车身设计期末考试卷及完整答案 3

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）白车身：通常系指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身，车身结构件和覆盖件的焊接总成。车身焊（铆）接总成：车身结构件和覆盖件焊（或铆如大客车车身）在一起而成的，它可以划分为地板顶盖前围板、后围板、侧围板、门立柱等。车身的类型：非承载式、半承载式和承载式三大类。承载式车身：即无车架式车身，承载式车身的汽车没有刚性车架,车身本体为刚性空间结构，承受全部载荷，自身质量轻，传动系统和悬架直接装在车身上要求较好的防振设施。半承载式车身：是一种过渡型结构，车身下部保留了底架，车身的下端与底架用焊接或螺栓刚性相连，车身也

2、分担部分弯曲与扭转载荷。非承载式车身：有一刚性车架，车身与车架通过弹性橡胶垫相连。车身本身不直接承受道路对汽车的外加载荷，室内振动噪音小，组装方便，但汽车重心高，重量大。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。承载式车身的主要缺点

3、：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；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“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。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。轿车车身的布置型式：发动机前置、后轮驱动（传统式布置）；发动机前置、前轮驱动（前驱动布置）；发动机后置、后轮驱动。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；降低轿车地板平

4、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。货车车身系由驾驶室和货箱两部份组成。货车驾驶室按其结构可分为四类：长头式；短头式；平头式；偏置式。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。H点人体模型由背盘、臀盘、小腿杆、及头部探杆等组成。驾驶员手伸及界面：指以正常驾驶姿势坐在座椅中，身系安全带，一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间界面。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汽车驾驶员眼椭圆：是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

5、的统计分布图图形。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汽车造型设计：使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程。汽车造型设计的内容：外形设计；室内造型设计；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。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

6、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。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。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。它是以严格的三视图和透视图画法，采用适当比例，画出的彩色平面图。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。表达物体立体形状的平面作图方法：正投影，轴测投影，透视投影。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

7、油）30%固性粘结剂：石蜡 10%色彩视觉是人们辨认不同波长的光波的能力。色彩的三要素是区别各种颜色的标准：(1)色相(2)明度(3)纯度 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。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；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

8、置产生可调节的气流以便模似大气流场的作用。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。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.。空气阻力Fx：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r及车速u的平方成正比。汽车的空气阻力由以下五部分组成：形状阻力；摩擦阻力；诱导阻力；干扰阻力；内部阻力。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

9、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。 3）使汽车底板的尾部向上翘起一个角度以疏导底部气流，可降低升力系数。4）汽车地板还应向两侧面略为翘起，使底部气流有一部分流向两个侧面。由于汽车的两侧面是对称的，不会形成压差，两侧面的压力低于底部压力，当气流向两侧疏导时加快了底部的气流速度而使升力下降。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

10、种现象称为分离现象。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。改善汽车空气动力性能的措施：汽车外形的空气动力性最佳设计；汽车外形设计的局部优化；采用各种气动附加装置（1前部扰流器2后扰流器3导流罩4隔离装置）；四、外形设计的整体优化连续曲线：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。比例曲线：若两条曲线上所有对应点的纵坐标与各自

11、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。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。1. 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）。骨架杆件可分为三类：1）功能所要求设置的 2）加强用的 3）为安装附件而设置的非承载件。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。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

12、大连接面积；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，与相邻部件棱线吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的刚度。 2）内覆盖件，对这些零件的要求是：有足够的刚度，零件上的装配尺寸要准确。3）骨架零件，它们在车身上起支撑作用，大客车承载式车身上的板壳零件蒙皮，可分为两种，一种是应力蒙皮，另一种为预应力蒙皮。应力蒙皮；预应力蒙皮车身分块必须考虑如下几方面：（l）分块应考虑钢板材料的尺寸规格；（2）分块应考虑拉

13、延工艺性；（3）分块对制造精度的影响；（4）分块应考虑宜损件；改善车身的抗蚀性能一般通过二种途径。1）改进车身结构；2）采用各种保护膜，改善材料的抗蚀性。车身结构设计，可采取以下防腐性措施：1）使车身结构不能积存水、泥等，在闭口截面和凹洼处应设置排水孔，设计成易排水和易干燥的结构是至关重要的。2）设计时要全面检查并确定容易锈蚀的部位，并采取特别的防腐措施车内噪声按其成因，大致可分为三类：1、空气动力性噪声（简称空气噪声）它由气体振动而产生，包括：1）由车身外部传入的噪声；2）风噪声，是2000HZ左右高频成分形成的。机械性噪声。3、空腔共呜。车内噪声的控制：1、隔声，对于发动机的噪声和车外噪声

14、，可用合种隔声材料和结构措施来隔离。2、吸声；3、衰减处理；车门的结构型式： 旋转门，折叠门，拉门车门设计的基本要求：具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便；安全可靠。车门能锁住，行车或撞车时门不会自动打开；开关方便，玻璃升降方便；具有良好的密封；具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响；制造工艺性好，易于冲压并便于安装附件；外形上与整车协调。对车门锁装置的要求：1）操纵内、外手柄时，车门能轻便的打开，关闭时门锁装置具有对车门运动的导向和定位作用（不仅在开门方向，而且上下也要定位）。2）门锁应具有两档锁紧位置全锁紧和半锁紧，以防止行驶时车门突然打开。3）设有锁止机构。当

15、锁止时，在车外只有用钥匙才能打开车门，在车内必须先解除锁止状态才能打开车门。4）具有防误锁作用。5）强度要求，能承受一定的纵向载荷、横向载荷和冲击惯性力。门锁按其结构大致可分为舌式、棘轮式和凸轮式。对升降器的要求：升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现象，无辗轧声；操纵轻便省力，在正常载荷下（相当于玻璃质量）摇动升降器的最大力矩不应大于2Nm；各臂开始运动前，手柄的自由转动空行程量应恰当，一般不应大于60；具有防止手压玻璃时升降器发生逆转的制动机构。主动臂滚轮中心加200N的载荷时不发生逆转。计算机辅助设计的特点：可将车身外形以数字进行存贮（车身外表面数模）；可用坐标系、点、线、面4个因素表达车身

16、曲面；可用数字型式表达的车身，进行强度、刚度和各种仿真分析（CAE）；可用车身的数字信息进行计算计辅助制造（CAM）；可以及大的提高开发效率。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。轿车车身的布置型式：发动机前置、后轮驱动（传统式布置）；发动机前置、前轮驱动（前驱动布置）；发动机后置、后轮驱动。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

17、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。2. 城市大客车车厢内的平面布置：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。长途大客车车厢内的平面布置：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。降低城市大客的地板高度的措施：减小轮胎尺寸；采用后置发动机的布置方案。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。汽车造型设计：