《汽車車身結(jié)構(gòu)與設計》教材同步PPT課件

《汽車車身結(jié)構(gòu)與設計》教材同步PPT課件,汽車車身結(jié)構(gòu)與設計,汽車,車身,結(jié)構(gòu),設計,教材,同步,PPT,課件 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計1.了解轎車車身結(jié)構(gòu)的總體設計要求；了解轎車車身結(jié)構(gòu)的總體設計要求；2.掌握轎車車身結(jié)構(gòu)的劃分；掌握轎車車身結(jié)構(gòu)的劃分；3.掌握車身結(jié)構(gòu)強度與剛度設計方法；掌握車身結(jié)構(gòu)強度與剛度設計方法；4.了解車身結(jié)構(gòu)動力學性能設計；了解車身結(jié)構(gòu)動力學性能設計；5.熟悉車身強度與剛度試驗。熟悉車身強度與剛度試驗。知識要點知識要點能力要求能力要求相關知識相關知識轎車車身結(jié)構(gòu)分析與設計轎車車身結(jié)構(gòu)分析與設計1.了解轎車車身結(jié)構(gòu)的總體設計要求了解轎車車身結(jié)構(gòu)的總體設計要求2.掌握轎車車身結(jié)構(gòu)的劃分特點掌握轎車車身結(jié)構(gòu)的劃分特點3.掌握轎車車身的結(jié)構(gòu)件和覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點、掌握轎車車身的結(jié)構(gòu)件和覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點、分析方法與設計要求分析方法與設計要求4.掌握轎車車身的焊接接頭特點和設計要求掌握轎車車身的焊接接頭特點和設計要求結(jié)構(gòu)件設計、覆蓋件設結(jié)構(gòu)件設計、覆蓋件設計、焊接接頭設計計、焊接接頭設計轎車車身結(jié)構(gòu)的強度與剛轎車車身結(jié)構(gòu)的強度與剛度設計度設計1.理解轎車車身結(jié)構(gòu)的靜強度、理解轎車車身結(jié)構(gòu)的靜強度、疲勞強度、剛度疲勞強度、剛度的的含義含義2.掌握轎車車身靜強度設計方法掌握轎車車身靜強度設計方法3.了解轎車車身疲勞強度設計理論了解轎車車身疲勞強度設計理論4.了解車身整體剛度設計方法了解車身整體剛度設計方法靜強度、疲勞強度、剛靜強度、疲勞強度、剛度、設計準則度、設計準則車身結(jié)構(gòu)的動力學性能設車身結(jié)構(gòu)的動力學性能設計計1.了解車身結(jié)構(gòu)的振動特性了解車身結(jié)構(gòu)的振動特性2.了解車身結(jié)構(gòu)的動力學性能設計方法了解車身結(jié)構(gòu)的動力學性能設計方法振動模態(tài)、靈敏度振動模態(tài)、靈敏度車身強度與剛度試驗車身強度與剛度試驗1.熟悉車門強度與安全帶固定點強度試驗方法熟悉車門強度與安全帶固定點強度試驗方法2.掌握車身彎曲扭轉(zhuǎn)剛度試驗方法掌握車身彎曲扭轉(zhuǎn)剛度試驗方法3.了解車身動態(tài)試驗了解車身動態(tài)試驗車身彎曲扭轉(zhuǎn)剛度試驗車身彎曲扭轉(zhuǎn)剛度試驗臺臺汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1 車身車身結(jié)構(gòu)總體分析結(jié)構(gòu)總體分析與設計與設計3.1.1車身車身結(jié)構(gòu)的總體設計要求結(jié)構(gòu)的總體設計要求 車身結(jié)構(gòu)設計的總體要求是在滿足功能要求的前提下，提高整車性能，增強車身結(jié)構(gòu)設計的總體要求是在滿足功能要求的前提下，提高整車性能，增強實用性和美觀性，降低生產(chǎn)和使用成本。具體考慮以下幾方面：實用性和美觀性，降低生產(chǎn)和使用成本。具體考慮以下幾方面：1）車身結(jié)構(gòu)設計首先要明確車身的承載形式，并對其做出載荷分析，以便）車身結(jié)構(gòu)設計首先要明確車身的承載形式，并對其做出載荷分析，以便使載荷在整個車身上分配合理。在此基礎上進一步做出局部載荷分析，確定各使載荷在整個車身上分配合理。在此基礎上進一步做出局部載荷分析，確定各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式和連接方式。構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式和連接方式。2）車身結(jié)構(gòu)設計時應充分考慮結(jié)構(gòu)強度、抗彎扭剛度、制造工藝等，確保）車身結(jié)構(gòu)設計時應充分考慮結(jié)構(gòu)強度、抗彎扭剛度、制造工藝等，確保其安全性，同時應滿足防塵、隔聲、降噪性能等設計要求。優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設計可其安全性，同時應滿足防塵、隔聲、降噪性能等設計要求。優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設計可有利于實現(xiàn)輕量化，從而改善整車性能，降低成本。有利于實現(xiàn)輕量化，從而改善整車性能，降低成本。3）轎車車身結(jié)構(gòu)設計是以車身造型設計為基礎，進行車身強度設計和功能）轎車車身結(jié)構(gòu)設計是以車身造型設計為基礎，進行車身強度設計和功能設計，以期最終找到合理的車身結(jié)構(gòu)形式。其設計質(zhì)量的優(yōu)劣關系到車身內(nèi)外設計，以期最終找到合理的車身結(jié)構(gòu)形式。其設計質(zhì)量的優(yōu)劣關系到車身內(nèi)外造型能否順利實現(xiàn)和車身各種功能能否正常發(fā)揮，所以它是完成整個車身開發(fā)造型能否順利實現(xiàn)和車身各種功能能否正常發(fā)揮，所以它是完成整個車身開發(fā)設計的關鍵環(huán)節(jié)。設計的關鍵環(huán)節(jié)。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1.2 車身結(jié)構(gòu)整體設計車身結(jié)構(gòu)整體設計 車車身結(jié)構(gòu)裝配順序：沖壓零件身結(jié)構(gòu)裝配順序：沖壓零件合件合件分總成分總成總成?？偝伞?.車身結(jié)構(gòu)分塊應遵循的原則車身結(jié)構(gòu)分塊應遵循的原則車身分塊的數(shù)量和尺寸大小直接影響車身沖壓工藝性和經(jīng)濟性。分塊一般應遵車身分塊的數(shù)量和尺寸大小直接影響車身沖壓工藝性和經(jīng)濟性。分塊一般應遵循以下原則：循以下原則：1）分塊數(shù)目應盡可能少。覆蓋件的分塊應根據(jù)企業(yè)的設備情況與技術水平來確）分塊數(shù)目應盡可能少。覆蓋件的分塊應根據(jù)企業(yè)的設備情況與技術水平來確定，整個車身分塊的零件數(shù)目應盡可能少，以便減少裝配誤差，也使接口處有定，整個車身分塊的零件數(shù)目應盡可能少，以便減少裝配誤差，也使接口處有良好的裝配工藝性。良好的裝配工藝性。2）分塊時應考慮零件的成形工藝性。主要指沖壓、壓彎、拉深等工藝要求。）分塊時應考慮零件的成形工藝性。主要指沖壓、壓彎、拉深等工藝要求。3）最大覆蓋件零件的展開尺寸不能超過板材的尺寸規(guī)格。）最大覆蓋件零件的展開尺寸不能超過板材的尺寸規(guī)格。4）零件分塊結(jié)構(gòu)要合理。在保證裝配精度的條件下，具有良好的裝配工藝性）零件分塊結(jié)構(gòu)要合理。在保證裝配精度的條件下，具有良好的裝配工藝性（主要是焊接工藝性）以及車身整體組裝后的外形美觀性。（主要是焊接工藝性）以及車身整體組裝后的外形美觀性。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計2.車身結(jié)構(gòu)分析與設計車身結(jié)構(gòu)分析與設計 車身結(jié)構(gòu)的劃分與零件的沖壓工藝性、焊接工藝性及制造裝配精度均有很車身結(jié)構(gòu)的劃分與零件的沖壓工藝性、焊接工藝性及制造裝配精度均有很大關系，同時還影響產(chǎn)品的系列化、標準化，影響生產(chǎn)率、生產(chǎn)組織、工時的大關系，同時還影響產(chǎn)品的系列化、標準化，影響生產(chǎn)率、生產(chǎn)組織、工時的平衡和設備的復雜程度。合理的分塊不僅有利于形成良好的裝配質(zhì)量，還可有平衡和設備的復雜程度。合理的分塊不僅有利于形成良好的裝配質(zhì)量，還可有效簡化工藝，提高生產(chǎn)率，改善車身結(jié)構(gòu)的焊接工藝性?？紤]角度不同，車身效簡化工藝，提高生產(chǎn)率，改善車身結(jié)構(gòu)的焊接工藝性?？紤]角度不同，車身結(jié)構(gòu)劃分方法一般有多種。結(jié)構(gòu)劃分方法一般有多種。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計1）從焊從焊接工藝考慮接工藝考慮 將車身結(jié)構(gòu)分為以下分總成，其焊接順序：底架總成將車身結(jié)構(gòu)分為以下分總成，其焊接順序：底架總成 側(cè)圍總成側(cè)圍總成 頂蓋、頂蓋支承總成頂蓋、頂蓋支承總成 散熱器支架、車身后圍板總成散熱器支架、車身后圍板總成 白車身結(jié)構(gòu)總成白車身結(jié)構(gòu)總成轎車車身總成結(jié)構(gòu)的劃分轎車車身總成結(jié)構(gòu)的劃分1-頂蓋頂蓋 2-后圍板總成后圍板總成 3-側(cè)圍總成側(cè)圍總成 4-頂蓋支承總成頂蓋支承總成 5-散熱器支架散熱器支架6-底架總成底架總成 7-頂蓋后加強板頂蓋后加強板 8-后翼子板后翼子板 9-前指梁前指梁汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計案例：案例：轎車車身兩種不同的結(jié)構(gòu)劃分方案轎車車身兩種不同的結(jié)構(gòu)劃分方案 a)分塊方法一分塊方法一 b)分塊方法二分塊方法二1-底架底架 2-門檻門檻 3-中柱中柱 4-前柱前柱 5-前輪罩前輪罩 6-前圍前圍 7-頂蓋頂蓋 8-側(cè)壁側(cè)壁 9-前圍窗框前圍窗框 10-后風窗后風窗汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計2）從前、中、后三部分車身總成考慮從前、中、后三部分車身總成考慮（1）前部）前部 車身前部敞開部分承受較大的集中力，如動力總成、散熱器、前車身前部敞開部分承受較大的集中力，如動力總成、散熱器、前板制件的重力和前懸架支承力等板制件的重力和前懸架支承力等，這些力主要由兩根對稱的前縱梁支承，并，這些力主要由兩根對稱的前縱梁支承，并傳至整個車身前部結(jié)構(gòu)；傳至整個車身前部結(jié)構(gòu)；車身前部的結(jié)構(gòu)設計必須使其能有效地吸收沖擊能量；車身前部的結(jié)構(gòu)設計必須使其能有效地吸收沖擊能量；前圍板總成應有可將外部空氣導入車室內(nèi)的通風口，并具有阻止發(fā)動機前圍板總成應有可將外部空氣導入車室內(nèi)的通風口，并具有阻止發(fā)動機噪聲透過前圍板傳入乘坐室的作用噪聲透過前圍板傳入乘坐室的作用；還要在散熱器框架周圍安裝前照燈、散熱器和空氣冷凝器等還要在散熱器框架周圍安裝前照燈、散熱器和空氣冷凝器等。（2）中部）中部 轎車中部是乘坐室部分，主要承受分散在地板上的重力，如車身轎車中部是乘坐室部分，主要承受分散在地板上的重力，如車身裝備和乘員的重力、懸掛在門柱上的車門重力等。裝備和乘員的重力、懸掛在門柱上的車門重力等。（3）后部）后部 行李箱承受燃油箱、行李和備胎等重力，后縱梁承受后懸架的行李箱承受燃油箱、行李和備胎等重力，后縱梁承受后懸架的支承力。支承力。車身結(jié)構(gòu)總成無論怎樣劃分，其分總成的零件尺寸大、形狀、結(jié)構(gòu)復雜，截車身結(jié)構(gòu)總成無論怎樣劃分，其分總成的零件尺寸大、形狀、結(jié)構(gòu)復雜，截面和翻邊形式多樣，這就體現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)的復雜性面和翻邊形式多樣，這就體現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)的復雜性 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計 碰撞載荷是汽車車身在使用過程中遇到的極端載荷情況。為了有效地保碰撞載荷是汽車車身在使用過程中遇到的極端載荷情況。為了有效地保護乘員安全，車身結(jié)構(gòu)在整車上應符合護乘員安全，車身結(jié)構(gòu)在整車上應符合“兩端軟中間硬兩端軟中間硬”的原則，以保證的原則，以保證縱向碰撞發(fā)生時，車身前部或后部吸收縱向碰撞發(fā)生時，車身前部或后部吸收80以上的碰撞能量。為此，可以以上的碰撞能量。為此，可以通過通過合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量的能力達到此目的。由于縱向的能力達到此目的。由于縱向碰撞發(fā)生時，能量的碰撞發(fā)生時，能量的70需由車身縱梁吸收，因此縱梁的作用尤為重要。需由車身縱梁吸收，因此縱梁的作用尤為重要。碰撞時可碰撞時可依靠局部變形吸收能量依靠局部變形吸收能量，從而減少中部乘員室變形的可能性。，從而減少中部乘員室變形的可能性。局局部變形可依靠梁的局部彎曲或局部發(fā)生皺折來實現(xiàn)部變形可依靠梁的局部彎曲或局部發(fā)生皺折來實現(xiàn)。利用現(xiàn)代技術在中空。利用現(xiàn)代技術在中空管狀梁內(nèi)施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。設計中，一般應管狀梁內(nèi)施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。設計中，一般應在車身前部和后部預留在車身前部和后部預留5080cm的空間供變形用。此外，因碰撞能量的約的空間供變形用。此外，因碰撞能量的約30靠輪罩吸收，故需充分注意輪罩與地板和縱梁的聯(lián)接?？枯喺治眨市璩浞肿⒁廨喺峙c地板和縱梁的聯(lián)接。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.車身結(jié)構(gòu)分離面車身結(jié)構(gòu)分離面 將將白車身總成分解為若干個分總成，相鄰兩個分總成的結(jié)合面稱為分白車身總成分解為若干個分總成，相鄰兩個分總成的結(jié)合面稱為分離面。分離面可分為兩類：離面。分離面可分為兩類：（1）設計分離面）設計分離面 根據(jù)使用和構(gòu)造上的特點，可將車身分為單獨進行裝配的分總成，根據(jù)使用和構(gòu)造上的特點，可將車身分為單獨進行裝配的分總成，如車身本體、發(fā)動機罩、行李箱蓋、車門等，這些分總成之間的結(jié)合面，如車身本體、發(fā)動機罩、行李箱蓋、車門等，這些分總成之間的結(jié)合面，稱為稱為設計分離面設計分離面。設計分離面一般采用。設計分離面一般采用可拆卸的連接可拆卸的連接，如鉸鏈連接，以，如鉸鏈連接，以便在使用和維修過程中迅速拆卸和重新安裝，而不損壞整體結(jié)構(gòu)。便在使用和維修過程中迅速拆卸和重新安裝，而不損壞整體結(jié)構(gòu)。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計（2）工藝分離面）工藝分離面 在生產(chǎn)制造過程中，為了適應制造裝配的工藝要求，需要進一步將上在生產(chǎn)制造過程中，為了適應制造裝配的工藝要求，需要進一步將上級分總成分解為下一級分總成，甚至小組件，進行單獨裝配焊接，這些級分總成分解為下一級分總成，甚至小組件，進行單獨裝配焊接，這些下一級分總成或組件之間的結(jié)合面，稱為下一級分總成或組件之間的結(jié)合面，稱為工藝分離面工藝分離面。如車身本體總成。如車身本體總成分解為前圍、后圍、地板、左分解為前圍、后圍、地板、左/右側(cè)圍、頂蓋六大分總成，這六大分總成右側(cè)圍、頂蓋六大分總成，這六大分總成分別平行進行單獨焊裝，而后總裝在一起進行焊接，這些分總成之間的分別平行進行單獨焊裝，而后總裝在一起進行焊接，這些分總成之間的結(jié)合面就是工藝分離面。結(jié)合面就是工藝分離面。工藝分離面一般采用工藝分離面一般采用不可拆卸的連接不可拆卸的連接方法，如焊接、鉚接等。它們最方法，如焊接、鉚接等。它們最終構(gòu)成一個統(tǒng)一的剛性整體。終構(gòu)成一個統(tǒng)一的剛性整體。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1.3 車身車身結(jié)構(gòu)件的分析與設計結(jié)構(gòu)件的分析與設計 轎轎車行駛時，車身不僅要受到在垂直方向上的車身自重和固定在車身上的所車行駛時，車身不僅要受到在垂直方向上的車身自重和固定在車身上的所有總成和設備的重力，以及乘員和行李的重力作用，同時還受到由懸架和輪有總成和設備的重力，以及乘員和行李的重力作用，同時還受到由懸架和輪胎傳來的側(cè)向力與縱向力，以及慣性力和空氣阻力等，有時還會受到碰撞載胎傳來的側(cè)向力與縱向力，以及慣性力和空氣阻力等，有時還會受到碰撞載荷的作用，這些力都是由車身的承力結(jié)構(gòu)件來承擔。因此，荷的作用，這些力都是由車身的承力結(jié)構(gòu)件來承擔。因此，車身結(jié)構(gòu)件是保車身結(jié)構(gòu)件是保證車身所要求的強度和剛度的基礎構(gòu)件證車身所要求的強度和剛度的基礎構(gòu)件。1.車身結(jié)構(gòu)件分類車身結(jié)構(gòu)件分類 1）功能件）功能件 如車身底架縱梁、門如車身底架縱梁、門立柱、窗框、門檻等。立柱、窗框、門檻等。2）加強件）加強件 結(jié)構(gòu)加強件主要用于增強板件的剛度，提高各構(gòu)件的連接強結(jié)構(gòu)加強件主要用于增強板件的剛度，提高各構(gòu)件的連接強度。度。如如車門加強板用以提高附件安裝部位的剛度和連接強度。再如地板加強橫梁、車門加強板用以提高附件安裝部位的剛度和連接強度。再如地板加強橫梁、車門鉸鏈安裝加強板等。車門鉸鏈安裝加強板等。3）非承載構(gòu)件）非承載構(gòu)件 它是為安裝附件而設置的，如頂蓋上為安裝頂窗而設置的框它是為安裝附件而設置的，如頂蓋上為安裝頂窗而設置的框架等。架等。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計 2.車身結(jié)構(gòu)件截面形狀的選擇車身結(jié)構(gòu)件截面形狀的選擇 車身結(jié)構(gòu)件一般為薄壁桿件。根據(jù)承受彎曲和扭轉(zhuǎn)力的大小，結(jié)構(gòu)件的截面通常車身結(jié)構(gòu)件一般為薄壁桿件。根據(jù)承受彎曲和扭轉(zhuǎn)力的大小，結(jié)構(gòu)件的截面通常設計成閉口或半開口的形狀，其截面形狀和尺寸對其截面特性有很大影響，由剛度設計成閉口或半開口的形狀，其截面形狀和尺寸對其截面特性有很大影響，由剛度分析可知，與剛度有關的參數(shù)除了材料性質(zhì)以外，主要是分析可知，與剛度有關的參數(shù)除了材料性質(zhì)以外，主要是彎曲慣性矩和扭轉(zhuǎn)慣性矩彎曲慣性矩和扭轉(zhuǎn)慣性矩等截面特性等截面特性。在材料面積和板厚保持不變的情況下，閉口截面的抗彎性能稍次于開。在材料面積和板厚保持不變的情況下，閉口截面的抗彎性能稍次于開口截面，但閉口截面得扭轉(zhuǎn)慣性矩比開口截面大很多?？诮孛?，但閉口截面得扭轉(zhuǎn)慣性矩比開口截面大很多。表中表中 截面的扭轉(zhuǎn)慣性矩，截面的扭轉(zhuǎn)慣性矩，對主慣性軸的慣性矩，對主慣性軸的慣性矩，抗彎截面系數(shù)，抗彎截面系數(shù)，抗扭截面系數(shù)抗扭截面系數(shù) 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計對于承載式車身結(jié)構(gòu)件，為了提高其扭轉(zhuǎn)剛度，全部采用閉口截對于承載式車身結(jié)構(gòu)件，為了提高其扭轉(zhuǎn)剛度，全部采用閉口截面。面。a)頂蓋側(cè)梁頂蓋側(cè)梁 b）中支柱）中支柱 c）前風扇支柱）前風扇支柱 d）后風扇支柱）后風扇支柱 e）門檻門檻車身結(jié)構(gòu)件的典型截面示意圖車身結(jié)構(gòu)件的典型截面示意圖汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.車身結(jié)構(gòu)件車身結(jié)構(gòu)件設計要求設計要求 設計車身結(jié)構(gòu)件時，應注意以下幾個方面：設計車身結(jié)構(gòu)件時，應注意以下幾個方面：1）截面形狀過渡處應避免應力集中。）截面形狀過渡處應避免應力集中。為了防止受力構(gòu)件的截面發(fā)生突變而引為了防止受力構(gòu)件的截面發(fā)生突變而引起應力集中，誘發(fā)裂紋產(chǎn)生從而導致疲勞破壞，因此，截面形狀突變處要逐起應力集中，誘發(fā)裂紋產(chǎn)生從而導致疲勞破壞，因此，截面形狀突變處要逐步過渡，合理選擇截面形狀和尺寸，避免截面急劇變化。步過渡，合理選擇截面形狀和尺寸，避免截面急劇變化。2）車身結(jié)構(gòu)件不僅要滿足）車身結(jié)構(gòu)件不僅要滿足強度和剛度的要求強度和剛度的要求，而且應使車身結(jié)構(gòu)形成一個，而且應使車身結(jié)構(gòu)形成一個連連續(xù)完整的受力系統(tǒng)和合理的載荷路徑續(xù)完整的受力系統(tǒng)和合理的載荷路徑；同時部分結(jié)構(gòu)件應能；同時部分結(jié)構(gòu)件應能吸收一定的碰撞吸收一定的碰撞能量能量。3）設計加強板時，）設計加強板時，加強板兩端的形狀應逐漸變化加強板兩端的形狀應逐漸變化，保證其連接部位的剛度不，保證其連接部位的剛度不發(fā)生突變。另外，發(fā)生突變。另外，應合理設計加強板的大小和厚度應合理設計加強板的大小和厚度。若加強板太小，則不足。若加強板太小，則不足以將集中載荷通過加強板分散在較大的面積上；加強板太大，則會增加質(zhì)量。以將集中載荷通過加強板分散在較大的面積上；加強板太大，則會增加質(zhì)量。一般加強板的厚度應比被加強件的板料厚，但二者厚度不宜相差太大。一般加強板的厚度應比被加強件的板料厚，但二者厚度不宜相差太大。4）要滿足相鄰部件的性能要求，如要適應門鎖、鉸鏈、限位器等的安裝和性）要滿足相鄰部件的性能要求，如要適應門鎖、鉸鏈、限位器等的安裝和性能要求。能要求。5）不能破壞造型設計，外露骨架要與車身外形相適應。）不能破壞造型設計，外露骨架要與車身外形相適應。6）還應具有裝配功能，如完成與車門、發(fā)動機罩、行李箱蓋的動態(tài)配合等。）還應具有裝配功能，如完成與車門、發(fā)動機罩、行李箱蓋的動態(tài)配合等。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車在行駛時，車身結(jié)構(gòu)中易出現(xiàn)載荷分配不均衡和結(jié)構(gòu)剛度不適應載荷要求汽車在行駛時，車身結(jié)構(gòu)中易出現(xiàn)載荷分配不均衡和結(jié)構(gòu)剛度不適應載荷要求的情況，將影響承載系統(tǒng)的總變形，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形不均衡的現(xiàn)象的情況，將影響承載系統(tǒng)的總變形，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形不均衡的現(xiàn)象。因此，在。因此，在構(gòu)構(gòu)件布置設計時，尤其要注意乘坐室與前部敞開部分相連接件布置設計時，尤其要注意乘坐室與前部敞開部分相連接區(qū)域剛區(qū)域剛度加度加強強；為避；為避免大的力流集中由前縱梁通向乘坐室，結(jié)構(gòu)件的布置應使通過前縱梁的力流分免大的力流集中由前縱梁通向乘坐室，結(jié)構(gòu)件的布置應使通過前縱梁的力流分散地過渡到前圍板區(qū)域及地板和門檻散地過渡到前圍板區(qū)域及地板和門檻。圖示為傳統(tǒng)車身與先進車身安全防護結(jié)構(gòu)圖示為傳統(tǒng)車身與先進車身安全防護結(jié)構(gòu)ACE(Advanced Compatibility Engineering)車身的前部結(jié)構(gòu)的對比，體現(xiàn)了先進的安全設計理念車身的前部結(jié)構(gòu)的對比，體現(xiàn)了先進的安全設計理念。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計【案例案例】從從G-CON到到ACE技術的進化技術的進化 G-CON（車輛沖擊力控制安全技術）車（車輛沖擊力控制安全技術）車身技術的核心是通過對車身進行技身技術的核心是通過對車身進行技巧設計，在車身變形量不增加的條件下，通過對車身沖擊力巧設計，在車身變形量不增加的條件下，通過對車身沖擊力(G)的控制，使乘員的控制，使乘員受到的沖擊力受到的沖擊力(G)降低，保持了乘員艙的完整性，減輕了碰撞對乘員的傷害。要降低，保持了乘員艙的完整性，減輕了碰撞對乘員的傷害。要達到讓車輛能夠在有限的車體變形之下，將車內(nèi)乘客的傷害降到最低的程度，達到讓車輛能夠在有限的車體變形之下，將車內(nèi)乘客的傷害降到最低的程度，這便需要車身不僅能吸能，而且還要更好的快速分散碰撞能量，更好地實現(xiàn)這便需要車身不僅能吸能，而且還要更好的快速分散碰撞能量，更好地實現(xiàn)“吸能、分散吸能、分散”的設計理念。同時體現(xiàn)的設計理念。同時體現(xiàn)“MM”理念（理念（Man Maximum&Mechanism Minimum，乘客享受最大空間和機械占用最小空間）。，乘客享受最大空間和機械占用最小空間）。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計 ACE技術是在本田引以為傲的技術是在本田引以為傲的GCON技術上革新發(fā)展而來的新一代車技術上革新發(fā)展而來的新一代車身技術。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，大部分常規(guī)設計中，正面碰撞能量均被傳導至車身技術。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，大部分常規(guī)設計中，正面碰撞能量均被傳導至車輛前端的下部承載結(jié)構(gòu)，而輛前端的下部承載結(jié)構(gòu)，而ACE技術能夠有效地將正面碰撞能量進行均勻分技術能夠有效地將正面碰撞能量進行均勻分配，將沖擊力更好的吸收到車輛上部和下部的車身結(jié)構(gòu)中，包括底板縱梁、配，將沖擊力更好的吸收到車輛上部和下部的車身結(jié)構(gòu)中，包括底板縱梁、側(cè)門檻和側(cè)門檻和A柱。柱。ACE系統(tǒng)通過建立明確的工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通過建立明確的工程結(jié)構(gòu)“路徑路徑”，使這些正面碰，使這些正面碰撞力能夠在車輛結(jié)構(gòu)總量的一個更大比例內(nèi)進行分配撞力能夠在車輛結(jié)構(gòu)總量的一個更大比例內(nèi)進行分配，從而更加有效地使碰，從而更加有效地使碰撞力避開乘員艙，減少乘員艙變形，進一步提高乘員保護。本田鋒范的發(fā)動撞力避開乘員艙，減少乘員艙變形，進一步提高乘員保護。本田鋒范的發(fā)動機艙與乘員艙結(jié)構(gòu)與新飛度一樣應用了機艙與乘員艙結(jié)構(gòu)與新飛度一樣應用了G-CON車身技術以及車身技術以及ACE高級碰撞高級碰撞兼容性工程設計理念兼容性工程設計理念。本田鋒范車身結(jié)構(gòu) 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1.4 車身車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)分析與設計覆蓋件的結(jié)構(gòu)分析與設計 1.車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點2.1）形狀復雜）形狀復雜 大多數(shù)覆蓋件是由復雜的三維空間曲面組成的。為了獲得空氣動大多數(shù)覆蓋件是由復雜的三維空間曲面組成的。為了獲得空氣動力特性好的車身外形，覆蓋件應當具有連續(xù)的空間曲面形狀且沖壓深度不均勻。力特性好的車身外形，覆蓋件應當具有連續(xù)的空間曲面形狀且沖壓深度不均勻。為了體現(xiàn)車身造型的風格，常在某些曲面上設有棱線和裝飾性結(jié)構(gòu)，使覆蓋件的為了體現(xiàn)車身造型的風格，常在某些曲面上設有棱線和裝飾性結(jié)構(gòu)，使覆蓋件的形狀變得更加復雜，可以說，車身覆蓋件是形狀最為復雜的沖壓件。形狀變得更加復雜，可以說，車身覆蓋件是形狀最為復雜的沖壓件。3.2）外形尺寸大）外形尺寸大 為了簡化裝配工藝，減少零件數(shù)量，保證車身外形曲面的連續(xù)為了簡化裝配工藝，減少零件數(shù)量，保證車身外形曲面的連續(xù)性和完整性，大多數(shù)覆蓋件的外形尺寸都較大，有些覆蓋件如側(cè)圍外輪廓尺寸可性和完整性，大多數(shù)覆蓋件的外形尺寸都較大，有些覆蓋件如側(cè)圍外輪廓尺寸可達達23m。4.3）表面質(zhì)量要求高表面質(zhì)量要求高 車身覆蓋件的可見表面不允許有波紋、皺紋、凸凹痕、車身覆蓋件的可見表面不允許有波紋、皺紋、凸凹痕、邊緣拉痕、擦傷以及其他破壞表面完美的缺陷；覆蓋件上的裝飾棱線、筋條都應邊緣拉痕、擦傷以及其他破壞表面完美的缺陷；覆蓋件上的裝飾棱線、筋條都應平滑、清晰，曲線應圓滑；相鄰覆蓋件在銜接處要對齊，間隙要小。平滑、清晰，曲線應圓滑；相鄰覆蓋件在銜接處要對齊，間隙要小。4）要有足夠的剛度）要有足夠的剛度 因覆蓋件是薄殼零件，汽車在行駛時會產(chǎn)生振動，引起覆因覆蓋件是薄殼零件，汽車在行駛時會產(chǎn)生振動，引起覆 蓋件的激振，所以必須要求覆蓋件具有足夠的剛度，從而避免共振，減小噪聲和蓋件的激振，所以必須要求覆蓋件具有足夠的剛度，從而避免共振，減小噪聲和延長車身使用壽命。延長車身使用壽命。5）要有良好的成型工藝性）要有良好的成型工藝性 設計車身覆蓋件結(jié)構(gòu)時，要求在一定的生產(chǎn)規(guī)模條件下，設計車身覆蓋件結(jié)構(gòu)時，要求在一定的生產(chǎn)規(guī)模條件下，能夠較容易地安排沖壓工藝和設計沖壓模具，有合理的裝配硬點，能夠最經(jīng)濟、能夠較容易地安排沖壓工藝和設計沖壓模具，有合理的裝配硬點，能夠最經(jīng)濟、最安全、最穩(wěn)定地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。最安全、最穩(wěn)定地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計第第3 3章章 汽車車身汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計結(jié)構(gòu)分析與設計2.車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)工藝分析與設計車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)工藝分析與設計1）車身覆蓋件的拉深方向應保證凸模能完全進入凹模）車身覆蓋件的拉深方向應保證凸模能完全進入凹模 覆蓋件的凹形決定拉深方向a)凸模不能進入凹模 b)凸模能進入凹模汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計2）盡可能一次拉深成形）盡可能一次拉深成形 3）對于具有反拉深的覆蓋件，盡可能加大變形部分的圓角半徑，以防）對于具有反拉深的覆蓋件，盡可能加大變形部分的圓角半徑，以防局部因延伸變薄而破裂。局部因延伸變薄而破裂。4）車身上的孔應避免細長孔，盡可能采用圓孔、方孔等規(guī)則孔，因加）車身上的孔應避免細長孔，盡可能采用圓孔、方孔等規(guī)則孔，因加工規(guī)則孔的模具成本較低，且細長孔對模具強度不利。另外，設計時工規(guī)則孔的模具成本較低，且細長孔對模具強度不利。另外，設計時孔與孔之間、孔與邊之間的距離應恰當，以免沖裁時由于距離太小引孔與孔之間、孔與邊之間的距離應恰當，以免沖裁時由于距離太小引起周邊材料的變形或破裂起周邊材料的變形或破裂，如圖所示，推薦，如圖所示，推薦 =13mm。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計5）若彎曲零件的彎曲角小于）若彎曲零件的彎曲角小于90，則其彎曲半徑應不小于板料厚度。，則其彎曲半徑應不小于板料厚度。6）車身覆蓋件大都需要翻邊成形，以便加強零件剛度或用于與其他兩家）車身覆蓋件大都需要翻邊成形，以便加強零件剛度或用于與其他兩家的連接。設計時，應正確選擇翻邊曲率的大小，翻邊的寬度應隨著曲率的連接。設計時，應正確選擇翻邊曲率的大小，翻邊的寬度應隨著曲率的增大而相應減小。如車門外板拐角處的翻邊寬度的增大而相應減小。如車門外板拐角處的翻邊寬度 應小于平直部分的應小于平直部分的寬度寬度 ，或做成多個切口，如圖所示。，或做成多個切口，如圖所示。門外板翻邊 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1.5 車車身焊接工藝身焊接工藝 焊裝工藝是影響車身制造質(zhì)量的重要因素，焊裝工藝設計與車身產(chǎn)品設焊裝工藝是影響車身制造質(zhì)量的重要因素，焊裝工藝設計與車身產(chǎn)品設計及沖壓工藝設計是互相聯(lián)系、互相制約的，必須綜合考慮。影響車身焊裝計及沖壓工藝設計是互相聯(lián)系、互相制約的，必須綜合考慮。影響車身焊裝工藝性的主要因素有生產(chǎn)批量、車身產(chǎn)品分塊、焊接結(jié)構(gòu)、焊點布置工藝性的主要因素有生產(chǎn)批量、車身產(chǎn)品分塊、焊接結(jié)構(gòu)、焊點布置等。等。1.車身焊接工藝的特點車身焊接工藝的特點 1）車身沖壓件一般為）車身沖壓件一般為低碳鋼低碳鋼，焊接性能好，焊接性能好2）車）車身零件大都是薄壁板件或薄壁桿件身零件大都是薄壁板件或薄壁桿件，剛，剛性較差性較差，必，必須使用多點定位夾須使用多點定位夾緊的緊的專用焊裝夾具專用焊裝夾具，以保證各零件或合件在焊接處的貼合和相互位置，特別，以保證各零件或合件在焊接處的貼合和相互位置，特別是門窗等孔洞的尺寸等是門窗等孔洞的尺寸等。3）車身焊裝的順序則是分塊過程的逆過程。先）車身焊裝的順序則是分塊過程的逆過程。先將若干個零件焊裝成合件，將若干個零件焊裝成合件，再將若干個合件和零件焊裝成分總成，最后將分總成和合件、零件焊裝成車再將若干個合件和零件焊裝成分總成，最后將分總成和合件、零件焊裝成車身總成。身總成。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計2.車車身常用焊接方法身常用焊接方法 汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.車車身零件焊接接頭設計身零件焊接接頭設計 研究表明，車身接頭剛度對整個車身剛度的影響可達研究表明，車身接頭剛度對整個車身剛度的影響可達50%70%。車身結(jié)構(gòu)的內(nèi)力通過接頭傳遞，在傳力過程中，接頭的變形會影響車身結(jié)構(gòu)的內(nèi)力通過接頭傳遞，在傳力過程中，接頭的變形會影響整個車身結(jié)構(gòu)的變形。設計車身零件焊接接頭時應考慮以下幾方面：整個車身結(jié)構(gòu)的變形。設計車身零件焊接接頭時應考慮以下幾方面：（1）點焊接頭盡可能采用搭接或翻邊對接）點焊接頭盡可能采用搭接或翻邊對接 a)搭接 b)翻邊對接汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計（2）應合理設計縱、橫梁交錯處接頭的形式和連接方式，減小應力集）應合理設計縱、橫梁交錯處接頭的形式和連接方式，減小應力集中。在底架縱、橫梁交叉點，橫梁與立柱的連接點，窗框與門框的四個中。在底架縱、橫梁交叉點，橫梁與立柱的連接點，窗框與門框的四個角等處都會產(chǎn)生應力集中。如在縱、橫梁交接處應以翼緣連接，或用角角等處都會產(chǎn)生應力集中。如在縱、橫梁交接處應以翼緣連接，或用角板等各種連接方式，以擴大連接面積來減小應力集中板等各種連接方式，以擴大連接面積來減小應力集中。（3）接頭處的焊縫長短和布置、鉚釘數(shù)量和布置應盡量合理。若過分）接頭處的焊縫長短和布置、鉚釘數(shù)量和布置應盡量合理。若過分加強接頭，則會因接頭處的剛度太大導致在接頭邊緣的被加強梁上產(chǎn)加強接頭，則會因接頭處的剛度太大導致在接頭邊緣的被加強梁上產(chǎn)生應力集中。生應力集中。（4）被焊接的兩塊板料厚度的比值不應大于）被焊接的兩塊板料厚度的比值不應大于3，否則薄板容易被擊穿。，否則薄板容易被擊穿。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計4.裝裝配焊接方法配焊接方法 根據(jù)工藝分離面的劃分情況，可將車身裝配焊接方法分為兩類：根據(jù)工藝分離面的劃分情況，可將車身裝配焊接方法分為兩類：（1）集中裝配焊接法）集中裝配焊接法 將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作集中在較少的工位上，使用較少的工裝夾具來完成將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作集中在較少的工位上，使用較少的工裝夾具來完成焊裝工作，稱為集中裝配焊接法。焊裝工作，稱為集中裝配焊接法。（2）分散裝配焊接法）分散裝配焊接法 將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作，分散在較多的工位和工裝夾具上來完成，稱為分將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作，分散在較多的工位和工裝夾具上來完成，稱為分散裝配焊接法。分散的依據(jù)是工藝分離面的確定。在車身制造中，要根據(jù)生產(chǎn)綱散裝配焊接法。分散的依據(jù)是工藝分離面的確定。在車身制造中，要根據(jù)生產(chǎn)綱領、工廠的設備情況和技術水平，合理地劃分組合件和分總成進行裝配焊接。領、工廠的設備情況和技術水平，合理地劃分組合件和分總成進行裝配焊接。分分散裝配焊散裝配焊接接可使可使焊點盡量處于有利于焊接的位置，焊點盡量處于有利于焊接的位置，可盡量避免立焊、仰焊、可盡量避免立焊、仰焊、橫焊橫焊，有有利于提高裝配焊接質(zhì)量，改善勞動條件，也提高了勞動生產(chǎn)率。而且容利于提高裝配焊接質(zhì)量，改善勞動條件，也提高了勞動生產(chǎn)率。而且容易控制和減少焊接應力和焊接變形。例如頂蓋、側(cè)圍及前、后圍在整車總成焊裝易控制和減少焊接應力和焊接變形。例如頂蓋、側(cè)圍及前、后圍在整車總成焊裝中分別為仰焊和立焊，而在分總成焊裝中可變成俯焊。中分別為仰焊和立焊，而在分總成焊裝中可變成俯焊。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.1.7 轎轎車車身的整體結(jié)構(gòu)設計車車身的整體結(jié)構(gòu)設計 轎車車身結(jié)構(gòu)設計首先應轎車車身結(jié)構(gòu)設計首先應以結(jié)構(gòu)輕量化為準則，力求做到強度分配在車以結(jié)構(gòu)輕量化為準則，力求做到強度分配在車身整體上的合理性身整體上的合理性。為此，必須首先確定車身的主要載荷形式，其次了解載。為此，必須首先確定車身的主要載荷形式，其次了解載荷傳遞方式，進而選擇合理的計算方法。根據(jù)汽車的實際使用特點，一般將荷傳遞方式，進而選擇合理的計算方法。根據(jù)汽車的實際使用特點，一般將彎曲、扭轉(zhuǎn)和碰撞彎曲、扭轉(zhuǎn)和碰撞作為設計時車身所受的作為設計時車身所受的三種典型載荷工況三種典型載荷工況。由于轎車車身在整體上可以看作是一個由于轎車車身在整體上可以看作是一個由薄壁梁和薄板組成的框架結(jié)構(gòu)由薄壁梁和薄板組成的框架結(jié)構(gòu)，當假設作用力均作用在結(jié)構(gòu)的節(jié)點上，且左右對稱分布時，經(jīng)過對節(jié)點受力當假設作用力均作用在結(jié)構(gòu)的節(jié)點上，且左右對稱分布時，經(jīng)過對節(jié)點受力作適當簡化后，可建立車身承受彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的力學模型。利用該模作適當簡化后，可建立車身承受彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的力學模型。利用該模型，采用一般的力學方法即可計算獲得車身整體的載荷分布及變形圖。若計型，采用一般的力學方法即可計算獲得車身整體的載荷分布及變形圖。若計算發(fā)現(xiàn)局部存在過大變形或過大載荷，應適當改變該處梁的斷面形式，即通算發(fā)現(xiàn)局部存在過大變形或過大載荷，應適當改變該處梁的斷面形式，即通過改變斷面系數(shù)來調(diào)整變形量和應力的大小。過改變斷面系數(shù)來調(diào)整變形量和應力的大小。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計 碰撞載荷碰撞載荷是汽車車身在使用過程中遇到的是汽車車身在使用過程中遇到的極端載荷極端載荷情況。為了有效地保護乘情況。為了有效地保護乘員安全，車身結(jié)構(gòu)在整車上應符合員安全，車身結(jié)構(gòu)在整車上應符合兩端軟中間硬兩端軟中間硬的原則，以保證縱向碰撞發(fā)生時，的原則，以保證縱向碰撞發(fā)生時，車身前部或后部吸收車身前部或后部吸收80以上的碰撞能量。為此，可以通過合理分配力流和增加以上的碰撞能量。為此，可以通過合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量的能力達到此目的。由于縱向碰撞發(fā)生時，能量的局部吸收碰撞能量的能力達到此目的。由于縱向碰撞發(fā)生時，能量的70需由車需由車身縱梁吸收，因此縱梁的作用尤為重要。身縱梁吸收，因此縱梁的作用尤為重要。碰撞時可依靠局部變形吸收能量，從而減少中部乘員艙變形的可能性。局部碰撞時可依靠局部變形吸收能量，從而減少中部乘員艙變形的可能性。局部變形可依靠梁的局部彎曲或局部發(fā)生皺折來實現(xiàn)。利用現(xiàn)代技術在中空管狀梁內(nèi)變形可依靠梁的局部彎曲或局部發(fā)生皺折來實現(xiàn)。利用現(xiàn)代技術在中空管狀梁內(nèi)施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。設計中，一般應在車身前部和后施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。設計中，一般應在車身前部和后部預留部預留5080cm的空間供變形用。此外，因碰撞能量的的空間供變形用。此外，因碰撞能量的30要靠輪罩吸收，故要靠輪罩吸收，故需充分注意輪罩與地板和縱梁的聯(lián)接。如圖所示為轎車車身安全結(jié)構(gòu)透視圖。需充分注意輪罩與地板和縱梁的聯(lián)接。如圖所示為轎車車身安全結(jié)構(gòu)透視圖。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.2 車身結(jié)構(gòu)強度與剛度分析車身結(jié)構(gòu)強度與剛度分析 車身作為一個受力結(jié)構(gòu)，必須有車身作為一個受力結(jié)構(gòu)，必須有足夠的強度以保證其疲勞壽命，足夠的剛度以足夠的強度以保證其疲勞壽命，足夠的剛度以保證其裝配和使用的要求保證其裝配和使用的要求，同時應用，同時應用合理的動態(tài)特性控制振動與噪聲合理的動態(tài)特性控制振動與噪聲，還應該有，還應該有足夠的抗沖擊強度保證撞車時乘員的安全足夠的抗沖擊強度保證撞車時乘員的安全?，F(xiàn)代轎車車身結(jié)構(gòu)設計在滿足功能要求的前提下，以結(jié)構(gòu)輕量化為準則，力求現(xiàn)代轎車車身結(jié)構(gòu)設計在滿足功能要求的前提下，以結(jié)構(gòu)輕量化為準則，力求做到強度分配在車身整體上的合理性。做到強度分配在車身整體上的合理性。汽車分析設計的關鍵是確定載荷，首先確汽車分析設計的關鍵是確定載荷，首先確定主要載荷形式，其次了解載荷傳遞方式，進而選擇合理的設計分析方法定主要載荷形式，其次了解載荷傳遞方式，進而選擇合理的設計分析方法。有限元方法能夠有效地滿足上述車身設計的要求。在進行車身結(jié)構(gòu)設計時，通有限元方法能夠有效地滿足上述車身設計的要求。在進行車身結(jié)構(gòu)設計時，通過有限元分析，觀察白車身及其結(jié)構(gòu)件在各種工況下的變形，得到車身的強度、過有限元分析，觀察白車身及其結(jié)構(gòu)件在各種工況下的變形，得到車身的強度、剛度、振動頻率等各種力學性能。將有限元分析的結(jié)果反饋車身設計環(huán)節(jié)，修改剛度、振動頻率等各種力學性能。將有限元分析的結(jié)果反饋車身設計環(huán)節(jié)，修改設計不合理的參數(shù)，經(jīng)過重復的優(yōu)化，提高車身設計的質(zhì)量，使得產(chǎn)品在設計階設計不合理的參數(shù)，經(jīng)過重復的優(yōu)化，提高車身設計的質(zhì)量，使得產(chǎn)品在設計階段就可保證滿足使用要求。從而縮短設計試驗周期，節(jié)省大量的試驗和生產(chǎn)費用，段就可保證滿足使用要求。從而縮短設計試驗周期，節(jié)省大量的試驗和生產(chǎn)費用，它是提高車身可靠性既經(jīng)濟又適用的方法之一。它是提高車身可靠性既經(jīng)濟又適用的方法之一。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.2.1 車身車身承受的主要載荷承受的主要載荷 汽車所受載荷可分為靜載荷和動載荷兩種，靜載荷主要包括汽車懸掛著的自汽車所受載荷可分為靜載荷和動載荷兩種，靜載荷主要包括汽車懸掛著的自身載荷和車身有效載荷身載荷和車身有效載荷。所有這些重力都按集中載荷（或均布載荷）分布在車身、車架的適當位置所有這些重力都按集中載荷（或均布載荷）分布在車身、車架的適當位置（i=1,2）上，即）上，即 動載荷是指汽車在行駛過程中數(shù)值和方向都隨時間變化的載荷，主要包括：動載荷是指汽車在行駛過程中數(shù)值和方向都隨時間變化的載荷，主要包括：1）汽車啟動、制動時產(chǎn)生的沖擊力；）汽車啟動、制動時產(chǎn)生的沖擊力；2）路面不平對汽車的沖擊力和簧載質(zhì)量振動所產(chǎn)生的垂直動載荷；）路面不平對汽車的沖擊力和簧載質(zhì)量振動所產(chǎn)生的垂直動載荷；3）空氣動力以及汽車轉(zhuǎn)向時的側(cè)向力等。）空氣動力以及汽車轉(zhuǎn)向時的側(cè)向力等。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計承載式車身結(jié)構(gòu)主要承受的動載荷：承載式車身結(jié)構(gòu)主要承受的動載荷：1）由乘員、貨物和車身自重帶來的彎曲載荷；）由乘員、貨物和車身自重帶來的彎曲載荷；2）在不同路面上行駛時經(jīng)輪胎、懸架傳至車架上的扭轉(zhuǎn)載荷；）在不同路面上行駛時經(jīng)輪胎、懸架傳至車架上的扭轉(zhuǎn)載荷；3）加速或減速時沿車身前后方向的慣性載荷；）加速或減速時沿車身前后方向的慣性載荷；4）轉(zhuǎn)彎時沿行駛軌跡法線方向的慣性離心載荷；）轉(zhuǎn)彎時沿行駛軌跡法線方向的慣性離心載荷；5）當汽車受到來自各方碰撞時的沖擊載荷等。）當汽車受到來自各方碰撞時的沖擊載荷等。6）高速行駛時車身及外附件受到的空氣阻力，由路面摩擦阻力經(jīng)輪胎、車）高速行駛時車身及外附件受到的空氣阻力，由路面摩擦阻力經(jīng)輪胎、車 軸、懸架傳至車架的載荷。軸、懸架傳至車架的載荷。7）運動中不可避免地由發(fā)動機和底盤系統(tǒng)傳來的振動載荷；）運動中不可避免地由發(fā)動機和底盤系統(tǒng)傳來的振動載荷；8）開）開/關門時會產(chǎn)生不同程度的沖擊載荷等。關門時會產(chǎn)生不同程度的沖擊載荷等。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計 在車身結(jié)構(gòu)分析中，上述載荷大部分為動載荷，其大小隨時間變化。概在車身結(jié)構(gòu)分析中，上述載荷大部分為動載荷，其大小隨時間變化。概念設計階段可以先采用靜態(tài)分析，再乘以適當?shù)膭虞d荷系數(shù)和安全系數(shù)，進念設計階段可以先采用靜態(tài)分析，再乘以適當?shù)膭虞d荷系數(shù)和安全系數(shù)，進行結(jié)構(gòu)的等效動態(tài)設計；詳細設計階段則需要對結(jié)構(gòu)大變形或振動響應進行行結(jié)構(gòu)的等效動態(tài)設計；詳細設計階段則需要對結(jié)構(gòu)大變形或振動響應進行直接的動態(tài)分析。直接的動態(tài)分析。近年來，隨著大型計算機的出現(xiàn)，利用有限元法對車身結(jié)構(gòu)進行分析的近年來，隨著大型計算機的出現(xiàn)，利用有限元法對車身結(jié)構(gòu)進行分析的解析法已經(jīng)普及，現(xiàn)已能精確計算車身的強度及彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，從而可以解析法已經(jīng)普及，現(xiàn)已能精確計算車身的強度及彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，從而可以在車身結(jié)構(gòu)設計階段就能得出車身結(jié)構(gòu)的性能數(shù)據(jù)，為使車身設計更合理化在車身結(jié)構(gòu)設計階段就能得出車身結(jié)構(gòu)的性能數(shù)據(jù)，為使車身設計更合理化創(chuàng)造了條件。創(chuàng)造了條件。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.2.1 車身車身主要失效形式主要失效形式車身失效形式主要表現(xiàn)為靜強度失效、疲勞強度失效及剛度失效等車身失效形式主要表現(xiàn)為靜強度失效、疲勞強度失效及剛度失效等。靜強度失效靜強度失效是指靜載荷過大，在危險斷面產(chǎn)生超過屈服極限或強度極限的應力導致結(jié)是指靜載荷過大，在危險斷面產(chǎn)生超過屈服極限或強度極限的應力導致結(jié)構(gòu)變形過大或斷裂。構(gòu)變形過大或斷裂。疲勞強度失效疲勞強度失效即疲勞破壞，是由于動載荷長期作用，在局部形成高應力區(qū)，由于交變即疲勞破壞，是由于動載荷長期作用，在局部形成高應力區(qū)，由于交變應力的作用形成微裂紋，進而擴展成宏觀裂紋，導致疲勞斷裂。應力的作用形成微裂紋，進而擴展成宏觀裂紋，導致疲勞斷裂。剛度失效剛度失效一般表現(xiàn)為車身或車門變形過大，影響汽車的使用性能及振動噪聲性能等。一般表現(xiàn)為車身或車門變形過大，影響汽車的使用性能及振動噪聲性能等。了解汽車載荷大小、分布情況以及作用力的性質(zhì)是分析汽車零部件失效的關鍵。了解汽車載荷大小、分布情況以及作用力的性質(zhì)是分析汽車零部件失效的關鍵。汽車車身結(jié)構(gòu)與設計多媒體輔助教學系統(tǒng)第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計汽車車身結(jié)構(gòu)與設計機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第3 3章章 汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設計3.2.3 車身車身結(jié)構(gòu)強度結(jié)構(gòu)強度1.車身結(jié)構(gòu)強度定義車身結(jié)構(gòu)強度定義 車身強度車身強度是汽車車身結(jié)構(gòu)在外力或內(nèi)應力的作用下抵抗車身局部變形或疲勞失是汽車車身結(jié)構(gòu)在外力或內(nèi)應力的作用下抵抗車身局部變形或疲勞失效的能力。對于不同結(jié)構(gòu)與載荷類型，強度的含義也不同：效的能力。對于不同結(jié)構(gòu)與載荷類型，強度的含義也不同：對于承載拉伸（壓縮）載荷的桿（柱）結(jié)構(gòu)，所能承受的最大拉（壓）應力對于承載拉伸（壓縮）載荷的桿（柱）結(jié)構(gòu)，所能承受的最大拉（壓）應力即為桿（柱）上極限拉伸（壓縮）強度；對于承受彎曲載荷的梁結(jié)構(gòu)，所能承即為桿（柱）上極限拉伸（壓縮）強度；對于承受彎曲載荷的梁結(jié)構(gòu)，所能承受的最大彎曲應力即為梁的極限彎曲強度；對于承受扭轉(zhuǎn)載荷的軸結(jié)構(gòu)，所能受的最大彎曲應力即為梁的極限彎曲強度