的单自由度系统，由于初始激励作用，以固有频率在特定自然状态下振动。对于多自由度系统，自然状态是指运动过程中整个系统的位移形状。多自由度系统不仅具有一个位移形状，而且具有与自由角度相同数量的位移形状。这种置换图形称为系统的固有模式。对于其他初始激发，系统可以根据这些模式之一进行振动(此时所有粒子同时移动，每个粒子的位移比始终保持不变)，与之相对应的唯一原因是有频率。系统的振动特性可以用固有频率和固有模式形状表示。非阻尼线性系统的一般行为可以用每个阶唯一模式形状的线性组合来表示。对应于低频率固有模式(低阶模式)，对元件的动力影响较高阶模式，即低阶元件的能量较大。30，一般通过电磁励磁装置的车体激振方法的测试方法，可以找出谐振频率和共振的原因。例如，在车身正面的左右横梁上，具有相同方向力的此处，即车身弯曲振动。或相反方向的力，车身扭转模式；得到激发频率和振动速度之间的关系。车身前端的扭转振动，车身弯曲振动，左侧前梁的测量点，31，2，车身壳体的局部振动，刚度低的大型罩可以在振动源(例如发动机振动、汽车驾驶时驱动系统的谐振和噪声波的冲击等)的激励下引起轿车前部的强制振动。同样，壳体共振发生在励磁频率接近机体内外固有振动频率时。车身大板的谐振频率通常在40HZ到300HZ以上。板材振动引起的辐射声和车辆体积变化(气压变化)是车辆内噪音的重要原因。例如，汽车底部的谐振频率在50HZ到60HZ之间，共振时发出鼓声。32，根据薄板振动理论，可以看出，正方形四面管，固有振动频率与板侧大小的平方成反比，只要材料厚度恒定。因此，可以修改楼板边缘尺寸以避免产生共振。最有效的方法是在板上冲压加强筋。振动波总是朝最刚性的方向前进，因此冲压筋和棱镜可以通过切断路径来抑制振动。33，3，隔振-悬架设计，悬架必须具有减振性能，选择适当的悬架结构和位置，以减少振动传递并起到隔振作用。在轴承车体的情况下，为了防止振动直接传送到车身，将悬架和发动机动力总成连接到单独的附加梁(子框架)的结构经常用于中间和高级汽车，附加梁通过橡胶垫与底部框架的纵梁连接。这种结构会减弱发动机和悬架振动对车身的影响。纵向梁，附加梁，橡胶垫，34，根据振动理论，系统对女人的动态反应取决于系统的传递特性。传递特性通常使用传递率0表征。X(t)(即输出)的响应x和支承激励f(t)(即输入)的振幅a的比率，也称为放大系数。传递特性可用测试方法测量或计算得出。波特率0， n=，即=1时谐振，弹性元件越软，越大，传递速度越小。35，自然频率选择应归结为静态挠曲选择。悬挂结构吸收振动能量，适应框架变形的要求：1)悬挂垂直方向的刚度必须小；2)横向刚度必须大(至少应位于部分安装点，以防止驾驶室或车身在水平方向移动)。，注：但是连接车身和框架的装配部件大部分是橡胶部件，负载较大，刚度较低，挠度较大。从橡胶零件的寿命来看，允许的变形不能超过15%到20%。也就是说，安装刚度必须过低，因此很难切割低于50Hz的低频振动。36，悬挂橡胶部件在力的方向上可分为压缩型和剪切型，剪切型具有垂直刚度低、横向刚度高的优点，悬挂横向载荷要求高的情况下，最好使用预压剪切橡胶部件，但在寿命和易用性方面比压缩型好，因此更多地采用后者。压缩，剪切，车身，框架，37，车身的动态响应取决于挂在框架上的点数、位置和刚度。若要减少框架变形和震动对本体的影响，请尽可能减少整个装配点，并将其放置在