【《汽车侧围设计与三维建模分析案例》2200字】

汽车侧围设计与三维建模分析案例1.1后侧围设计背景汽车的后侧围对于汽车车身的刚度有极为重要的影响，在汽车受到侧方位冲撞时，会承受巨大的弯矩，由下图所示零部件焊接而成的车身是否能够保护中部乘坐室的安全，也成为现在的焦点话题。图1.1侧围组成1.2侧围布置设计在侧面尺寸的车身构造中，一部分重要零部件的位置与车辆的整体配置、安全以及乘坐感觉的问题有关。(1).侧围的倾斜度这个倾斜度对于驾驶员以及乘员的舒适性有较大影响，如果倾斜度选择不合理，可能会使车内空间较小，影响驾驶员以及乘员上下车。侧围的倾斜度(即门门槛梁和上边梁之间Y向的距离)的距离差值在100~150mm合适。(2).凸出零件的圆角半径根据相关标准，对于车身而言，该值应大于2.5mm。(3).A柱所谓A柱，就是位于汽车前挡风玻璃与前车门之间的柱子，按照正面碰撞法规，如若车身侧围受到撞击，对于A柱的可偏移量是有要求的。根据Euro−NCAP相关规定，在64km/h的车速下，对A柱的位移要求小于50mm。(4).A柱几何形状根据《GB11562−1994驾驶员前方视野》相关规定，在车辆行驶过程中，如若驾驶员没有开阔的视野，那么发生交通事故的可能性就会大大增加，而A柱几何形状对视野的开阔性影响很大。考虑到这个因素，对于A柱几何形状设计时，需要降低双目障碍角（该值不得超过6°）以开拓驾驶员的视角。但是这个值也不是越小越好，如果该值过小的话，A柱的刚度就会不足，影响驾驶安全。所以在对A柱几何形状设计时，需要综合考虑这两个因素，在满足刚度的前提下，使驾驶员的视野更为开阔。(5)B柱所谓B柱，指的是前车门和后车门之间的柱子，与A柱相同，B柱受到撞击的可偏移量，根据侧面碰撞法规的规定，在汽车以50km/h的速度行驶时，B柱的位移应≤180±20mm。1.3侧围结构设计当汽车受到正面撞击时，由于防撞钢梁与发动机之间设置有碰撞吸能区，因此车辆受到正面撞击会有较好的保护装置。但是不同于正面，当汽车侧围受到撞击时，由于汽车横向没有此装置，因此必须保证侧围受力后不会产生过大的变形以威胁乘客安全，所以需要选用较大刚性的材料并合理布置以降低侧围结构的变形量和变形进入车内空间的速度，具体措施为：增大车身结构的刚度；改变车身的结构，使碰撞时载荷可以被传递到合理的位置。下面通过一个具体的侧围设计案例，来为本课题后侧围设计提供结构设计参考依据A柱部位a.由于该处上铰链部分相接于前端，故需较大的截面作为支撑；b.而下铰链端则选择窄口收缩的设计；c.下区域尺寸足够大。d.此大面平坦做一根Z向通筋。e.上下铰链加强板做成U型结构且内外板加强板错位相接。图1.2A柱部位设计要求图1.3A柱部位设计要求门槛梁加强板a.在A柱下部尽可能加筋;b.在平坦处加横筋与斜筋.图1.4门槛梁部位设计要求B柱加强板A、b柱强化板下面的接头做成了箱子的形状，提高了强度。b.铰链加强板c.背门槛加强板除具有上述特征外，还具有斜肋；图1.5B柱部位设计要求d.由于后部没有加强板，上加强板与后部的连接被翻起，并通过塞焊与内板连接。图1.6B柱部位上接头设计要求C柱加强板a..上部加强板形成封闭型腔以使C柱满足强度要求;b.封闭型腔内、外以及后门框后轮罩处均布置缓冲块。图1.7C柱加强板部位设计要求上边梁加强板在结束段形成封闭腔体。图1.8上边梁部位设计要求三厢侧围a.薄弱处加强板呈盒式并加装加强筋。b.在强度不足处加装缓冲块，以提高乘车安全性。二厢侧围C、D柱中间的部分的左侧的刚度足够，但右侧需加缓冲块以提高强度并缓冲冲击。图1.9两厢车侧围设计要求1.4侧围结构设计注意事项1、为了增加模具寿命，选择尽可能小的冲压负角。2、圆角应大于3mm，并且在允许范围内尽可能大一些。3、设计零件时，所选择的定位基准应是前面工序共用的孔。4、焊接边宽度应该大于12.0mm，焊接的设备应该操作较为简单，不应过于复杂。5、不能焊接的零件表面应留有间隙。6、孔边与零件边缘距离应大于3mm。7、在结构设计时，为了排出废液，选择足够数量与直径大小合适的孔置于零件最下端。8、注意加工时，应该留有加工余量。9、冲孔方向与孔法矢方向的角度不应过大。10、冲压件拉延的最大相对深度约为0.61.5侧围三维模型绘制本课题采用三厢车车身侧围为研究对象，三厢车侧围主要由A柱外板、B柱外板、D柱外板及后侧围构成。本课题绘图对象为后侧围，首先根据车轮安装要求，以后轮罩的法兰翻边为边界条件，绘制后侧围后轮罩的曲面，如图1.10所示。图1.10后侧围后轮罩曲面造型其次根据门槛梁外板的曲面造型绘制与后侧围轮罩曲线向切的外板曲面造型，如图1.11所示，图1.11后侧围门槛梁外板曲面造型其次根据车门内板的造型及C柱外板造型绘制后侧围相应的曲面造型，如图1.12所示图1.12后侧围C柱外板曲面造型由于车门外板与后侧围外板需构成密封结构，同时又考虑美观性，因此上述轮罩曲面与C柱外板不可采用直曲面直接过渡，需设计成台阶状曲面结构与密封条进行配合构成密封结构，过渡曲面形状如图1.13所示。图1.13后侧围C柱外板与后轮罩过渡曲面造型车尾由于需安装尾灯及其他元件，因此需与尾灯的造型相互配合，本设计从美观性的角度出发，灯罩造型采用与特斯拉相同的造型设计，即尾灯的安装孔在后围板及后侧围板都应预留，尾灯罩的安装孔位与前述曲面造型平滑过渡，保证空气阻力最小，减少油耗，如图1.14所示。图1.14后侧围后灯过渡曲面造型本课题后侧围应用对象为三厢轿车，因此后侧围由于需与