车身设计复习

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1、一、 车身的地位1、 车身是汽车四大部分之一。现代汽车沿着“底盘发动机车身”逐步发展起来。车身已后来居上，越来越居于主导地位。2、 从工艺上看：冲压、焊接、涂装、总装这四大生产线都跟车身有关。3、 从质量上看：客车、轿车和多数专用车，汽车车身的质量约占整车自身质量的40%60%。4、 从经济效益上看：车身高于底盘和发动机。因为，车身的设计水平和制造质量是畅销的关键。5、 从节能、节约材料上看：车身潜力更大。车身是技术密集型和劳动密集型相结合的产品。6、 从修理工作量上看：车身占30%。7、 车身是汽车工业的重中之重。二、 用户对车身的基本要求1、 美观：造型、色彩、装饰等。2、 价廉：便于制造

2、和装配等。3、 耐用、承载能力高，耐腐蚀等。4、 舒适：室内空间大、室内布置好、行驶平顺、视野好、噪声小等。5、 省油：空气阻力小，质量轻等。6、 主动安全：视野好、操纵方便、仪表板布置合理。7、 被动安全：安全带、安全气囊、防撞撞伤装置、吸能结构等。8、 使用维修方便：出入门方便，翼子板拆卸方便等。三、车身的涉及面1. 强度刚度：材料力学，结构力学，塑性力学，有限元法2. 车身材料：工程材料学3. 加工方法：冷冲压，焊接，喷漆，电镀，塑料成型4. 车身造型：空气动力学5. 车身造型技术，内部装饰：技术美学，色彩学，用户心理，营销学，企业管理学。6. 通风保暖：空气动力学，热工学，传热学。7.

3、 防震隔音：机械动力学8. 照明：光学，交通运输工程9. 座椅，视野：人体工程学，人体医学10. 车门及锁：机构学，电子学。11. 车身涂装及防腐：化学四车身材料1. 车身材料：（1）金属和轻合金，（2）非金属材料2. 钢及其防锈：镀锌钢板总趋势：非金属代替部分金属；非铁金属代替部分钢铁；轻量化、复合材料白车身：已装焊好，但尚未喷漆的白皮车身。腰线：位于侧窗下部，贯穿前后的造型特征线。后翼子板：遮盖后车轮的车身外板。后立柱（C柱）：车身后部支撑顶盖的立柱。上边梁：顶盖两侧纵向加强构件，属于车身侧部框架。中立柱（B柱）：支撑顶盖或固定后门的中间立柱。前立柱（A柱）：支撑顶盖，安装风窗玻璃与前门的

4、立柱。前（轮）挡泥板：前轮内侧的挡泥板。保险杠 ：防护车身前后部的安全装置 1-3 车身的承载类型和构造分类1 按用途分：轿车，客车，货车，专用汽车车身等2 按材料分：金属，非金属，钢木混合等3按承载型式分：非承载式，半承载式，承载式一 非承载式（有车驾式）（一）特点1 结构特点（1 ）有单独的车架，车身与车架不固接（2）车身通过弹性元件与车架连接（3）车架产生的变形由橡胶垫或弹簧的挠性所吸收2承载特点主要是车架承载，车身几乎不承载（二）车架结构1对车架的要求（1）具有足够的强度（2）具有足够的抗弯刚度，最大弯曲挠度10mm（3）具有合适的扭转刚度（4）轻，一般其自身质量整车整备质量102类型

5、（1）框式（边梁式，周边式）（2）脊梁式（3）综合式3框式车架（1） 边梁式（或梯形）车架A构造B优点：便于安装车身和布置其他总成，有利于改型和发展多品种，应用广泛C应用，货车，大多数专用汽车，直接利用货车底盘改装的大客车及早期轿车（2） 周边式车架 A.构造： B.优点：吸振、降噪、横向稳定性 缺点：结构复杂、成本高 C.应用：中、高级轿车4、 脊梁式车架 （1）构造：一根纵向粗钢管和若干根横向悬伸托架 （2）优点：扭转刚度大、车轮跳动空间大，通过性好、便于安装独立悬架 缺点：制造工艺复杂、维修不方便，所以应用不广泛 （3）应用：某些高越野性汽车5、 综合式车架 （1）构造：综合上述两种形式

6、而成 （2）优点：1）前后两端便于安装发动机和驱动桥2）中部脊梁的宽度和高度较大，可提高抗扭刚度 缺点：有凸包，影响后座乘坐性舒适性 （3）应用：部分轿车(三) 应用货车(除微型货车外)大部分高级轿车(出于对舒适性的要求),部分中级轿车部分大客车和专用车(在货车的三类底盘或二类底盘基础上改装而成)(四) 典型事例(货车驾驶室)1. 有骨架式,内有骨架.外覆蒙皮先有地板,前骨架,后骨架-驾驶室骨架分总成再装焊前围,后围,顶盖,门槛等外覆盖件-驾驶室总成2. 无骨架式:利用各蒙皮板相互连接时所形成的加强肋-骨架作用, 所以降低自重力(五)1优点:缓冲,吸振,降噪好装配工艺简化,便于组织专业化协作便

7、于汽车上各总成和部件的安装,易于改型和改装成其他用途车辆撞车时,车架对车身有一定的保护作用2. 缺点整车自重力大(质量大)整车高度大制造车架需要用大型设备,成本高二、半承载式（一）结构特点：1、车身下部仍保留车架，一般称为“底架”2、“车腿”（二）承载特点：车身能承担部分弯曲和扭转载荷（三）优缺点： 优点：车架重量较轻，能适应低等级公路 缺点：轻量化仍受限制；吸振和降噪不如 非承载式；地板仍较高（四）应用：客车车身三、承载式（无车架） （一）结构特点：无车架，整个结构由杆件焊成一体 （二）承载特点：各杆件共同参与承载 （三）优缺点： 优点：轻、车身底板低 缺点：减振、降噪差，若采用防振隔声材料

8、，则成本增加；改型困难 （四）应用：大客车、轿车、机场过道车等（五） 大客车承载式车身1. 基础承载式（长途或路由大客车）2. 整体承载式（1） 整体车身都参与承载（2） 车身上、下部结构形成一个统一的整体，在承受载荷时，以强济弱，使整个车身壳体达到稳定平衡状态（3） 等强度的空间结构（车身质量轻，而强度与刚度最大）（4） 图1-24（英National牌大客车）（六） 绞车承载式车身1. 组成：前端框架：中部盒形结构；后端结构2. 承载：车身的强度、刚度通常由车身下部来保证（改善视野增大玻璃面积减小腰线以上的立柱、门框和窗柱的截面尺寸）五、 车身刚性和安全性安全汽车：按方案（4）匹配设计制造

9、的汽车） 二、车身设计方法2-1 车身设计的特点1、 设计要求： 整体协调、流线型 严格的互换性和装配准确度2、 制图要求：车身表面上各点连成的曲线必须在纵向和横向两个截面上反复协调以使之光顺。3、 传统车身设计方法规定车身图样必须用坐标网格来表示，同时辅之以1:1的模型。2-2一、 初步设计（一） 绘制1:5车身布置图1、 根据：整车初步控制尺寸和总布置方案2、 初步确定车身的主要控制尺寸（二） 绘制猜测效果图效果图：构思草图跟彩色效果图1. 在车身布置图的基础上绘制多方案的彩色效果图，广泛征求意见后，从中择优2. 观察： 整车：按照透视规律绘制并配以色彩，要求逼真，形象 局部效果：细致刻划

10、和突出车身内部装饰的效果2. 车身内饰图：应具体反映出车身内部的效果（三） 雕塑1：5模型1. 依据：1：5车身布置图的外形尺寸和彩色效果图的外观2. 观察：模型和平台 模型的外表各部应力求细致-观察其立体效果3. 补充和小修改：非原则性初步设计这三步，往往是相辅相成，反复交叉进行二、技术设计（一） 绘制1：1线型图6、 做法：用宽为1mm左右的色胶带，粘在画有网格线的聚酯薄膜上。7、 目的：发现和修正初步设计中的小模型所暴露的问题。二、 雕塑1：1油泥模型1、 实际上是经修改后的1：5油泥模型的放大模型，反映了未来新车的立体造型效果2、 要求：模型表面光整，曲线连续，能较准确地反映出车身各部

11、分曲面的外形。（三） 制作1：1内部模型内部覆饰和装备尽量采用或借用实物-检验内部布置尺寸及内部装饰效果（四） 绘制车身主板图-技术设计中最关键的一环2、 车身主板图应反映的内容（1） 、车身的主要轮廓线（2） 车身各零件的装配关系（3） 车身上各零件的结构截面（4） 可动件运动轨迹的校核新标准-坐标零平面（1） 、高度方向：一般取沿车架上缘上表面平直且较长一段所在平面 无车架：沿车身地板下表面平直且较长一段所在平面（2） 、宽度方向：汽车的纵向对称中心线（3） 长度方向：通过汽车前轮理论中心线并垂直于高度方向零平面的平面（六）样车试制和试验1、目的：通过实践来检验车身外形和结构设计的合理性，

12、考核其性能、强度和寿命以及预先了解制造上的关键等。2、作用：产品定型前很重要的一环。3、加法设计：使所设计结构的强度控制在必要强度的下限，然后通过试验来补充强度上的不足之处。2-31、传统设计方法的缺点：周期长，工作量大，一次设计成功率较低2、国外产品设计（概念设计和工程设计）（1）概念设计：包括了技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型同时工程（2）工程设计：车身设计（重点）包括了车身试验工作：强度试验、风洞试验、振动噪声试验、撞车试验。8、 计算几何机助外形设计的理论基础外形数学模型：用数学方法构成的外形模型CAGD：用一组数学方程来描述汽车车身外形三、 贝齐尔曲线3、 由来：60年代初，

13、法国雷诺汽车公司的工程师贝齐尔，花了近10年的时间，根据以“逼近为基础的参数曲线表示法，创造了一种适合于汽车外形设计的系统。4、 外形设计过程：从汽车的油泥模型或外形曲线上取数据以原始尺寸大致描述在主图板上勾画出一个多边形将各顶点坐标输入计算机经计算后由数控绘图机画出一条相应的曲线。5、 精髓：将复杂曲线的描绘简化为多边形描绘。6、 Bezier曲线几何作图法：7、 特点：纯几何性，计算十分简便。一旦特性多边形确定，曲线就唯一确定。若生成的曲线不够理想，只需适当调整顶点，就可得到满意曲线。轿车车身布置与底盘布置型式的关系：1. FR（中、高级轿车）优点：1.有利于车室内部布置 2.提高操纵稳定

14、性、行驶平顺性和乘坐舒适性；缺点：1.地板中部出现凸包 2.影响踏板布置和整车高度的降低和质量的降低2. FF（轿车布置型式的主流）优点：1.降低地板和整车的高度（取消了传动轴）2.如采用横置式发动机，更方便于车室内部布置3.有利于车身总布置、降低风阻、整车轻量化3. RR动力总成位置：（3）高度方向：装有空气滤清器的发动机高度受发动机罩高度的限制地板凸包和传动轴布置：地板：在保证必要的离地间隙情况下尽可能减少降低轿车地板平面的措施：减小车架纵梁高度；后桥上面的一段纵梁做成向上弯的形状；后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等。车门立柱的布置：1.首先考虑上、下车方便性；2.门立柱与座椅相对位置3.门立柱直立与倾斜4.车身倾壁的倾斜度K改善视野性的措施：1.升高座椅、减少座垫和靠背的倾角2.座椅靠近汽车前端3.加大车窗4.降低窗台5.减小风窗玻璃倾角，并尽可能靠近驾驶员眼睛6.减薄立柱厚度并使其下端后移7.改善发动机罩和翼子板的形状等。顶盖的各种形状：普通、凹顶盖、鼓起式顶盖油箱和备胎的布置：1.作用：影响车身的有效容积和轴荷分配2.油箱布置：不布置在发动机舱内3.备胎布置（图3-24）排气系消音器的布置：1.消音器的布置型式（图3-28）2.间隙：（地板和消音器