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1、 汽车车身结构与设计第一章 车身概论专 业：车辆工程学 院：机械工程系1汽 车 车 身 结 构 与 设 计概 论p车身及其名词解释p 车身结构的发展p 车身外形的演变p 车身的特点及设计要求2汽 车 车 身 结 构 与 设 计三大总成：底盘、发动机、车身 车身包括：车体、内饰、附件及附属设备等， 是汽车上载人或载物的容仓 。一、车身及其名词解释3汽 车 车 身 结 构 与 设 计车身包括：白车身及其附件白车身：指已经焊接好的 但尚未喷漆的白皮车身， 即车身结构件和覆盖件的 焊接总成。白车身包括：地板、顶盖 、前围板、后围板、侧围 板、门立柱和仪表板。一、车身及其名词解释车身 结构件车身 结构件
2、车身 覆盖件4汽 车 车 身 结 构 与 设 计一、车身及其名词解释5汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展1.早期的马车式车身戴姆勒1号 （1886年）马车与发动机的组合6汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展2.福特T型车 早期的福特T型车1913年，美国 福特汽车公司 创建了世界上 最早的流水作 业汽车生产装 配线，批量生 产福特T型车， 成为大批量生 产汽车的开端 。7汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展早期的封闭式福特T型车（篷布+木质框架）8汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 非承载式车身20世纪30年代开始
3、，车身制造开始全钢化。半承载式车身承载式车身9汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展非承载式车身：底盘上安装车架 ，车身基本不承 担载荷 。优点：车架存在，装配简单；车身基本不承担载荷，寿命较长；便于改型。缺点：整车较重，车高增加 。10汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 非承载式车架：（1）框式车架：边梁式、周边式（2）脊梁式车架（3）综合式车架11汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展车架纵梁中横梁前横梁后横梁前保险杠拖拽钩总成 边梁式车架：12汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展周边式车架：前 缓 冲 臂后 缓 冲
4、 臂13汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展脊梁脊梁式车架：横梁14汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展综合式车架：15汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展脊梁式车架的应用：英国凯旋牌 轿车车身16汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 半承载式车身：车身的下部仍保留有“车架”，不过它的强度和刚 度可稍低于非承载式的车架，一般称为“底架”。半承载 式车身 大客车17汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 承载式车身：优点：汽车自重降低；地板高度降低 。缺点：容易在车厢内产生噪音；改型困难 承载式
5、 车身18汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 承载式车身： 基础承载式整体承载式基础承 载式整体承 载式19汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 基础承载 式车身苏式JIA3 -695型大 客车车身20汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展3.全钢车身 整体承载 式车身瑞典产 Scania K112型大 客车车身21汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展4.安全车身 安全性： 主动安全性是指预 防性措施，即避免交 通事故发生的能力； 被动安全性是减轻 事故后果的能力。保险杠到前轮罩（备 胎轮罩）刚性较小， 缓
6、冲吸能；轮罩到前 围板（后围板）刚性 中等；中间客厢刚度 最大。22汽 车 车 身 结 构 与 设 计二、车身结构的发展车身从无到有 到不可缺少，体 现了舒适与安全 的功能需要 无车身简单车身封闭车身全钢车身安全车身（承载 、非承载）23汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变1.厢型车身 以福特T型车为 代表。车身比较高，迎 风面积大，风阻 比较大。空气动力学的应用还比较浅。提高车速依靠增加发动机功率，增加气缸数。24汽 车 车 身 结 构 与 设 计2. 甲壳虫型车身 三、车身外形的演变1935年德国大众公司的“甲壳虫1200” 型轿车，最早的流线型车身空气动力学 的发展，使
7、人们认识到 流线形空气 阻力最小。25汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变26汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变27汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变缺点：后排空间狭小；横向稳定性不好；外形比较臃肿；过渡面较多，需要采用深拉延，工艺性较差。28汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变3.船型车身 结合人机工程学的发 展，采用类似于船的 造型，故名“船型”车 身。与甲壳虫车身的区别： 后部为阶梯状； 侧面一体，车身比较平直； 考虑人机工程学，比较舒适； 横向稳定性比较好。29汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变30汽
8、 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变31汽 车 车 身 结 构 与 设 计4.鱼型车身 三、车身外形的演变将船型车身的后风窗逐渐加大倾斜以改变阶梯状，倾斜的极限 即为苗条的鱼型。现在所说的快背式(或斜背式)就是鱼型车的 典型。保留了船型车身的乘坐舒适，又保留了甲壳虫型车的流线型。 32汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变33汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变34汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变35汽 车 车 身 结 构 与 设 计鱼型车特征：三、车身外形的演变典型外形为：快背或斜背式缺点：横向稳定性不好。侧面为一整体，不会发生
9、涡流；比较低、长，具有鲤鱼的造型，迎风面积小，风阻小后座比较舒适，行李箱容积大。美观。36汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变5.楔型车身 为解决鱼型车横向风 的不稳定问题，发展 了“楔形”车 。车身前 部呈尖形 ，后部比较 平直 。37汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变38汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变39汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变总结 40汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变当今楔形车仍 是主流，只是 不是很典型了 ，将船型、鱼 型揉合进楔型 ，线条趋于圆 滑。 41汽 车 车 身 结 构 与
10、 设 计三、车身外形的演变42汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变43汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变44汽 车 车 身 结 构 与 设 计三、车身外形的演变 车身应该是艺术与技术的完美结合； 车身的功能：安全、舒适、美观、空气动力性； 车身的开发在汽车新产品的开发中占有主导地位； 车身与其它总成不同。45汽 车 车 身 结 构 与 设 计四、车身的特点及设计要求1.车身的特点1.1 外形 由空间的自由曲面组成； 要求外形整体协调，又必须保证必要的流线型； 表面是自由曲面，不能完全依靠图纸或数模来完整表达， 必须辅之以1：1的模型。46汽 车 车 身 结 构
11、 与 设 计四、车身的特点及要求1.车身的特点1.2 材料金属材料：薄钢板（低碳钢、高强度钢、镀锌钢板等 ）、铝合金等非金属材料：塑料、橡胶、玻璃、皮革等趋势：用部分非金属材料取代部分金属材料，用部分非铁金 属取代部分钢铁（甚至全部）。年份塑料 吕合金高强度钢非高强度钢19785% 3% 3% 59%198510% 8% 10% 49%47汽 车 车 身 结 构 与 设 计四、车身的特点及要求车身重量 减少40%48汽 车 车 身 结 构 与 设 计四、车身的特点及要求1.3 工艺板料成型：冲压零件装配：焊接（一般是点焊）、现在正在发展激光焊、铆 接、粘接。1.4 涉及多学科的综合应用空气动力
12、学、人体工程学、技术美学、用户心理、结构力学、 材料学等。49汽 车 车 身 结 构 与 设 计四、车身的特点及要求2.车身设计的要求舒适、安全、美观、空气动力性 车身结构强度须能承受可能达到的所有静力和动力载荷； 车身布置必须提供一个舒适的室内空间，良好的操纵性和乘座方便性 ； 车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力； 车身的外形和布置必须保证驾驶员和乘员有良好的视野； 车身材料必须是轻质的，以使整车重量降低； 车身外形必须是具有低的空气阻力，以节省能源； 车身结构和装置措施必须保证在汽车发生事故时对乘员提供保护； 车身结构材料必须来源丰富、成本低，能够实现高效率的制造和装配； 车身结构设计
13、和选材须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的 抵抗能力； 车身的材料必须具有再使用的效果； 车身的制造成本应足够的低。50汽 车 车 身 结 构 与 设 计四、车身的特点及要求3.车身设计的原则 车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。 车身内饰设计的人机工程学原则。 车身结构设计的轻量化原则。 车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。 车身设计符合有关的法规和标准。 车身开发设计的继承性原则。51汽 车 车 身 结 构 与 设 计五、汽车车身生产的“三化”问题“三化” 是指：产品系列化、零部件通用化 以及零件设计的标准化。 产品系列化：将产品进行合理分档、组成 系列，并考虑各种变形。 零部件通用化：在同一系列的车型上，尽 量采用相同结构和尺寸的零部件。52谢 谢!53
