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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划白车身使用材料1车身结构：车身分类：一般来讲，比较明确而又合理的分类形式是从结构和设计观点出发，按车身承载型式来分。按承载型式的区别，可将车身分为：非承载式、半承载式和承载式三大类，其定义如下：1.非承载式一般，货车、大客车、专用汽车及大部分高级轿车上都装有单独的车架，车身上的载荷主要由车架来承担，但车身仍在一定程度上承受由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。2.半承载式半承载式是一种过度型的结构，车身下部仍保留有车架，不过它的强度和刚度要低于非承载式的车架，一般将它称之为底架。它之所以
2、被命名为半承载式是出于以下考虑：让车身也分担部分载荷，以此来减轻车架的自重力。这种结构型式主要体现在大客车上。3.承载式承载式车身无车架，车身的强度和刚度通常主要由车身下部来予以保证，一般中低档轿车车身属于承载式车身。以S11车身为例，如下图所示：其前端由两根前纵梁、前围板，轮罩形成一刚性较强的框架；车身中部、后部由左、右侧围和地板、顶盖及后备门框等构成的盒形结构随着立体交叉道路和高速公路的普及，轿车车速不断增高，在轿车轻量化的同时，还必须从保护乘员人身安全的角度出发来仔细研究车身的结构设计。一般车身结构分为刚性结构和弹性结构，如果在车身前部和后部均为弹性结构而中部为刚性结构的情况下，就能确保
3、乘员安全。所以，在车身开发的前期阶段，CAE分析尤为重要。车身结构：车身总体尺寸和形状以及承载的结构型式确定后，即可着手进行细致的结构分析与设计。设计车体结构大致按以下步骤进行：1）确定整个车体应由哪些主要的和次要的构件组成，使其成为一个连续的完整的受力系统；确定主要杆件采取怎样的截面型式闭式的或开式的。2）确定如何构成这样的截面，截面与其他部件的配合关系，密封或外形的要求，壳体上内外装饰板或压条的固定方法以及组成截面的各部分的制造方法及其装配方法等。3）对各个截面的初步方案制定以后，可以绘制由一个截面过渡到另一个截面的草图，杆件连接结构草图以及与此同时所形成的外覆盖件草图。4）将车体分成几个
4、分总成，例如S11可以分为四门两盖、底板、发动机舱、侧围、顶盖、后围等；按分总成着手划分壳体进行分快，并在主要的大型冲压件间的接缝处划线和注明连接型式，以便与制造部门进行商榷。5）6）同时进行应力分析计算。进行详细的主图板设计，并画出零件图。车身骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。刚度不足，将会引起车身的门框、窗框、发动机舱口及行李箱口的变形，车门卡死；低刚度必然伴有低的固有振动频率，易发生结构共振和声响，并削弱结构接头的连接强度；此外，还会影响安装在底架上底总成底相对位置。而强度不够则将引起构件出现裂纹和疲劳断裂。在进行上述具体设计前，首先要了解对车身结构设计的要求以及如何实现这些要求，在技
5、术还是不太成熟时期可以借鉴别的车型上的积累的经验，下面以S11为例分段介绍。一：杆件的设计：在设计车身时，都要认真考虑杆件的设置。骨架杆件可分为三类：1）功能所要求设置的，如门柱柱、窗柱、门槛、门框上横梁等、2）加强用的，如悬置处设置的加强板，门、盖铰链处的加强板，锁扣处的加强板等。3）为安装附件而设置的非承载件，如顶盖上为安装天窗而设置的框架等。显然，1）、2）类是车身的主要承载件，应有足够的刚度和强度，并构成一个连续完整的受力系统。S11车身为承载式轿车车身，其骨架见下图，车体骨架结构分为车身下部总成1、侧围总成2及顶盖部分3等。475如图S11车身骨架图1车身骨架下部总成2侧围总成3顶盖
6、部分4发动机舱总成5前底板总成6后底板总成7后围板总成车体的纵向受力元件为前、后纵梁、门槛、侧围上部等，纵向受力元件是前挡板、前后底板横梁、顶盖横梁、后围板等。车身下部总成又可分为发动机舱、前、后底板、后围板等四块，其中发动机舱主要由前纵梁、前围板、轮罩等组成，这部分承受比较大的集中力，如发动机、散热器、发动机罩及前减震器的支撑反力等，而底板部分主要承受分散在底板上的力，如车体自身重力、乘客重力、车门重力等；以及承受油箱、备胎和行李的集中重力等，因此，车体结构中易出现载荷分配不均衡和刚度不适应载荷要求的情况，这将影响系统的总变形。现在的发展趋势是扩大车身光照部分的总面积，所以必然要减小腰线以上
7、支柱的截面；考虑到提高空气动力性能的要求，前风窗支柱后倾角更大了；因此，为加强支柱，出来采用闭口截面外，在风窗支柱和车体前围侧板之间采用了上面与风挡柱连接，下面与侧板连接的加强板；此外，还必须通过仪表板支架和风窗上横梁加强左右支柱的横向连接，S11正是这一点的体现。二：杆件截面形状与刚度的关系：薄壁杆件的截面形状对其截面特性有很大影响，与刚度有关的截面特性是弯曲惯性矩I，扭转惯性矩Jk等。薄壁杆件的截面形状可分为闭口和开口两类，他们的截面特性有较大差别。例如，对于闭口截面，扭转惯性矩Jk研究生课程考核试卷科目：车用高强钢教师：郑江姓名：郭长帅学号：XX专业：汽车工程类别：上课时间：考生成绩：阅
8、卷评语：阅卷教师(签名)钢和铝在白车身上的应用当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低升；汽车重量降低1%，油耗可降低%。现如今车用材料主要通过汽车的轻量化来对燃料经济性改善作出贡献。理论分析和试验结果都表明，轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。为了适应汽车轻量化的要求，一些新材料应运而生并扩大了应用范围。其中铝和钢在汽车制造行业得到了大量的应用。1、钢在白车身上的应用近几年，虽然塑料在汽车制造中的应用越来越广泛，然而钢材依然在汽车许多部件上具有不可替代性。一
9、些新型钢材的高强度和高可成形性使其在不影响安全性、经济性和性能的同时可以用于制造更轻、更具燃油经济性的车辆。随着石油价格的不断攀升，汽车制造商面临着前所未有的挑战，努力寻找提高车辆燃油经济性的方法。但是与此同时，车辆安全性也是汽车设计和制造中同样非常重要的一个因素。为了权衡这两个方面，车辆轻量化技术起到了非常关键的作用即通过对材料使用和部件尺寸的优化来降低车辆的总体重量。汽车制造商已经通过采用高强度材料来达到这两个方面的目标。与传统材料相比，这些新型材料使车身部件在重量方面得到了降低，但是同时也不会给车辆的整体性能带来影响。开发并采用一种高强度材料，这看似简单的方法其实相当复杂，首先必须在强度
10、和延展性方面取得平衡。一般来说，当金属的强度增加时，其延展性就会下降。这样，高强度金属通常很难通过成形技术用于汽车制造中，而且往往成本很高。虽然高强度金属具有这样的物理性能，很难使其两全其美，但是许多OEM厂商已经开始与一些钢铁制造商建立合作，重新评估钢在车辆设计和制造中的角色。在美国，有的OEM厂商自行开发，有的与国际钢铁协会汽车用钢分部联合开发，同时还获得国际钢铁协会的大力支持。国际钢铁协会通过一些超轻钢汽车车身项目来帮助人们对高强度钢应用的认识。在美国也存在这样的一个组织汽车/钢铁合作组织，也得到了美国钢铁协会和许多大型国内汽车OEM厂商和钢铁制造商的支持。市场调研公司DuckerWor
11、ldwide公司项目咨询师DickSchultz表示，汽车制造业对车辆轻量化和燃油经济性的追求让许多OEM厂商越来越多地采用高强度钢。数据显示，高强度钢在每辆车上的重量自1975年以来增加了134kg。最早的高强度钢屈服强度从210到550MPa，包括碳锰钢板、BH钢板、高强度IF钢板以及高强度低合金钢板。今天，这些高强度钢在车辆的结构和外观应用方面已经得到广泛认可，比如在雪佛兰Silverado和GMCSierra皮卡上，这些钢板被应用在车身的许多位置，用来保证车厢的整体性。具体的应用包括防止A柱变形的加固件，B柱两边的上边梁加固件，以及驾驶员和前乘客脚前部对角支撑，对安全区域进行加固并为乘
12、客提供下肢保护。BH高强度钢主要应用在对抗凹性要求比较高以及可以提供足够成形性的地方，这样可以满足拉伸等的处理要求。这些钢最初的成形性也不好，性能与低强度钢相差无二，但是在成形过程中经过应变时效后都可以转变成高强度钢。宝马利用这种现象在新一代X5白车身上采用了BH钢，占整个车身的24%。在烘烤硬化过程中，碳和氮扩散到钢的微结构位错中，这样通过形成位错密度而进一步增加了钢的强度。推进高强度钢技术的发展大多数的高强度钢都有成形性和焊接方面的问题，而且在复杂形状情况下还会出现回弹情况。为了解决这些问题，新开发出来的先进高强度钢可以针对具体的应用提供不同的强度和成形性组合。先进高强度钢包含一个较柔软易
13、延展的微观相位，这保证了合金的可成形性，以及另外一个硬度较高的相位，提供了合金的硬度。大多数先进高强度钢需要进行特殊的热处理，以保证某种微结构的稳定性。虽然目前没有对这种钢进行统一的定义，但是一般认为这种钢的屈服强度在550MPa以上。高强度钢和先进高强度钢对汽车安全车厢笼架的制造越来越重要，该安全笼架在车辆发生碰撞的时候可以不发生变形，从而保护驾驶员和乘客的安全。沃尔沃于1944年在PV444车型上推出了安全笼架的概念，这款车还带有胶合式安全风档玻璃。今天，消费者在乘坐沃尔沃汽车时可以受到来自安全笼架中一系列高强度钢的保护。高强度钢的使用还满足了美国高速公路安全保险协会和美国国家高速公路交通
14、安全管理局越来越严格的法规要求，同时还提供了车辆侧翻和第三排乘客保护。根据美国高速公司安全保险协会统计，美国每年大约有10,000人死于因车辆翻滚带来的事故中。此外车辆翻滚更容易出现在重心比较高的大型车辆上，如皮卡和SUV。安全车厢笼架结构在车辆的前后防撞压皱区提供缓冲的作用，在车辆前方或车位发生碰撞时可以弯曲，从而吸收冲力，为乘客提供保护。萨博汽车公司认为乘客保护是采用高强度材料的最重要原因，而不是轻量化。萨博9-3SportCombi旅行车采用了高强度钢和先进高强度钢，占车身总重的60%。为了进行精确的重量管理，SportCombi的大型结构组件采用了激光焊接的特制坯料。在这种坯料中，不同
15、厚度和特性的钢焊接在一起，这样某一个部件都可以单独制作，从而使其在某一位置具有特定的属性，如刚性和耐疲劳性。在SportCombi车上，两根主梁是由不同高强度钢件挤压而成，可以为局部负荷提供足够的承载力。除此之外，萨博还采用了先进的连接技术，并指出如果部件之间的连接不够结实的话，高强度钢的应用就没有意义了。为了保证足够的安全性，安全笼架角落部分没有采用简单连接的方式，因为这些区域的压力最大。萨博的解决办法是将横梁焊接在竖直面上，重合部分至少达到20mm。双相钢的应用有一种先进高强度钢在实际生产中得到了广泛的应用，这就是双相钢。双相钢由一种相对柔软易延展的铁素体以及一种坚硬的马氏体相组成的。由于具有几近连续的钛素体，这种钢具有相对较高的延展性和较好的成形性。不过，经过不断的变形处理，双相钢中柔软的钛素体中会出现一定的张力。这种张力会导致加工硬化速度和钢的强度不断提升。这种钢还可以在涂装或其他表面处理时进行的热处理过程中强度进一步得到提升。通用公(转载于:写论文网:白车身使用材料)司在新推出的SaturnAura车身上采用了一些新的双相钢部件。这款车是以PontiacG6车身结构为基础
