汽車白車身結構.ppt

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白車身結構,編制：陳 峰 校對： 審批：,車身概論,一般來說，車身包括白車身及其附件。 白車身通常指已經裝焊好但尚未噴漆的白皮車身（Body in white），包括翼子板、發(fā)動機蓋、車門、行李箱蓋或背門等裝配件。 按承載形式之不同，可將車身分為承載式、非承載式和半承載式三大類。 承載式車身的特點是沒有車架。車身由底板、骨架、內外蒙皮等組焊成剛性框架結構，整個車身構件全部參與承載，所以稱為承載式車身。 非承載式車身的特點是有獨立的車架。車身用彈簧或橡膠墊彈性地固定在車架上，承載地主體是車架，車身只承受所載人員和行李的重量。 半承載車身的結構與非承載式車身基本相同，也是屬于有車架式的。它們之間的區(qū)別在于：車身和車架的連接不是柔性的而是剛性的連接。,車身概論,一般轎車都采用承載式車身結構；貨車與某些高級轎車采用非承載式車身結構。后面的論述都是針對承載式車身而言。 承載式車身，由于整個車身都參與承載，強度條件好，可以減輕車身的自重。因無需車架，地板高度和整車高度可降低，有利于提高轎車的行駛穩(wěn)定性和上、下車的方便性。 承載車身的缺點是：來自傳動系和懸架的振動和噪音直接傳至乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鳴的共振箱，嚴重影響乘坐的舒適性，必須采用大量的隔音防振材料，使成本和質量增加。另外，車身改型困難，損壞后修復難度大。 某些轎車為了便于安裝發(fā)動機和傳動系統(tǒng)以及為了改善安裝點部位受力狀況和乘員舒適性而采用副車架結構。副車架通過軟墊直接連接到車身上。副車架可在前、后端都加裝或僅在前端加裝（后者也稱短車架或部分式車架）。,車身概論,前、后端均有副車架的轎車,,裝有短車架的轎車,車身構成07,前保險杠支架52C,前拖鉤52C,前翼子板52C,發(fā)動機蓋52S,白車身本體C9,前門58C,后門72C,行李箱蓋52S,車身構成,白車身本體53V,前頂梁53W,頂蓋53W,后頂梁53W,前圍上板53V,中頂梁53W,側圍53S,后圍板53W,后尾板53V,車身構成-53S,上邊梁加強板,上邊梁,上邊梁,油箱口盒,流水槽,中柱內板,上邊梁加強板,前柱,側圍外板,下邊梁,鉸鏈加強板,中柱,后輪罩板,尾燈板,后柱,車身構成-53V,水箱架,前縱梁,前圍下板,地板縱梁,中地板,前柱,前輪罩板,前圍 上板,坑道加強板,后縱梁,地板過渡板,座椅支撐梁,門檻內板,,前地板,后地板,后地板橫梁,車身構成-58C,門鉸鏈,防撞桿,門框,門邊板,門內板,門鎖加強板,門外板加強板,門外板,門內板加強板,車身構成-52S,鎖扣加強板,發(fā)動機蓋鎖扣,發(fā)動機蓋外板,發(fā)動機蓋內板,鉸鏈加強板,行李箱蓋鉸鏈,車身構成-52S,鉸鏈加強板,行李箱蓋鉸鏈,行李箱蓋外板,發(fā)動機蓋內板,尾燈座,行李箱蓋內板,車身強度,碰撞安全性要求 當車輛在前后方發(fā)生碰撞時，為保護車內乘員安全乘坐室不應發(fā)生過多變形（包括車輪、發(fā)動機、變速器等剛性部件不得侵入駕駛室）。除乘坐室以外的部分則應盡可能多地變形，合理吸收撞擊能量，使作用于乘員身體上地力和加速度值不超過人體的忍耐極限。 為滿足上述要求，設計時要使乘坐室的剛度大于前后變形區(qū)域的剛度。,車身強度,碰撞吸能結構設計 薄壁構件的變形模式可表現(xiàn)為彎折變形、翹曲變形或者皺褶變形，其中，皺褶壓縮的變形量最大，最利于吸收碰撞能量，因此，皺褶壓縮是薄壁構件碰撞吸能設計時的一個設計目標和方向。,為使變形按預想的部位和方式進行，預變形技術是一種重要的手段，即在設計時預先使結構的某個部位弱化或強化，從而引導構件在碰撞時朝著皺褶壓縮的方向發(fā)展。,車身強度,車身整體布置時，應充分考慮碰撞沖擊力的傳遞路徑，主要受力桿件應連續(xù)，不同桿件過渡應均勻。,車身強度,當受力桿件的截面發(fā)生突變時，就會由于剛度突變引起截面變化處應力集中，在經常承受交變應力的汽車車身上，應力集中可能誘發(fā)進展性裂縫，導致疲勞損壞。因此，要特別注意加強板和接頭的設計，例如：,加強板開缺口，使應力均勻些,,加強板坡度過渡，使應力均勻些,截面漸變,車身強度,薄壁桿件截面形狀對 剛度有很大影響，為提 高整個車身和構件的剛 度，宜多采用閉口截面 ，如右圖：,車身強度,車身承載桿件上經常需要開一些孔洞，以便安裝各種導線、管道和機構等，顯然，由于這些孔洞將產生應力集中，應經可能將孔位選在應力較小的部位。此外，開一個大孔要比開數(shù)個小孔應力集中更嚴重。 縱、橫桿件的連接點，一般都會出現(xiàn)應力集中，如設計不當，很可能造成車身隱患。常見接頭形式見下圖，盡可能擴大連接的面積，減少應力集中。,車身強度,車身主要受力件,車身強度,車身強度,車身強度,Mazda RX-8,車身強度,車身骨架構件設計時，一般先按經驗或參考成熟車型結構，完成初步設計后，進行有限元分析或制作樣件進行試驗，再根據(jù)分析或試驗結果，適當調整構件截面和尺寸。 車身強度分析目前常用有限元分析法。 車身強度設計指標： 白車身彎曲剛度目標值835daN/mm（福美來）。 白車身扭轉剛度目標值62.383daNm/rad（福美來）。 白車身總成的固有頻率（一階模態(tài)）應不低于30Hz（福美來29.1），在車輛任何工況下均要有效避開其內、外激勵頻率，防止共振發(fā)生；在此前提下，盡量提高整車固有頻率，以改善乘座舒適性。 白車身重量目標值350KG（福美來）。,車身強度,其它部件設計 剛度較差的大型覆蓋件容易在振源的激勵下引起強迫振動。所以： 外板在造型設計時，就要有意識地考慮曲面弧度和設置棱線，平直地零件造型是不可取的。制作時要使鋼板有足夠的變薄率（8％以上）以便產生冷作硬化。 在內板件和不 外露的外板件上 可設置各種形狀 的加強筋。,相關法規(guī),GB 15086-1994汽車門鎖及門鉸鏈的性能要求和試驗方法 GB 15743-1995轎車側門強度 GB 11551-2003汽車正面碰撞乘員保護的設計規(guī)則 車頂強度要求 側面碰撞乘員保護,福美來-普力馬車身差異,水箱架,因頭燈形式不同，外側板53/54120不同,普力馬,福美來,因車頭高度不同，上梁53150不同,因頭上梁高度不同，與其搭接的內側板53/54130不同,下梁5316X相同,下側板53/541F0相同,福美來-普力馬車身差異,前輪罩擋泥板,因發(fā)動機蓋高度不同，普力馬增加一加高梁53/54290,普力馬,福美來,其它大致相同，主件成形?？晒灿?福美來-普力馬車身差異,前縱梁,普力馬,福美來,大致相同,福美來-普力馬車身差異,前縱梁后段,普力馬,福美來,其余大致相同,53/54391形狀相同，板厚不同，普力馬2.6，福美來2.0,福美來-普力馬車身差異,前圍下板,基本相同 個別孔位有差異，成形模可共用,,福美來-普力馬車身差異,前地板,普力馬,福美來,其余大致相同（地板本體可互換）,增加二加強梁54665/53603,座椅不同，座椅支架也不同,座椅不同，座椅支架也不同,座椅不同，座椅支架也不同,增加二加強梁54665/53603,福美來-普力馬車身差異,3＃橫梁,普力馬,福美來,其它大致相同,因普力馬軸距比福美來長60mm，普力馬53/54916前邊沿比福美來長60mm,座椅支架不同,福美來-普力馬車身差異,后縱梁,普力馬,福美來,其它大致相同，主件成形?？晒灿?局部切邊不同，新增3個安全帶螺母板,局部切邊不同，新增3個安全帶螺母板,局部切邊不同，新增3個安全帶螺母板,局部切邊不同，新增多個螺母板,局部切邊不同，新增多個螺母板,局部切邊不同，新增多個螺母板,因車長不同，尾端延長部分不同,福美來-普力馬車身差異,后輪罩內板,成形模可共用,福美來-普力馬車身差異,前圍上板、側圍、頂蓋、后窗臺板、后尾板、門蓋因造型不同，兩車完全不同 中地板、后地板因座椅形式和車長不同，兩車也完全不同,福美來-普力馬車身差異,有無天窗頂蓋的差異,相同件,相同件,相同件,相同件,這三對支架裝天窗后裝,這兩對支架裝天窗后裝,