在整车设计开发流程中，当A面数据冻结后，即开始进行车身结构设计，鉴此下面就车身各
模块的设计要点做一个阐述。
第一节车身典型断面的定义、定位和作用
1.车身典型截面的定义和作用：
车身典型截面主要是规定白车身的主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制
尺寸、生产工艺、人机工程、法规等各方面的信息，通过典型截面的分析，可以确定车身的主体
结构，同时典型截面也是后期工程分析的重要基础。典型截面制作分为几个阶段：前期定义阶段、
可行性分析阶段和主数学模型建立阶段。
车身典型截面的数量及位置根据整车造型、配置，采用的结构形式和做典型截面的阶段的
不同也略有不同，可根据具体车型可适当调整，原则上要定义出所有主要的部件的安装配合关系，
定义各部分的典型结构，最终达到能够确定除局部过渡部分外的三维数学模型的效果。
2.奇瑞典型截面编号命名规则：
在整车投影方向上“side view、 front view 、rear view、top view ”分别以S、F、R、T开头，后面加两位数字序号。奇瑞三厢轿车典型截面定义如图71、72所示，各截面代号及位置
如表53所示。
side view
front view rear view 图71 奇瑞三厢轿车车身典型截面定义
top view
《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。
《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。
第六章轿车车身结构及其设计 第一节轿车车身结构及其分类 1.1 轿车定义 GB3730.1-88 轿车是用于载送人员及随身物品，且座位布置在两轴之间的四轮汽车。 轿车车身的作用是能为乘员提供一个较舒适的乘坐环境以及一定的安全保护措施，它包括白车身及其附件，并与底盘、发动机、电子电器设备一起构成轿车的四大总成。由于它是轿车上载人的容器，因此要求轿车车身应具有良好的舒适性和安全性。此外，轿车车身又是包容整车的壳体，能够最直观地反映轿车外观形象的特点，从而决定了现代轿车车身设计非常注重外部造型以符合人们对轿车外形的审美要求，更好的开创轿车市场。 1.2 轿车车身结构 早期轿车沿用马车车身，并没有自身独立的车身，被人们称作“没有马的马车”，随着时代的进步，轿车车身成为了轿车的一个重要组成部分。轿车车身由以下几个部分组成：车身本体、车身外装件、内装件和车身电气附件等。 1.2.1车身本体 1—1 三厢式轿车车身结构图 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本体即白车身，它包含车身的骨架结构，由车身结构件和车身覆盖件组合而成，是主要承载构件的骨架件，其截面形状、受力方向、力如何传递、力矩的位置都是设计时应注意的问题，如图1-1所示为三厢式轿车车身的结构图。 车身结构件主要是车身结构中的梁和支柱，用来支撑车身覆盖件，并通过焊接而成车
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
车身结构与设计
基于理论分析汽车气动力及力矩 【摘要】汽车空气动力性是汽车的重要特性之一，气动力和气动力矩是它的主 要内容。通过运用数学和物理方法，理论分析气动力及气动力矩的相关参数，进而与汽车的动力性及燃油经济性综合在一起进行分析，找到相关的影响因素，通过改变这些因素来改善汽车性能，合理的选择相关参数，为接下来的设计及模拟仿真做好铺垫。 【关键词】空气动力性气动力气动力矩气动阻力动力性燃油经济性 前言 汽车空气动力性是汽车的重要特性之一，它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、舒适性及安全性，它是指汽车在流场中所受的以阻力为主的包括升力、侧向力的三个气动力及其相应的力矩的作用而产生的车身外部和内部的气流特性、侧风稳定性、气动噪声特性、泥土及灰尘的附着与上卷、刮水器上浮以及发动机冷却、驾驶室内通风、空气调节等特性。当一辆汽车以80km/h的速度前进时，有60%的动力用于克服空气阻力。从世界上首款流线型汽车“气流”诞生开始，迄今为止，国内外对于汽车空气动力学的研究方法大致分为一般采取试验法、试验与理论相结合法及数值模拟仿真研究法。理论研究方法主要是通过数学工具来建立空气运动规律及相应初始、边界条件的理论模型，以揭示气动力产生机理及作用关系。而试验及模拟仿真都是在理论研究和计算的基础之上进行的，可见理论研究对于汽车空气动力学来说是不容忽视的。 气动力及气动力矩分析 1、气动力及力矩 汽车与空气相对运动并相互作用，会在汽车车身上产生一个气动力F，这个力的大小与相对运动速度的平方、汽车的迎风面积及取决于车身形状的无量纲气动系数成正比，可表示为 F = qSC F = 0.5ρvSC F (1) 式中，F为气动力，S为汽车迎风面积，C F为气动系数。
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。
目录 1. 汽车车身的发展趋势及其学习的重要意义。 (2) 2. 汽车车身总布置设计的基本方法与过程。 (6) 3. 汽车车身的基本结构。 (12) 4. 汽车车身的有限元分析的基本方法及过程 (18) 5. 汽车车身的尺寸工程。 (22) 6. 汽车车身的冲压成形。 (23) 7. 汽车车身的焊接。 (27) 8. 汽车车身的同步工程。 (31)
1. 汽车车身的发展趋势及其学习的重要意义。 汽车车身是实现汽车功能的重要系统，车身的设计与制造水平影响整车的动力性、平顺性、安全性、舒适性、经济性。轿车车身很大程度影响汽车的质量和市场销售。近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车安全性、舒适性、可靠性、耐久性和造型美观性的要求越来越高。 汽车车身不同于一般的机械产品，有着自身的特点和设计要求，而实际上，轿车车身在发展过程中，外形的演变最直观，最富有特色，主要经历 个阶段，分别为马车形、箱型、甲壳虫形、船型、鱼形、楔形、子弹头形。 年，德国工程师卡尔·本茨发明第一辆汽车，而最初的汽车车身基本上沿用了马车的造型，因此被人们称为没有马的“马车”，由于当时汽油机功率较小，一般为木制框架加装结构简单的敞开式车棚，后来，由于人们对乘坐舒适性的要求，车身加上了挡风板，挡泥板等多种辅助构件，图1-1分别为戴姆勒 号和奔驰 号，而奔驰 号为世界上第一辆以汽油机为动力的三轮汽车。 图1- 1马车形车身 由于绝大多数马车形车身都是敞篷的，因此如果遇上刮风下雨天气，乘坐舒适性肯定会大打折扣，因此，在 年，美国福特公司生产出一种新型的 型车，如图车体类似于箱子，因此，人们将其称为“厢型车”，车身由一开始的简陋帆布篷发展到后来带有木制框架的厢型车身，这事车身外形设计的开端，厢型车车身高大，室内空间也比较大，然而其规则的外形也就决定了汽车在行驶的过程中会产生巨大的空气阻力，一开始，公司决定通过加大发动机功率，即由原来的单缸发动机转化为 缸、 缸、 缸，一路纵队排开，实际上，这种布置方式也即是我们通常所说的“直列式”，与此同时，发动机罩也随之变长。此外，“零件标准化”、“流水线装配工艺”，使得福特汽车成为“农民也能买得起的汽车”， 图1- 2福特 形车 由于生活节奏越来越快，人们对汽车的速度要求越来越高，厢型车空气阻力较大，妨碍
01-车身概论 什么是承载式车身？它有什么优缺点？ 无车架，由车身承受载荷。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优点–保证车身刚度和强度前提下减轻车身重量?缺点–振动噪声大–改型难 什么是非承载式车身？它有什么优缺点？ 有车架，载荷(指路面载荷)主要由车架承受 承载式特点?优点1、舒适性好。（有缓冲、降噪的挠性垫）2、便于专业化协作生产。（车身、底盘可分别装配）3、便于装配、便于改型。4、车架对车身有保护作用。?缺点1、自重大。 2、整车高度较大。 3、车架的制造设备大，投资费用高。 什么是基础承载式车身，大客车采用基础承载式车身有什么优点？ 侧围腰线以下部位为主要承载件,顶盖考虑为非承载件。窗，仓 02-车身设计方法 车身主图板应该反映哪些内容？ –车身上主要轮廓线–车身上各零件的装配关系–车身上各零件的结构截面–可动件运动轨迹的校核 车身传统设计方法存在哪些问题？ ?车身开发和设备准备周期长?设计累计误差大。“移形”?费时费力，工作强度大；车身图样，主模型?车身设计开发成本高?通用化与系列化程度低 车身现代设计方法分为哪两个阶段，分别需要完成什么工作？ 概念设计?从产品创意开始到构思草图，完成既实用又美观的造型设计，并制作模型和试制概念样车等的全过程。 工程设计（技术设计）电子计算机辅助车身设计–数字化车身设计，车身试验(包括强度试验、风洞试验、振动噪声试验和碰撞试验等） 现代车身设计方法与传统设计方法差别主要体现在哪几个方面？ 03-车身总布置设计 概述汽车总布置设计中应考虑哪些因素？ 一、乘坐舒适性二、车身的密封、隔热和隔声性能三、安全性、四视野性。五、上下车方便性六、操纵方便性 进行轿车车身布置时应考虑哪些因素？ 车身布置与底盘布置的关系,动力总成的布置,地板、凸包和传动轴的布置,轮罩与踏板的布置,车身内部的布置,车门立柱的布置,视野性,车身横截面的设计,箱、备胎布置、行李舱,消声器的布置 进行客车车身布置时应考虑哪些问题？ 客车车身总布置在很大程度上受制于发动机的布置 车厢内的平面布置,横截面,地板平面高度,座椅的布置、尺寸,车门、过道、扶手,备胎、油箱、电池的布置,仪表板的布置,安全性,整车尺寸, 进行货车驾驶室的布置时应考虑哪些因素？ 发动机舱与座椅的相对位置，座位布置，车门，要考虑人体工程学、视野要求 进行货车车厢布置时应考虑哪些因素？ 货箱容积的确定：根据装载质量、货物的单位容积质量来确定。（如加长货箱） 货箱尺寸：不超过GB的规定的外廓尺寸。尽可能减小长度以减小自重，提高机动性。 货箱的位置应考虑轴荷分布 后悬、离去角：后悬不超过轴距的55%（客车为65%） 装载高度（货箱地板距地面的高度）：为装载方便，应尽量低。但受车轮高度及其跳动的限
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。 4、车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、什么是白车身？它的主要组成有哪些？ 已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 组成：车身覆盖件+车身结构件+部件。①车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。②车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件。③部件：前翼子板、车门、发动机罩和行李箱盖。 6、简述车身承载类型的特点及适用车型。 （1）、非承载式（有车架式）：车架作为载体 1>特点：①装有单独的车架；②车身通过多个橡胶垫安装在车架上；③载荷主要由车架来承担。 ④车身在一定程度上仍承受车架引起的载荷。2>适用车型①货车（微型货车除外）②在货车底盘基础上改装成的大客车③专用汽车④大部分高级轿车。 （2）、承载式：去掉车架，由车身直接承载。 1>特点：①保留部分车架、车身承受部分载荷。②前后加装副车架。2>适用车型：基础承载式、整体承载式大客车。
《汽车车身结构与设计》1 工学院车辆与交通工程系 二〇一〇年六月 主讲：江发潮第五讲车身造型与空气动力学 《汽车车身结构与设计》 2 《汽车车身结构与设计》3 一、汽车造型设计 1.1 汽车造型设计的特点和要求 汽车造型设计是指汽车总布置和车身总布置基本确 定之后进一步使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程，它包括外形设计和室内造型设计。 汽车造型设计师的工作：参与汽车总布置设计和车 身总布置设计，绘制效果图，塑制模型，将外形形体上的曲线表达在主图板上，制订室内造型和覆饰设计方案，最后协同结构设计师将造型形象体现在具体的车身结构上。 《汽车车身结构与设计》 4 汽车造型设计的特点： 1、独特的综合创作。 2、科学技术与艺术技巧的高度融汇。 3、不仅包含结构性能，工艺等科学技术因素，也包含艺术因素和社会因素，需要加以综合分析，权衡各种因素的作用和影响。 汽车造型设计应满足要求： 1、使汽车具有完美的艺术形象 2、使汽车具有良好的空气动力性能 3、使汽车车身具有良好的工艺性 4、应保证汽车良好的适用性 5、应考虑材料的装饰效果 《汽车车身结构与设计》5 1.2 汽车外形的影响因素 汽车的外形取决于三个因素：形体构成、线形构 成、装饰和色彩构成。 形体构成指汽车的基本形状和整体分块，取决于 汽车总布置和车身总布置。 线形构成指赋予汽车外形覆盖件具体的形状。装饰和色彩构成是指散热器面罩、保险杠、灯 具，车轮装饰罩，标志、浮雕式文字等的造型设计和位置布置以及车身的色彩设计。 《汽车车身结构与设计》 6 汽车仪表及警告指示灯 流行仪表式样是：黑底、白字、红针、蓝灯仪表一般两大两小： 两大：发动机转速表和车速表 两小：水温表和燃油表
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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）
汽车车身结构与设计复习题 1.车身设计的特点是什么？车身设计是新车型开发的主要内容。车身造型设计是车身设计的关键环节。人机工程学在车身设计中占有极重要的位置。车身外形应重点体现空气动力学特征。轻量化、安全性和高刚性是车身结构设计的主题。新材料、新工艺的应用不断促进车身设计的发展。市场要素车身设计中选型的前提。车身设计必须遵守有关标准和法规的要求 2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？ 车身设计及制造的数字化 （1）虚拟造型技术(CAS)。 （2）计算机辅助设计(CAD)。 （3）计算机辅助分析(CAE)。 （4）计算机辅助制造(CAM)。 流体分析CFD： 车身静态刚度、强度和疲劳寿命分析： 整车及零部件的模态分析： 汽车安全性及碰撞分析： NHV(Noise Vibration Harshness)分析： 塑性成型模拟技术： （5）虚拟现实技术。 （6）人机工程模拟技术。 新型工程材料的应用及车身的轻量化 更趋向于人性化和空间的有效利用 利用空气动力学理论，使整体形状最佳化 采用连续流畅、圆滑多变的曲面 采用平滑化设计 车身结构的变革： 取消中柱，前后车门改为对开； 车内地板低平化； 四轮尽量地布置在四个角 大客车向轻量化和曲面圆滑方向发展 将货车驾驶室和货箱的造型统一 3.简述常用车身材料的特点和用途。 钢板冷冲压钢板等。 汽车车身制造的主要材料，占总质量的50%。 主要用于外覆盖件和结构件,厚度为0.6-2.0mm。 车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～ 0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相 比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。 铝合金 铝合金具有密度小（ 2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生 等优点。 镁合金
BODY CAE Loadcase Description 1. BIW 1.1 BIW static bending stiffness 1) Model setup The model comprises BIW with CMS front (in blue), front sub frame (in red), CMS rear (in yellow). 2) Load and constraints The force Fz creats a total of 4000N, and applied at the H points. Constraints location: 1) Middle of the crash beam; 2) Front suspension supports; 3) Rear subframe mouting points on the side member 3) Software Nastran. 4) Targets The bending rocker stiffness is 11 200N/mm. 5) Post Calculation of deflection from vertical displacement indicated by reading points at 4000N: w i=A,B = max. vertical displacement of reading points A and B (on rocker); ? ? ? ??+++-??? ??+=42F E D C B A w w w w w w f
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。
1、车身：车身是指各种汽车底盘上构成的乘坐空间及有关的技术装备。（一般来说，车身包括白车身及其附件） *2、白车身：白车身通常系指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身。*3、非承载式（有车架式）:非承载式车身的汽车有独立刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接。特点：有独立的车架；车身受力小；弹性连接。 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作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。 4、车架：是跨装在汽车前、后轴上的桥梁式结构。 车架的主要型式有：框式、脊梁式、综合式三大类。框式车架可分为边梁式和周边式两种。 *5、非承载式车身结构的优点：除了轮胎和悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲作用，适当吸收车架的扭转变形和降低噪声有作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性；底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，简化了装配工艺，便于组织专业化协作；由于有车架作为整车的基础，这样就便于汽车上各总成的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆；发生撞车事故时，车架还可以对车身起到一定的保护作用。 6、半承载式车身：还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。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，车身与底架成为一体共同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。 *7、承载式车身的主要缺点：由于取消了车架，来自传动系和悬架的振动和噪声将直接传给车身，而车厢本身又易于形成空腔共鸣的共振箱，因此会大大恶化乘坐舒适性；改型较困难； *8、“三化”指的是产品系列化，零部件通用化以及零件设计的标准化。 9、车身的表达方式: 传统的表达方式：坐标网格；1:1油泥模型。 现代车身的表达方式：基于CAD系统的曲线、曲面和实体。 10、动力总成的布置：初步设计时，必须确定车身与动力总成相对于前轮轴线的位置。在确定各总成相对于前轮的纵向位置之前，应预先估算轴荷分布。因此，车身总布置与整车总布置工作是很难截然分开的，往往需要反复交叉进行。 *11、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，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致超过允许值。 12、油箱和备胎的布置：在轿车上，油箱和备胎的布置车身的有效容积和汽车的轴荷分配都有很大的影响。为保证安全，油箱不应布置在发动机舱内，备胎则可根据需要任意布置。油箱和备胎往往同时布置在行李舱内。当备胎布置在行李舱内时，应保证在装满行李的情况下仍能方便地取出备胎。 13、车身试制和试验的目的：主要在于通过实践来具体检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，以及预先了解制造上的关键等。 14、概念设计的主要工作有：1.对市场、法规、竞争对手和竞争车型进行认真调查与预测；2.确定所开发新车在性能、质量、成本等方面适当的目标水平、具体指标和规格要求；3.进行整车和车身的总布置；4.产品、工艺、生产、销售和零部件等方面的专家在车身造型冻结前进行新车方案的较详细的可行性研究工作。 15、所谓A级曲面的定义：是必须满足相邻曲面间之间隙在0.005mm 以下。 16、计算几何：是一门兴起于二十世纪七十年代末的计算机科学的一个分支，主要研究解决几何问题的算法。 17、计算机辅助设计的主要问题：曲线的生成；曲面的生成；曲面间的拼接；曲面间过渡曲面的生成；曲面质量的评价；车身外表面曲面的分块。 *18、轿车车身的布置：传统式布置型式有利于车室内部（包括行李舱）布置，而且可以提高操纵稳定性、行驶平顺行和乘坐舒适性，但其缺点在于地板中部出现凸包，影响踏板布置、整车高度的降低和质量的减轻。 对于前驱动布置型式，由于取消了传动轴，可以降低地板和整车高度，如果采用横置式发动机，则更方便于车室内部布置。此种布置型式对车身总布置、降低风阻、整车轻量化等都是很有利的。 19、布置动力总成要考虑的因素：轴荷分配；K点的位置；曲轴中心线的倾角；发动机与其它零部件的间隙； 20、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，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致超过允许值。 21、影响车身地板高度的因素：传动轴；车架纵梁和横梁； 22、降低轿车地板平面的措施：减小车架纵梁的高度；前后轴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。 23、R点定义：座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。 *H点定义：实车测得躯干与大腿相连的旋转点“胯点”位置。 24、车身内部布置的依据：标准人体（人体样板尺寸）；车身的内部空间。 25、车身内部布置的主要工作：决定座椅的位置、几何参数；决定座椅的调节范围；方向盘的位置、大小、倾角；方向盘的调节范围；组合仪表和仪表台的位置、大小；组合仪表表面的角度；各种操纵手柄的位置、大小。 26、影响视野性的因素：座椅的布置、高度以及座垫和靠背的倾角；车窗尺寸、形状和布置；立柱的结构；发动机罩和翼子板的形状。 *27、长途大客车的特点：由于乘客乘坐时间长，站距远，客流量较稳定，所以主要应保证乘客在座椅上的舒适性。 长途大客车平面布置的特点：座椅的布置应尽可能使乘客面朝前方，为了增加载客量，一般可以两排座中间的过道处增设活动座。 *28、城市大客车的特点：站距短、乘客流动频繁，所以主要应保证乘客上、下车方便和便于在车内走动。 城市大客车平面布置的特点：一般多采用单排、双排座的布置方案，以增大过道宽度和立席面积。 29、蓄电瓶布置考虑的因素：轴荷分配合理；蓄电瓶尽可能靠近起动电机。 30、仪表板上的布置：控制系统应尽量布置在驾驶员的右手边；仪表布置在左手边；指示灯应安排在仪表的上方。 *31、大客车的安全性：车身结构；座椅及安全带；安全玻璃；车内软化 *32、货车驾驶室按其结构可分为四类： 驾驶室位于发动机之后的长头式（安全但整车面积利用差）； 驾驶室部分地位于发动机之上的短头式（综合安全和面积利用）；驾驶室位于发动机之上的平头式（整车面积利用好但安全、维修、隔热差）； 驾驶室偏于一侧的偏置式（整车面积利用、维修、隔热性好但安全性差） 33、人体工程学：是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的一门技术科学。 *34、H点是人体身躯与大腿的交接点。用它来确定人体乘坐位置。H点人体模型：确定车身实际H点位置用的人体模型。 模型的背盘与臀盘交接处，在相当于人体胯点的位置上设有铰接副，铰接线的中点即为H点。 H点人体模型由背盘、臀盘、小腿杆、及头部探杆等组成。35、H点三维人体模型的作用：确定轿车的实际H点；检验轿车座椅设计的合理性。
1.安全汽车：从车身结构的安全角度上来说,车身前后部为弹性结构，中部为刚 性结构的车身。车身结构件：支撑车身覆盖件的全部车身结构件零件的总称。 2.车身覆盖件：覆盖车身内部结构表面板件。 3.车身主图版：车身主要轮廓和结构的图板。 4.车身主模型：按照主图板、车身零件图和样板制造的1:1实体模型。 5.H点人体模型：测量汽车实际H点位置的模型。 6.眼椭圆：驾驶员以正常坐姿坐在坐椅中时眼睛位置在车身中的统计分布圆形。 7.视切比：视切线含眼椭圆一侧区域内眼睛数与两侧眼睛总数之比称为视切比。 8.包含比：眼椭圆内所含眼睛数与总眼睛数之比。 手伸及界面：以正常坐姿坐在座椅中，身系安全带，一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间界面。 11.座椅的动态特性：座椅的动态特性是指座椅对从汽车的悬架、车轮、车身等振动系统传来的冲击和振动所能起到的缓冲作用和消振特性。 12.座椅的静态特性：座椅的静态特性是指座椅的结构型式、几何参数、人体接触座垫和靠背的体压分布以及由此而形成的受载轮廓等技术参数对乘坐舒适性的关系特性。 传统手工车身制图中,曲面是用什么投影来表示？表面用位于曲面上一系列截面线和素线的投影所组成的网状图形表示。②坐椅前后（2）、坐椅上下（2）、坐椅俯仰（2）、坐椅靠背俯仰（2），共8个方向。 .在车身造型概念设计中，常用的平面设计软件有哪些？常用的CAID 曲面设计软件系统有哪些？在车身工程设计中，常用的逆向设计软件有哪些？在加工制造过程中常用的CAM 设计软件系统有哪些？ 答： 1)软件： PHOTOSHO、CORE DRAW、ADOBE ILLUSTRATOR 、ALIAS DESIGN STUDIO 2)ALIAS 、 ICEM-SURF 、RHINO 3D3)IMAGEWARE; 、GEOMAGIC; 、RAPIDFORM 4)MasterCAM、 PowerMill; 、SurfCAM; 、Cimatron;、 HyperMill 、EdgeCAM
车身结构设计试题 一、填空 1、汽车的主要部件由（发动机）、（底盘）、（车身）、（电气部件）四部分组成。 2、单排座汽车的总质量＝（整备质量＋允许最大载重量＋驾驶员及随员质量）。 3、汽车模型雕塑是（汽车外形设计）中一个必不可少的环节。 4、汽车车身形式按车身壳体受力情况可分为（承载式）、（半承载式）、（非承载式）三 种。 5、汽车车身形式按驾驶室发动机的相对位置可分为（长头式）、（短头式）、（平头式）、 （偏置式）四种。 6、车架的结构形式归纳起来主要有（框式）、（脊背式）、（综合式）三种。 7、图样临时处理单（通称小票）中规定不得用本单通过（超差品）和代料问题。 8、汽车门锁按其结构形式分为（舌簧）式、（转子）式和（钩簧）式。 9、升力在汽车行驶方向的分力为（诱导阻力）。 10、零件图的尺寸标注应满足（清晰）、（完整）、（合理）等基本要求。 11、空气阻力有（形状阻力）、（诱导阻力）、（摩擦阻力）、（干涉阻力）、（内部阻力） 五种。 12、简单的汽车行驶方程式（F Z=ΣF）。 13、汽车车身结构件及覆盖件的焊接总成为（车身本体）。 14、汽车形式过程中车架主要承受（对称垂直）动载荷和（斜对称）动载荷。 15、纵梁是货车车架中的（主要承载）元件，它的长度大致和（整车长度）相等。 16、汽车门锁具有（功能）性和（装饰）性。 17、车架宽度是指（左、右）纵梁腹板（外侧）之间的宽度。 18、车架前端到驾驶室后围这段车架为（车架的前段）。 19、驾驶室后面的后悬架以前这段为（车架的中段）。 20、汽车车门的类型有（顺开式）、（逆开式）、（推拉式）、（折叠式）（上掀式）五种。 21、框式车架可分为（边梁式）、（周边式）两种。 22、常用的金属材料分为（黑色）金属、（有色）金属。 23、有色金属是指除（黑色金属）以外的基本金属，如（铜、铝、银）等。 24、根据《机械制图图纸幅面及格式》的规定图纸按幅面大小分为（A0、A1、A2、A3、 A4、A5）。 25、汽车玻璃升降器，按臂数可分为（单臂式）和（双臂式）。 26、根据《机械制图图纸》的规定，绘图是采用的图线共有（八）种。 27、承载式车身的特点式汽车没有（车架），（车身）就作为发动机和底盘各总成的安 装基础。 28、车身壳体按结构形式分为（骨架式）（非骨架式）(无骨架式)。 29、力的单位名称为（牛顿）。 30、货车车箱板开启形式一般为（单开）式和（三开）式。 二、选择题 1、车身结构件是（A） A 支撑覆盖件的全部结构件 B 车身的所有零件 2．我厂生产的面包车车门按开启方式有（C） A 一种 B 二种 C 三种 3．车身本体是（A） A 车身结构件及覆盖件的总成 B 车身结构件及覆盖件总成还包括附件及装饰件