《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。
第三章汽车车身结构 （共97题，其中判断题50题、单项选择题35题、多项选择题12题） 一、判断题 1.碰撞修理就是将汽车恢复到事故前的尺寸。（） 2.前轮驱动和后轮驱动汽车的前悬架结构是不相同的。（） 3.整体式车身采用了轻型、高强度合金钢，在修理时的处理、校正和焊接技术也与车架式车身不同。（） 4.非承载式的车身用弹性元件与车架相连，车身不承受载荷。（） 5.车架式车身由车架来承受大部分载荷。（） 6.整体式车身有部分骨架，其他的部件全部焊接在一起。（） 7.硬顶轿车的特征是只有一个中立柱。（） 8.车身结构主要分为车架式和整体式两种。（） 9.车架是汽车的基础，车身和主要部件都焊接在车架上。（） 10.车架有足够的坚固度，在发生碰撞时能保持汽车其他部件的正常位置。（） 11.纵梁是在车身前部底下延伸的箱形截面梁，通
常是非承载式车身上最坚固的部件。（） 12.车架式的主车身是用螺栓固定在车架上的。（） 13.整体式车身的门槛板是车身上的装饰件。（） 14.挡泥板是整体式车身上强度最高的部件。（） 15.车架式车身修复的重点是主车身，因为它对整个车身的外观起到至关重要的作用，而且还影响汽车行驶的性能。（） 16.整体式车身上刚性最强的部位是汽车的前部，因为它安装汽车主要的机械部件，同时在碰撞中还要能够很好的吸收碰撞能量。（） 17.在车身前纵梁上有吸能区设计，而在挡泥板部位没有这种设计。（） 18.前置后驱汽车前车身的强度，比前置前驱汽车前车身的强度大。（） 19.汽车前后纵梁在生产制造中有特别压制的凹痕，增加此部位加工硬化的程度，同时加大了纵梁的强度。（） 20.强度最高、承载能力最强的车架是框式车架。（） 21.X形车架中间窄、刚性好，能较好地承受弯曲变形。（）
《汽车车身结构与设计》习题与解答 第一章车身概论 1、汽车的三大总成是什么？ 答：底盘、发动机、车身。 2、简述车身在汽车中的重要性。 答：整车生产能力的发展取决与车身的生产能力，汽车的更新换代在很大程度上也决定与车身，我们所看到的汽车概念大多指车身概念，汽车的改型或改装主要依赖于车身。 3、车身有什么特点？ 答：a：汽车车身是运载乘客或货物的活动建筑物，由于其在运动中载人、载物的特殊性，所以汽车车身的设计与制造需要综合运用空气动力、空气调节、结构设计、造型艺术、机械制造、仪器仪表、复合材料、电子电器、防音隔振、装饰装潢、人体工程等不同领域的知识。 b：自1885年德国人卡尔·弗里德里希·本茨研制出世界上第一辆马车式三轮汽车，并成立了世界上第一家汽车制造公司——奔驰汽车公司以来，汽车车身的造型随着时代的推移和科技的进步经历了19世纪末20世纪初的马车车厢形车身；20世纪20、30年代的薄板冲压焊接箱形车身；第二次世界大战后50、60年代冷冲压技术生产的体现流线型、挺拔大方的车身。而到了20世纪70、80年代现代汽车的各种车身造型已初具雏形，新材料、新工艺的使用更使得汽车车身的设计制造得到了飞速发展。 4、简介车身材料。 答：现代汽车车身使用的材料品种很多，除金属（主要是高强度钢板）和轻合金（主要是铝合金）以外，还大量使用各种非金属材料如：塑料、橡胶、玻璃、木材、油漆、纺织品、皮革、复合材料等。随着汽车车身制造技术的发展，为了轻量化以及提高安全性、舒适性，非金属材料、复合材料在汽车车身的加工制造中得到日益广泛的应用。 5、车身主要包括哪些部分？ 答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。车身结构件和覆盖件焊（铆）接在一起即成为车身总成，该总成必须保证车身的强度与刚度，它可划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板总成。车身前板制件一般是指车头部分的零部件，包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强板、固定件。6、车身有哪些承载形式？ 答：车身按照承载形式的不同，可以分为非承载式、半承载式、承载式三大类。
目录 1.分析目的 (1) 2.使用软件说明 (1) 3.模型建立 (1) 4 边界条件 (3) 5.分析结果 (3) 6.结论 (21)
1.分析目的 白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。本报告采用有限元方法对Q11白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150mm、左后轮抬高150mm、右前轮左后轮同时抬高150mm,6种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价Q11白车身的结构设计，并提出相应建议。 2.使用软件说明 本次分析采用HyperMesh作前处理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。 3.模型建立 对车身设计部门提供的Q11白车身CAD模型进行有限单元离散，CAD模型以及有限元模型如图3.1所示。白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳 图3.1 Q11白车身CAD以及有限元模型
强度分析模型质量按整车满载质量计算，其中的白车身附加质量（见表 3.2）用质量点单元CONM2单元模拟。发动机和变速箱、油箱、备胎、冷凝器、前门总成、滑移门总成、后背门总成、发动机罩总成、前排座椅及乘员等使用RBE刚性单元加载到相应总成的安装处。由于额定载货质心的不可确定性，无法给定具体质心位置，因此本次分析在经验基础上确定质心位置，并将额定载货分布于后地板多处主要受力点处进行模拟。具体质量点分布情况可参考图3.2。 表3.2 Q11白车身附加质量及质心 图3.2 Q11白车身附加质量分布
第一章：车身概论 1．车身包括：白车身和附件。 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身，此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门，但不包括车身附属设备及装饰等。 2．按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原
因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点：①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二章：车身设计方法
浅谈汽车车身结构轻量化 【摘要】本文综述了汽车轻量化技术应用的必要性、汽车轻量化的效果和意义、汽车轻量化的途径和技术，以及与节能环保和安全的关系，强调了车身轻量化设计是实现汽车轻量化的主要途径之一。汽车轻量化是汽车产业的发展方向之一，也是一个汽车厂商和国家技术先进程度的重要标志。 【关键词】汽车车身；车身结构；轻量化 0 引言 随着国民经济的蓬勃发展，汽车已一跃成为当前极为重要的交通运输工具。从全世界范围来看，目前还找不出一个无汽车的现代化社会的先例。因此，汽车工业在带动其他各行各业的发展中，已日益显示出其作为重要支柱产业的作用。 在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车上三大总成之一的车身，已后来居上越来越处于主导地位。据统计，客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车自身质量的40%～60%；货车车身质量约占整车自身质量的16%～30%；其各车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还略超过以上给出的上限值。因此，仅从这个意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其他两大总成。 如果从节能、节材等几方面来考虑，则其潜力更大。此外，纵观国内、外车身制造和装配等工艺流程，不难发现，尽管随着科学技术的进步，吸取了大量的尖端技术，机械化和自动化程度很高，但是仍有两化无能为力而又必须由手工操作来完成的部分（特别是车身的内、外装饰和附件的装配）。 1 汽车轻量化技术应用的必要性 汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要。而在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，而在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少，便于主动安全控制。 纵观世界汽车工业沿革，可以看出，现代汽车是沿着“底盘”→“发动机”→“车身”逐步发展完善过来的。这个发展过程在很大程度上取决于当时的科学技术水平和物质生活条件。由于汽车与人们的日常生活息息相关，为了适应各种不同的目的和用途乃至车身的更新换代等，其关键在于车身。 国内外汽车生产的实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也决定于车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。 2 汽车轻量化的效果 汽车轻量化的主要目的是降低油耗。如图1所示，车辆行驶的燃油消耗量与车辆质量的关系。一般情况下，对于1000kg自重的轿车，车辆质量减轻8%，可降低油耗约10%以上。 图1 车辆行驶油耗与质量的关系 另外，世界铝业协会的报告指出：整车质量每减少100KG，其百公里油耗可节降低0.4-1.0L，每公里二氧化碳排放也将相应减少7.5克到12.5克。而车身质量占整车质量的1/3，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上。这意味着：只要通过科学的方式，将车身轻量化后，就可以有效减少燃油消耗。 3 车身轻量化的意义
一、名词解释 1、车身:供驾驶员操作,以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身:已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计:指从产品构思到确定产品设计指标(性能指标),总布置定型和造型的确定,并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 4、H点:H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点:对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸:连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间,以满足使用要求的空间尺寸。 7、眼椭圆:不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时,其眼睛位置的统计分布图形;左右各一,分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面:指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角:汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性:汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性:汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封:车身结构的各连接部分,设计要求对其间的间隙进行密封,而且在使用过程中这种密封关系是固定不动的。
13、动态密封:对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封,称为动态密封。 14、百分位:将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上,再将这一尺寸 段均分成100份,则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、简答 1、简述车身结构的发展过程。 没有车身——马车上安装挡风玻璃——木头框架+篷布——(封闭式的)框架(木头或钢)+木板——(封闭式的)框架(木头或钢)+薄钢板——全钢车身——安全车身。 2、车身外形在马车之后,经过了那几种形状的演变?各有何特点? ①厢型:马车外形的发展②甲虫型:体现空气动力学原理的流线型车身③船型:以人为本,考虑驾乘舒适性④鱼型:集流线型和船型优点于一身⑤楔型:快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些? 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷;②布置舒适,有良好的操纵性和乘 座方便性;③具有良好的车外噪声隔声能力;④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野;⑤材料轻质,减小质量; ⑥外形具有低的空气阻力;⑦结构和装置措施必须保护乘员安全;⑧材料来源 丰富、成本低,易于制造和装配;⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强;⑩材料具有再使用的效果;⑩制造成本低。
新能源汽车特斯产车身结构材料分析报告
目录 1.车身结构的组成构件 (5) 1.1汽车结构件 (5) 1.2汽车加强件 (5) 1.3汽车覆盖件 (6) 1.3.1发动机盖 (6) 1.3.2翼子板 (7) 1.3.3保险杠 (7) 1.3.4车顶盖 (7) 1.3.5车门 (8) 1.3.6行李箱盖 (8) 2.97%全铝车身，实现极致轻量化 (8) 2.1全铝车身简介 (8) 2.2特斯拉Model S的铝合金结构件 (9) 2.2.1悬挂系统采用镂空锻造铝合金 (10) 2.2.2罕见的铸铝横梁 (11) 2.2.3汽车覆盖件 (11) 2.2.4铝合金制轮毂 (11) 2.3全铝车身“鼻祖”——奥迪ASF车身主要参数 (11) 3.关键区域的高强度钢应用提高乘员安全 (12) 3.1高强度硼钢加固 (12) 3.2汽车防撞梁 (13) 4.特斯拉其他材料使用情况 (13) 5.投资建议 (13) 6.风险提示 (13)
图目录 图1汽车结构件示意图 (5) 图2汽车加强件示意图 (6) 图3汽车覆盖件示意图 (6) 图4发动机盖结构示意图 (7) 图5发动机盖与前翼子板结构示意图 (7) 图6汽车前后保险杠示意图 (7) 图7汽车车门结构示意图 (8) 图8奥迪A8全铝车身 (9) 图9汽车“白车身”——结构件示意图 (9) 图10特斯拉全铝车身 (10) 图11特斯拉Model S悬挂系统 (11) 图12奥迪A8（D5）车身结构材料示意图 (12)
表目录 表1奥迪A8系列白车身重量 (12) 表2特斯拉MODEL S前后防撞梁强度表(MPa) (13) 表3特斯拉MODEL S其他关键构件所用材料 (13)
（汽车行业）汽车车身结构与设计(免费下载)
第壹章：车身概论 1．车身包括：白车身和附件 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身，此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件和车门，但不包括车身附属设备及装饰等。 2．按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。 非承载车身的优点：①除了轮胎和悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫仍能够起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身能够分开装配，然后总装在壹起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到壹定的保护作用。 非承载车身的缺点：①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等壹系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而能够提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，能够保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。 第二章：车身设计方法 1．概念设计：包括技术任务书的全部内容和壹个批准的三维模型。概念设计是多部门（包括设计、研究、工艺等部门以及销售部门的市场预测）同时来进行的，此种做法也被称之为“同时工程” 2．工程设计：新车设计，车身设计所需周期最长。国外车身没计系以三维模型为基础，在整车总布置配合下，首先进行1：1内部模型和外部模型的设计和实物制作，和传统做法是相类似的，稍有不同之处在于国内系从小比例的三维模型开始。车身试验(包括强度试验、风洞试验、振动噪声试软和撞车试验等。 第三章：车身总布置设计 1．轿车车身布置：轿车车身的布置在很大程度上受底盘布置形式的限制。 2．地板凸包和传动轴布置：为了保证车身地板凸包的高度最小以及后座凸包上的坐垫有足够的厚度，通常采用在垂直平面内将传动轴布置成U型方案，这样能够降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不至于超过允许值。凸包和传动轴之间最小间隙壹般可取10~15mm 3．为了减小地板平面应采取的措施：①减小车架纵梁高度②后桥上面的壹段纵梁做成向上弯的形状③后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等。 4．车身内部布置：轿车送客，其车身内部布置应该考虑人的因素，既要保证安全性又要保证舒适性；除某些专用车辆以外，壹般车辆内部均可按成年人的人体尺寸来考虑。 5．车身横截面布置：轿车车身的横截面是由车门和顶盖的外形来形成的，其轮廓尺寸可按驾驶员和乘客位置上的尺寸数据来着手设计。（车身内部主要的轮廓点取决于驾驶员头部和顶盖之间、肩部和玻璃之间、肘部和车门内表面之间的间隙；车身外表面上各点则决定于顶盖的厚度、玻璃下降的轨迹、门锁和玻璃升降的尺寸等）
（汽车行业）汽车车身结构设计与结构分析学习
2004.11.17from：《汽车超级读本》 0.汽车的基本构造 汽车壹般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。 汽车发动机：发动机是汽车的动力装置。由机体，曲柄连杆机构，配气机构，冷却系，润滑系，燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机俩种；按工作方式分有二冲程和四冲程俩种，壹般发动机为四冲程发动机。 四冲程发动机的工作过程：四冲程发动机是活塞往复四个行程完成壹个工作循环，包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机壹样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但和汽油机的不同之处在于：汽油机是点燃，柴油机是压燃。 冷却系：壹般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用俩种冷却方式，即空气冷却和水冷却。壹般汽车发动机多采用水冷却。 润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。 燃料系：汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。 化油器：是将汽油和空气以壹定的比例混合为壹种雾化气体的装置，这种雾化气体叫可燃混合气，及时适量供入气缸。 汽车的底盘： 传动系：主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。 离合器：其作用是使发动机的动力和传动装置平稳地接合或暂时地分离，以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。 变速器：由变速器壳、变速器盖、第壹轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成，用于汽车变速、变输出扭矩。 行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量且保证汽车的行驶。 钢板弹簧和减震器：钢板弹簧的作用是使车架和车身和车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器和钢板弹簧且联使用。 转向系：由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成，作用是转向。 前轮定位：为了使汽车保持稳定直线行驶，转向轻便，减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损，前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有壹定的相对位置，这就叫“前轮定位”。它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指俩前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。制动系：机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。 手制动器的作用：手制动器是壹种使汽车停放时不致溜滑，在特殊情况下，配合脚制动的装置。 液压制动构造：液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。 气压制动装置：由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动器和气管等机件组成。 电气设备： 汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。 蓄电池：蓄电池的作用是供给起动机用电，在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足，蓄电池能够储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为：正极柱上刻有“+”号，呈深褐色；负极
1.什么叫车身结构设计? 以车身造型设计为基础进行车身强度设计和功能设计,以期最终找到合理的车身结构型式的设计过程的统称,其设计质量的优劣关系到车身内外造型能否顺利实现和车身各种功能是否能正常发挥。 2.什么叫白车身,它与车身总成是否相同?一个典型的轿车白车身包括哪些具 体的部件? 白车身是指完成焊接但未涂装之前的车身,不包括车门、引擎盖等运动件。 3.车身的承载类型有哪些?分别说明其优缺点及主要使用在哪些类型车上。 非承载式车身的汽车有一刚性车架,又称底盘大梁架。在非承载式车身中发动机、传动系统的一部分、车身等总成部件都是用悬架装置固定在车架上,车架通过前后悬架装置与车轮联接。非承载式车身比较笨重,质量大,高度高,一般用在货车、客车和越野车上,也有部分高级轿车使用,因为它具有较好的平稳性和安全性。 半承载式车身:介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接,加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用。是一种过度型结构,其车架的强度和刚度低于承载式车身,现在已经很少采用。 承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高,它具有质量小、高度低、装配容易等优点。大部分的轿车和高档商务车都采用了这种车身结构,例如我国生产的一汽奥迪、上海大众、江铃全顺等均是承载车身。 4.画出车身传统设计方法的流程,说明其特点。
汽车知识： 汽车车身主要构成部分 汽车车身是由发动机盖、车顶盖、行李箱盖、翼子板、前围板等几部分构成的。 发动机盖 发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。 发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。 向后翻转的发动机盖打开至预定角度，不应与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。为防止在行驶由于振动自行开启，发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置，锁止装置开关设置在车厢仪表板下面，当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。 车顶盖 车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。 当然，为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。 行李箱盖 行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内板，内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后
档风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。 如果采用背门形式，背门内板侧要嵌装椽胶密封条，围绕一圈以防水防尘。行李箱盖开启的支撑件一般用勾形铰链及四连杆铰链，铰链装有平衡弹簧，使启闭箱盖省力，并可自动固定在打开位置，便于提取物品。 翼子板 翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。 后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼子板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。但也有轿车的翼子板是独立的，尤其是前翼子板，因为前翼子板碰撞机会比较多，独立装配容易整件更换。有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有缓冲性，比较安全。 前围板 前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。 为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢，前围板上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。 汽车车身结构从形式上说，主要分为非承载式和承载式两种。 非承载式车身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护
某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计 作者：湖南工业李明李源陈斌 摘要：本文基于应力分析结果，采用有效的疲劳寿命预估方法，利用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC．Fatigue 对该型商用车白车身进行S-N 全寿命分析，得其疲劳寿命分布与危险点的寿命值。采用结构优化、合理选材等方法，提高白车身结构的疲劳寿命。 关键词：白车身；有限元；静态分析；疲劳寿命分析；优化 前言 在车身结构疲劳领域的国内研究中，1994 年，江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度计算的力学和数学模型基础上，提出了车辆驾驶室疲劳强度研究方法[1]。2001 年，清华大学孙凌玉[2]等首次计算机模拟了汽车随机振动过程。2002 年，上海汇众汽车制造有限公司王成龙[3]等应用FATIGUE 软件的分析，结合疲劳台架试验，探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命计算中的应用，提出了提高零部件疲劳强度的方法。2004 年，同济大学汽车学院靳晓雄[4]等人提到进行零部件疲劳寿命预估，精确的有限元模型和可靠的材料疲劳数据是必需的，另外获得准确的实际运行工况下的道路输入载荷也非常关键。但由于客观条件的限制，国内这方面的研究非常有限，理论分析的多，对局部零部件研究的多，把车身整体作为研究对象的很少。 本文以某型商用车疲劳寿命仿真分析及优化提高为内容，研究中，首先对白车身结构几何进行网格划分；之后使用MSC.Patran/Nastran 对白车身结构进行静态仿真；然后导入MSC.Fatigue 对白车身结构进行疲劳寿命仿真。在分析的基础上采用结构优化设计的方法优化结构、合理选择材料等，提高白车身结构的静态力学性能与动态疲劳寿命。 1 疲劳寿命计算方法 疲劳寿命计算需要载荷的变化历程、结构的几何参数,以及有关的材料性能参数或曲线[4]。 图1为基于有限元分析结果的疲劳寿命分析流程。
车身结构分析与设计 1 概述 在进行汽车车身结构设计之前，必须首先确定车身的承载型式。 当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。 一、车身结构设计的步骤 1．确定车身由哪些主要的和次要的构件组成，使其成为一个连续的完 整的系统； 2．确定主要杆件采取何种截面形式——闭式或开式； 3．确定：·如何构成这样的截面； ·截面与其它部件的配合关系； ·密封或外形的要求； ·壳体上内外装饰板或压条的固定方法； ·组成截面的各部分的制造方法及装配方法。 4．绘制由一个截面过渡到另一个截面的草图、各部件连接草图，以及 与此同时所形成的外覆盖件（骨架、蒙皮）草图； 5．将车身总成划分为几个分总成——地板、侧围、前后围、顶盖等， 绘制各分总成草图；——注意标明各总成的连接型式，以便与工艺 部分进行协商； 6．应力分析计算； 7．详细的结构设计（包括主图板设计），画出零件图。 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。 二、大客车的车身结构 1． 组成： 有车架式结构——可以独立行走； 无车架式结构——必须与车厢成为一体方可行走。 按作用于车身上的外力由车身的哪一部分承担，车身构件结构可分为： ②骨架结构—利用车身骨架作为强度部件。 2．特点 ①应力蒙皮结构 一般与无车架结构配合使用，亦称薄壳结构。 优：·骨架比较细小，承力相对较小—由飞机演变； ·整体刚度、强度较高，自重较轻，生产率高。 缺：·车窗开口不能太大，窗立柱较粗； 式结构两种。有车架式结构和无车架—下部结构性。 一整体，保持车身的刚其构成， 盖及内饰、附件等组成前后围、左右侧围、顶—上部结构车身结构 2 1度部件。 利用车身内蒙皮作为强—应力内蒙皮构造度部件；利用车身外蒙皮作为强—应力外蒙皮构造 应力蒙皮结构 ①
轿车车身结构图主要零部件 轿车车身是由各种各样的骨架件和板件通过焊接拼装而成，而车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成，所以车身骨架件和板件对车的安全及驾乘舒适性起着很重要的作用 三厢式轿车车身结构图主要零部件: 1、发动机盖 2、前档泥板 3、前围上盖板 4、前围板 5、车顶盖 6、前柱 7、上边梁 8、顶盖侧板 9、后围上盖板 10、行李箱盖 11、后柱 12、后围板 13、后翼子板 14、中柱 15、车门 16、下边梁 17、底板 18、前翼子板 19、前纵梁 20、前横梁 21、前裙板 22、散热器框架 23、发动机盖前支撑板 车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成，车身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点。根据车身不同的位置，一些要防止生锈的部位使用锌钢板，例如翼子板、车顶盖等；一些承受应力较大的部位使用高强度钢板，例如散热器支承横梁、上边梁等。轿车车身结构中常用钢板的厚度为0.6～3毫米，大多数零件用材厚度是0.8～1.0毫米。 在轿车车身构造中，有些重要零件的位置涉及到车辆的整体布置、安全及驾乘舒适性问题，例如立柱。 一般轿车车身有三个立柱，从前往后依次为前柱(A柱)、中柱(B柱)、后柱(C柱)。对于轿车而言，立柱除了支撑作用，也起到门框的作用。 设计师考虑前柱几何形状方案时还必须要考虑到前柱遮挡驾驶者视线的角度问题。一般情况下，驾驶者通过前柱处的视线，双目重叠角总计为5～6度，从驾驶者的舒适性看，重叠角越小越好，但这涉及到前柱的刚度，既要有一定的几何尺寸保持前柱的高刚度，又要减少驾驶者的视线遮挡影响，是一个矛盾的问题。设计者必须尽量使两者平衡以取得最佳效果。在2001年北美国际车展上瑞典沃尔沃推出最新概念车SCC，就将前柱改为通透形式，镶嵌透明玻璃让驾驶者可以透过柱体观察外界，令视野盲点减少到最低程度. 中柱不但支撑车顶盖，还要承受前、后车门的支承力，在中柱上还要装置一些附加零部件，例如前排座位的安全带，有时还要穿电线线束。因此中柱大都有外凸半径，以保证有较好的力传递性能。现代轿车的中柱截面形状是比较复杂的，它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展，不用焊接而直接采用液压成型的封闭式截面中柱巳经问世，它的刚度大大提高而重量大幅减小，有利于现代轿车的轻量化。不过，有些设计师却从乘客上下车的便利性考虑，索性取消中柱。最典型的是法国雪铁龙C3轿车，车身左右两侧的中柱都被取消，前后门对开，乘员完全无障碍上下车。当然，取消中柱就要相应增强前、后柱，其车身结构必须要用新的形式，材料选用也有所不同。 后柱与前柱、中柱不同的一点就是不存在视线遮挡及上下车障碍等问题，因此构造尺寸大些也无妨，关键是后柱与车身的密封性要可靠。 刚度是汽车车身设计的指标，刚度是指在施加不致于毁坏车身的普通外力时车身不容易变形的能力，也就是指恢复原形的弹性变形能力。汽车在行驶过程中受到各种外力影响会产生变形，变形程度小就是刚度好，一般情况刚度好强度也好。刚度差的汽车，行驶在不平路面上就容易发出嘎吱嘎吱的响声。立柱的刚度很大程度上决定了车身的整体刚度，因此在整个车身结构中，立柱是关键件，它要有很高的刚度。
3.4 汽车车身结构设计技术与方法 3.4.1 车身结构设计断面的确定与定位-由断面设计硬点驱动的车身结构设计 车身包括金属车身及内外饰件,金属车身又包括白车身和封闭件, 即车身包括CLOSURE封闭件(车门,前后罩板,前后盖(门),玻璃和前、后保险杠), 白车身BIW(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件。白车身(BODY IN WHITE)是除车门、前后翼子板(罩板)、玻璃、前后盖(门)、前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 详见如下各图及如下各项内容。依照 3.1,3.2,3.3章节的设计方法，进行车身结构设计如下： a)左/右前车门总成的设计（包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升 降器等的设计） b)左/右后车门总成的设计（包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升 降器等的设计） c)左/右侧围总成的设计 d)驾驶舱前围总成的设计
e)顶盖总成的设计 f)地板总成的设计 g)前舱盖板的设计 h)后行李箱盖或后背门的设计 i)前上下横梁及前灯架设计 j)后围横梁及灯架设计 k)发动机舱结构设计 l)驾驶舱与行李舱隔板及梁的设计m)其他零部件系统设计
图3.4.1 将车身设计断面的分类与编号 图3.4.2 基于参考车型的BENCHMARK断面的断面设计 图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案
车身结构设计的步骤与过程如下所述:
图3.4.5 建立 benchmark车型白车身数字化原型车设 计建模 造型面硬点
3.4.2 开闭件设计 开闭件(CLOSURE)一般包括4门2盖或5门1盖(两厢有后尾门汽车)。1、车门设计 车门外板设计是依照光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加上周边翻边和门锁等特征后的车身零件. 分缝线通过两种方法获得(a)一般先将汽车内外外观面整体造型面光顺到A级曲面(CLASS A), 同时将造型边界线投影到XZ铅垂平面后光顺到A级曲线, 然后采纳该投影的边界线投影到光顺好的A级大造型面上与造型面相交获得的边界线,该交线理论上确信也是A级曲面。一般能够通过几次光顺和几次投影，以便检查交线是否是CLASS A 线。(b)因此也能够采纳空间曲线光顺后与曲面相交，反复相交反复光顺的方法,相交后将交线进一步光顺新获得的边界线,然后,再将该线投影
汽车车身结构与设计 一、名词解释 1、车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计：指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 4、H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间，以满足使用要求的空间尺寸。 7、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时，其眼睛位置的统计分布图形；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性：汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性：汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封：车身结构的各连接部分，设计要求对其间的间隙进行密封，而且在使用过程中这种密封关系是固定不动的。 13、动态密封：对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封，称为动态密封。 14、百分位：将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上，再将这一尺寸
段均分成100份，则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、填空题 1、车身功能：容仓、安全、舒适、美观、空气动力学。 2、车身外形在马车之后，经过了厢型、甲虫型、船型、鱼型、楔型的演变。 3、车身设计的要求有舒适、安全、美观、空气动力性。 4、汽车车身由附件车身本体（白车身）封闭刚性结构（车身覆盖件、车身结构件）组成。 5、白车身由车身覆盖件、车身结构件、部件组成。 6、常用的汽车车架有边梁式车架（梯形车架）、周边式车架、脊梁式车架、综合式车架（X型车架）结构型式。 7、车身焊（铆）接总成由车身前部（车前钣金件）、前围、地板、侧围、顶盖和车身后部（车后钣金件）组成。 8、车身前围由前围上盖板、前围板、前围侧板和转向柱支架梁等组成。 9、H点装置包括H点测量装置（HPM）、H点设计工具（HPD）两种。 10、空气阻力包括：形状阻力，摩擦阻力，诱导阻力，干扰阻力和内部阻力五部分。 11、身结构设计应考虑强度、刚度、安全性、轻量化、耐久性（抗疲劳强度和耐腐蚀性）、材料、成本等因素。 12、车身轻量化技术包括构件轻量化、材料轻量化。 13、主动安全性研究汽车的操纵稳定性能、制动性能、灯光系统和驾驶员视野性能等。 14、被动安全性研究内容包括车身结构抗撞性、约束系统性能、转向系统的防伤性能等。
第一章车身概论 随着国民经济的发展，汽车已成为极为重要的交通运输工具和现代社会的象征，汽车工业在带动其它各行业的发展中，已日益显示出其作为支柱产业的作用。 车身，作为汽车上的三大总成之一，已越来越引起人们的注意，并越来越处于主导地位。（发动机、底盘、车身） 据统计：客车、轿车、专用 车——车身质量占整车整备质量 的40～60%； 货车——车身质量占整车整备质量的16～30%； 各类车身的制造成本，则高于上述比例。 车身的定义：运送人、货物或各种生产、生活资料的具有特定形状的结构。 车身的特点： 10、是使生产工艺、壳体力学、人体工程学、工业设计、材料学、运输学、心理学、经济学、销售学等众多各不相同的学科紧密地联系在一起的工业产品，是技术与艺术相结合的产物； 20、车身的发展取决于科学技术水平和物质技术条件； 舒适性 30、与人们的生活、生产密切相关货物完整性
保护乘员安全 40、汽车的更新换代，关键在车身； 50、车身是汽车工业中一个最年轻而又发展迅速的分支； 60、整车生产能力的发展取决于车身的生产能力，汽车的更新换代在很大程度上决定于车身； 70、对销售和用户心理有着极其重要的影响； 80、技术密集型和劳动密集型相结合的产品： 技术密集型——大量采用最尖端技术，机械化、自动化程度很高——自动加工、装配线、机械手、机器人等； 劳动密集型——相当一部分仍需手工完成——车身钣金件的手工打磨、补焊、涂胶、内饰及附件装配等。 可以说，汽车工业发展到现在（支柱产业），其重中之重为车身。车身代表了一个国家的汽车工业水平，要求高、投资大、技术难度大。车身技术的开发历来为发达国家所重视。 我国车身技术的发展可以说是近二十年的事，水平十分落后，尚不完全具备设计开发能力，任务十分艰巨。但近年来，通过技术引进，合资合作，特别是几大轿车基地的建设，已使我国的车身技术有了很大的发展。 §1-1车身的演变 轿子→轿式马车→汽车车身。 早在5000年前的古代，世界上就有轿子出现，成为奴隶主或有一定地位的人的乘坐工具；