汽车车身结构与设计复习题
第一章车身概论
1、什么是车身？车身的功能有哪些？
（1）、车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。主要作用是为乘客提供安全、舒适的乘坐环境，隔绝振动和噪声，不受恶劣气候的影响。包括车身本体和装饰件、开启件、机构件、附件及其他可拆卸机构件。
（2）、车身功能：容仓、安全、舒适、美观、空气动力学。
2、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。
3、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？
〖精简版答案〗：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。
〖藏版答案〗：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；空气动力学应用还较浅；提高车速依靠增加发动机功率，增加气缸数。②甲壳虫型车身：空气动力学的发展，使人们认识到流线形空气阻力最小。最早的流线型车身，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。优点：CD值小，工艺性好，利于批量生产。缺点：升力大，行驶不稳定，乘坐空间狭小，视野及舒适性差。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。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。④鱼型车身：侧面为一整体，不会发生涡流；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。典型外形为：快背或斜背式。缺点：横向稳定性不好。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。
4、车身设计的要求有哪些？
舒适、安全、美观、空气动力性。
①车身结构强度须能承受可能达到的所有静力和动力载荷；②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；
③车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力；④车身的外形和布置必须保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤车身材料必须是轻质的，以使整车重量降低；⑥车身外形必须是具有低的空气阻力，以节省能源；⑦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；
⑧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；⑨车身结构设计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；⑩车身的材料必须具有再使用的效果；⑩车身的制造成本应足够的低。
5、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。
第二章汽车车身结构
1、简述汽车车身的组成。
①附件②车身本体（白车身）③封闭刚性结构（车身覆盖件、车身结构件）
2、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车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件。
3、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）车身：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，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收，车身结构不承担载荷。④由于车架并非绝对刚性，所以车身在一定程度上仍承受着由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。
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。
（1）、承载式：去掉车架，由车身直接承载。
1>特点：
非承载式车架作为载体
优点：车身寿命高、乘坐舒适性好、安全性好、改型方便。
缺点：整车质量增大、地板高、车身高等。
适用车型：货车（微型货车除外）在货车底盘基础上改装成的大客车专用汽车大部分高级轿车
特点：装有单独的车架；车身通过多个橡胶垫安装在车架上；载荷主要由车架来承担，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收，车身结构不承担载荷
承载式：去掉车架，由车身直接承载
优点：车身质量小，刚度高，并且降低成本；可降低地板高度和整车高，上下车更方便
缺点：振动、噪声易直接传入车内，车身损坏后难以修复，不利于车身变型等改型设计
苏联生产的ЛА3-695、德国的Mercedes-O321H、英国的Berliet-PLH、匈牙利的Ikarus-55和Ikarus-200系列以及日本生产的日野HINO，尼桑NISSAN，欧洲各国流行的大客车
半承载式结构特点：（1）保留部分车架、车身承受部分载荷。（2）前后加装副车架。
4、常用的汽车车架有哪几种结构型式？
a边梁式车架（梯形车架）b周边式车架c.脊梁式车架d综合式车架（X型车架）
5、车身焊（铆）接总成有哪几部分组成？
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）各部分组成。
6、车身前围的结构组成及功能。
车身前围是分隔车身前部与座舱的结构总成。一般由前围上盖板、前围板、前围侧板和转向柱支架梁等构件组成。
功能要求：①支承并安装前风窗玻璃；②支承转向柱；③确保车身扭转刚度；④提高撞车安全性；⑤隔开发动机舱和座舱，密封、隔振和隔音；⑥设置外部空气吸入口和通风道；⑦安装空调装置及其通风风道；⑧支承和安装仪表板；⑨安装制动器、离合器踏板支架；⑩安装雨刮器等附件。
7、车身地板部分的设计特点及要求。
①多采用封闭断面的抗扭箱型梁（封闭断面）；②提高地板结构的防振、隔音性能；③合理使用材料，采用防腐结构设计，并通过各种防腐处理措施，延长车辆的使用寿命；④开发结构强度高、质量轻的地板结构，以及轻质材料的地板结构；⑤地板的布置及设计应充分考虑室内的人体居住性；⑥保证车身底部平整，改善车身底部的空气动力性能。
8、车身侧围结构的功能。
①支撑顶盖；②连接车身前、后部分的侧面构件；③固定前、后风窗玻璃；④用以安装车门以及保证车身侧面碰撞安全性的承载框架。
9、绘制门槛梁结构断面示意图。
10、A、B、C三立柱的功用？
A立柱功用：支撑顶盖；安装前风窗玻璃；安装前车门；安装仪表板支架；承受并传递垂直力纵向力。B立柱功用：支撑车顶盖；承受前后车门的支撑力，还要装置一些附加零部件，例如：前排座位的安全带；承受并传递垂直力侧向力。C立柱功用：支撑顶盖；安装后风玻璃；安装后车门锁；承受并传递垂直力侧向力。
11、绘制顶盖侧梁结构断面示意图。
第三章车身设计过程及方法
1、简述新车型开发的分类。
①全新车型的开发②已有车型的全面更新③已有车型的中等规模改进④已有车型的小规模改进。
2、什么是概念设计？
概念设计属于产品设计的前期工作，是始于产品定性之后，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。
包括：①产品的造型概念②产品的使用调查③市场调查④产品设计任务书的制定⑤产品的先进性分析⑥产品的目标成本⑦产品的三化。
3、简述车身设计制图方法。
（1）、坐标网格：网格间距：200mm或100mm。
（2）、①坐标零线的确定：高度方向坐标（Z坐标）零线：沿车架纵梁上表面或无车架车辆的车身地板下表面较长的一段为零线。方向：零线以上为正。②宽度方向左标（Y坐标）零线：车辆的对称中心线。方向：零线以左为正。③长度方向坐标（X坐标）零线：通过车辆前轮理论中心的垂线。方向：零线以后为正。
4、车身主图板的主要内容。
①车身外形的表面曲线，即车身的主要轮廓线和一声列截面线；②车身各零件的装配关系及缝隙要求；③车身主要结构断面；④车身中运动部件的轨迹及运动校核，如车门、发动机罩、行李箱盖等；⑤与车身相关的其他总成的位置、轮廓线及运动部件的运动轨迹，以便校核这些部件与车身的间隙，确定装配位置关系。
5、传统车身设计方法的缺点？
①传统的车身设计方法工作量大、设计周期长。开发新车型需要几年时间。②手工造型设计;③实物模型制作;③依据经验的车身结构设计;④整个设计过程必须通过实物和图纸相结合的方式来表达设计并传递设计的数据信息。
6、现代车身设计方法的优点？
可以使设计者得到一个能进行快速评价(造型、结构等方面)的模型，从而设计师可尝试大量的不同方案，能大大提高设计决策的效率和可信度，控制产品开发中的资金投入；由于设计资源共享，能保证设计的精度；各部门在设计阶段能尽早获得设计数据，有利于各部门工作协调进行，合作过程可较早开始，从而最终改善了整个产品的质量。
7、应用于车身设计的计算机辅助技术(CAX)有哪些？
①CAS：Computer aided styling，计算机辅助造型②CAD： Computer aided Design，计算机辅助设计③CAM： Computer aided manufacturing,计算机辅助制造。④CAPP：Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺设计⑤CAE：Computer Aided Enginerring，计算机辅助工程。
8、给出五项现代车身开发的关键技术。
①CAS：Computer aided styling，计算机辅助造型②CAD： Computer aided Design，计算机辅助设计
③CAM： Computer aided manufacturing,计算机辅助制造。④CAPP：Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺设计
⑤CAE：Computer Aided Enginerring，计算机辅助工程。
第四章基于人机工程学的车身布置设计
1、车身总布置设计的主要内容有哪些？
①车身布置应考虑的因素②身布置与整车布置的关系及车身布置主要内容③车身布置术语和硬点尺寸定义④总布置图
2、H点装置包括哪两种？H点含义？
（1）、包括：①H点测量装置（HPM）：用于对尺寸进行审核和测量对比；②H点设计工具（HPD）：用于乘员布置设计
（2）、H点含义是H点装置上躯干与大腿的铰接点
3、人体尺寸的百分位概念、应用及意义？
（1）、概念: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。百分位数是一个位置指标，第95百分位数，就是说在这群人中有95％的人低于或等于某个数值，而只有5％的人[(100-k)%]是高于这个数值的。
（2）、应用：车身布置设计中应以人体尺寸的“百分位分布值”作为设计的尺寸依据，这是人体工程学的基本设计原则之一。
（3）、意义：车身设计中最常用的是5th、50th和95th三个百分位人体尺寸，分别表示小、中等和大尺寸,代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。
4、解释硬点和硬点尺寸的含义。
（1）硬点：是对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点
（2）硬点尺寸：指连接硬点之间、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
5、眼椭圆的定义和主要用途。
（1）、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（2）、主要用途：①内外视镜布置②驾驶员前方视野的设计和校核③车身A、B、C柱盲区的计算④仪表板上可视区的确定⑤刮水器布置和刮扫区域校核⑤遮阳带位置的确定等。
6、驾驶员手伸及界面的定义
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。
7、已知地板线、踏板和D点高度，给出驾驶员设计H点布置过程。
①确定平均H点。50百分位。保持合适的踝关节角，人体模板脚沿地板线向加速踏板方向前推，踵点始终在地板上，人体模板D点始终位于D点线上的同时，前推移至鞋底与自由状态的加速踏板接触后停止，此时的人体模板H点作为正常设计的平均设计H点；
②确定最前、最后设计H点；③检查关节舒适性；④根据最前、最后和平均设计H点位置确定调节轨迹。
8、简述如何计算前风窗刮扫区域的刮净率。
第五章汽车造型设计与空气动力学
1、汽车行驶时所受的空气阻力有哪五个部分？产生的原因？
（1）、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。
（2）、产生原因见下表：
2、简述降低汽车行驶阻力的措施。
1>降低升力的措施:①采用负迎角,前高后低为正,迎角越大,升力越大; 造型应前低后高，产生负升力更好！②在汽车前端底部、后
端加扰流板;③车尾地板向上翘起一个角度; ④汽车底部板向两侧略微上翘,使底部气流有一部分流向两个侧面。当气流向两侧疏导时加快了底部的气流速度而使升力下降。⑤斜背加”鸭尾”;
2>改善汽车空气动力性能的措施:汽车外形的设计1）汽车头部的平面和侧面形状轮廓线应尽量圆滑；2）车头前端应尽量低矮；3）
头部与前风窗下缘的交接处,前风窗顶部与顶盖的交接处以及前风窗两侧的拐角等过渡区域都应尽量地圆滑；4）汽车中部应呈腰鼓形,汽车纵向的最大横截面不宜过分地前移,以降低汽车的升力系数值;5）汽车的底部形状最好采用整体平顺的底板,减小升力；6）汽车车身的后部采用逐渐缓慢收缩的长尾式；7）注意驾驶室向后部车厢的过渡,避免形状的突变。
3>利用附加装置减小风阻: 1）前部扰流器；2）后部扰流器 :可使后窗后部的负压力降低；又可引导气流将后窗表面清洗，避免尘
土附着而影响后视野；3）导流罩；4）隔离装置 :可改善因侧向风引起的通过牵引车和半挂车间间隙的水平气流；当与导流罩连用时，可稳定导流罩的尾流，从而保证导流罩的效能。
3、简述降低汽车行驶升力的措施。
①采用负迎角（迎角:汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。前高后低为正,迎角越大,升力越大; ②在汽车前端底部、后端加扰流板③车尾地板向上翘起一个角度④汽车底部板向两侧略微上翘使底部气流有一部分流向两个侧面。当气流向两侧疏导时加快了底部的气流速度而使升力下降。⑤斜背加”鸭尾”。
4、Audi100 C3整体优化设计的流程。
1.设计基本形体：多种缩比模型风洞试验。
2.改造为基本汽车外形：按空气动力学原理处理局部细节，如车身底部部件、冷却系前端保险杠的缝隙等。
3.精制基本模型：进行结构及工艺设计的详细考虑，使模型车基本接近于真车。
4.试制产品车
第六章车身结构性能分析与设计
1、车身结构设计应考虑的因素。
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。
2、如何利用刚度特性曲线表征外板的柔软感和鼓瘪感。
①柔软感表示：一般用手轻压外板(30N一50N)，即在不发生平移的情况下，表示柔软感的直线斜度用30N载荷时的曲线斜率
30／a3(N／mm)表征，或直接用30N载荷时的位移量a3表达；②鼓瘪感表示：用曲线平移载荷Wf和曲线平移量来表征。
3、车身轻量化的技术有哪两种？
车身轻量化技术——构造轻量化、材料轻量化
4、汽车主动安全性和被动安全性的含义和研究内容。
①主动安全性
汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力；
研究内容包括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；
②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；
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
5、汽车的碰撞形式分为几种？
通常将汽车的碰撞形式分为正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞和滚翻。
6、车身抗撞性设计要求有哪些？
车身抗撞性设计要求
<1>．正面碰撞
1）确保乘员生存空间，减小乘员舱变形和对乘员舱的侵入2）减小车身减速度3）碰撞过程中车门不能打开。碰撞后可以不使用工具打开车门
<2>．侧面碰撞
抗侧面碰撞设计应当以减小乘员舱侵入、维持乘员生存空间为重点。 1）减小侧围结构对乘员舱的侵入量，防止侵入量过大时对乘员的挤压伤害。2）减小侧围结构对乘员舱的侵入速度，特别是与乘员接触时车门的速度，减轻对乘员的撞击力。3）碰撞过程中车门不能打开。碰撞后可以不使用工具打开非碰撞侧的车门
<3>．后面碰撞
1）减小乘员舱变形。通常用后排座位R点的前移量来衡量。2）减小碰撞中车身的减速度，减轻乘员的鞭梢性伤害。3）在碰撞中维持油箱的存放空间，减小对油箱、油路挤压
<4>．滚翻
1）减小乘员舱的变形量，特别是车顶的变形。2）要求碰撞过程中车门不能打开。碰撞后可以不使用工具打开车门
<5>．低速碰撞
主要避免汽车重要部件的损坏，减少因撞车带来的维修费用；要求设置低速碰撞吸能区，使低速碰撞车辆的动能主要通过低速碰撞吸能区的变形被吸收，并尽量不使低速碰撞吸能区后部的车身主要结构发生永久变形
<6>．行人保护
撞行人时，汽车对行人的伤害一般包括一次碰撞时由保险杠、前散热器罩和发动机罩前端等产生的下肢伤害；行人与发动机罩、挡风玻璃等二次碰撞时的头部伤害；受撞击后的行人与路面三次碰撞产生的伤害。车身结构设计时应将相关部位的刚度设计得软一些，以缓冲对人体的撞击；在行人保护措施中，应防止车外凸出物对行人的伤害。
7、通常对碰撞模拟计算结果进行的分析包括有哪些？
①能量分析②力分析③变形分析④刚度分析⑤应力分析⑥减速度分析⑦速度分析⑧碰撞时序分析等。
8、“安全座舱结构”的含义？
包含三个方面：①车身前、后部结构要尽可能多地吸收碰撞能量，使碰撞过程中作用于乘员上的力和加速度降到规定的范围内；
②车身前、后部构件在碰撞中产生变形应根据碰撞强度逐级发生，控制受压构件的变形形式，防止车轮、发动机、变速箱等刚性部件
侵入座舱，同时也有利于车身的修复；③车身座舱结构必须坚固可靠，这是保证车辆发生侧面碰撞或翻车时，乘员安全的主要手段。
9、在碰撞中车头的三个变形吸能区段是如何划分的？
①第一区段表示低速碰撞，车辆的变形和变形力比较小，以利于保护行人和车辆；（吸能材料保险杠、软质发动机罩）②第二区段为相容区，变形力应均匀，即在中速碰撞中能量较均匀的被吸收，尽量降低撞击加速度峰值；（吸能纵梁）③第三区段表示在高速碰撞时使汽车乘员室具有自身保护能力，车身结构在这个区段应有较大的刚度，从悬架到前围板之间的变形力急剧上升，阻止变形扩展到乘员室，同时通过结构措施使动力总成向下移动而不致挤入乘员室；
10、车身防腐蚀设计措施有哪些？
①基本设计思想为：结构设计要能阻止腐蚀介质浸入或积存在结构缝隙间、凹形构件和封闭结构的内部。填充密封胶或粘接剂 ;
流水槽端面采用装饰件封闭；采用非金属材料流水槽②合理选择防腐性能好的材料。如采用镀锌、铬、镍等及其合金的表面处理③确保车身表面的涂装性能。前处理产生磷化膜，提高涂装的附着性；阴极电泳涂漆，全浸式涂漆方式；车身底部喷涂PVC底漆，以形成较厚的防砂石损伤涂层，一般喷涂PVC厚1mm一1．5mm；采用五次或四次表面涂覆。④4.追加防腐处理。主要有密封、打蜡、涂防锈剂等方法。
11、车身密封性设计的静态密封和动态密封的含义、手段和意义。
（1）、静态密封：①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，称为静态密封。②采用涂敷密封胶的方法来实现。③防止车身腐蚀，减小振动和噪声起着重要作用。④如：前后风窗玻璃的安装和密封。
（2）、动态密封：①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。②靠密封条的压缩变形来填充构件间的缝隙。③使车身室内与外界隔绝，不仅能防止风、雨和尘土侵入室内，提高隔音和隔热性能，以保持车内环境④同时还能缓和车门关闭时的冲击力和车身在行驶中的振动。
第七章车身闭合件结构与设计
1、简述车门系统的组成。
由门体、附件和内饰件三部分组成
2、汽车车门的设计要求有哪些？
①应保证乘员上下车的方便性。②车门开启过程中不应发生位置干涉；
车门关闭时，要锁止可靠、安全，行车中不会自动打开；③车门机构操纵要方便；④应具有良好的密封性能，使乘员与外界隔离；⑤具有大的透光面，满足侧向视野要求。⑥门体应具有足够的强度和刚度；⑥良好的车门制造、装配工艺性，易于冲压并便于安装附件；⑦造型上应与整车协调一致，包括外表面、门缝设计和内饰；⑧有必要的开度，开启后能停止在最大开度和半开的位置；⑨设计应满足人机关系的要求，提高乘员舒适性；⑩在车辆使用寿命结束时，要求拆卸分解工作最少，而且不能回收的材料最少。3、对比分析无玻璃窗框结构，组装式窗框结构和整体式结构车门的优缺点。
（1）、无窗框结构：①敞亮，外形效果好，板材利用率高，内、外板冲压方便；但玻璃运行稳定性差，密封困难。
（2）、组装式的窗框结构：①窗框用螺钉固定或焊接在门体上，装配长度≥100mm②多采用滚压成型窗框，板料厚一般为
0.8~1.0mm③断面形状要考虑窗框的刚度、玻璃密封条的布置和固定、窗框与内门板的连接和安装等④板材利用率高，门内、外板冲
压方便，制造质量高，表面造型效果好。但零件/总成装配水平要求较高；密封条的选择受限制，在窗框转角处，密封条需45°角接。
（3）、整体式结构的车门窗框：①内、外板是分别与门的内外板一体冲压的②车门本体零件数量少，制造方便③车门刚性好，便于设两道密封条，提高密封性能④需较大的压床台面尺寸，且废料较大。
4、玻璃升降系统应满足哪些要求？
①玻璃升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现象；②操纵轻便省力；③具有防止玻璃受外力时升降器倒转的机构，以免人强迫
进入。
5、保险杠的作用？
安全保护装置（保护车辆和行人），外观重要装饰件。
6、发动机罩和行李箱盖的组成？
①发动机罩盖前部用锁固定，后部通过铰链悬挂于车身前围挡板上，是往后开启的形式。②行李舱悬挂于后围挡板上，后端用
锁固定，是往前开启的形式。③两盖都是由内、外板组成。
《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。
钢结构设计复习题 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
mm mm t 2.485.15.1max == 取 mm h f 5min = mm mm t 2.762.12.1min =? 取 mm h f 7max = 因是贴边焊：mm mm mm t h f 6282max =-=-= 所以取mm h f 6=合理。 mm mm t 7.4105.15.1max == 取 mm h f 5min = mm mm t 652.12.1min =? 取 mm h f 6max = 因是贴边焊且mm mm t 65 =取mm h f 5max = 所以取焊脚尺寸 mm h f 5=合理。 mm h f 10=，钢材为 Q345，焊条E50型，手工焊。 要求：确定焊缝所能承受的最大静力荷载直F 。 答案：将偏心力F 向焊 缝群形心简化，则焊缝同时承受弯矩mm FkN F M e ?==30和剪力V ＝FkN ，按最危险点A
或B 确定焊脚尺寸。因转角处有绕角焊缝2f h ，故焊缝计算长度不考虑弧坑影响，w l ＝200mm 。 焊缝计算截面的几何参数： 应力分量： ：0，3571F 2 200mm N f w f =。 解得：kN F 7.450≤. 因此该连接所能承受的最大静力荷载设计值为. 条件：图5..所示，一竖立钢板用有 钢柱上。已知焊缝承受的静态斜向力N=280N （设 计值），θ＝60°，角焊缝的焊脚尺寸f h ＝8mm ，mm l w 155='，钢材为Q235－B ，手工焊，焊条E43. 要求：验算直角角焊缝的强度 答案：查表得2 160mm N f w t = 1）解法1 将N 力分解力垂直于焊缝和平行于焊缝的分力，即
《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。
一、填空（25分） 1、汽车的主要部件由（）、（）、（）、（）四部分组成。 2、单排座汽车的总质量＝（）。 3、汽车模型雕塑是（）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（）、（）、（）三种。 5、汽车车身形式按驾驶室发动机的相对位置可分为（）、（）、（）、（）四种。 6、车架的结构形式归纳起来主要有（）、（）、（）三种。 7、汽车门锁按其结构形式分为（）式、（）式和（）式。 8、升力在汽车行驶方向的分力为（）。 9、零件图的尺寸标注应满足（）、（）、（）等基本要求。 10.空气阻力有（）、（）、（）、（）、（）五种。 四、简答题（20分） 1、说明车身的作用。 2、说明承载式车身的特点。 3、说出车身结构主要包括哪些部件。 4、说明非承载式车身的特点。 填空 1.发动机、底盘、车身、电气部件 2.整备质量＋允许最大载重量＋驾驶员及随员质量 3.汽车外形设计 4.承载式、半承载式、非承载式 5.长头式、短头式、平头式、偏置式 6.框式、脊背式、综合式 7.舌簧、转子和钩簧 8.诱导阻力 9.清晰、完整、合理 10.形状阻力、诱导阻力、摩擦阻力、干涉阻力、内部阻力 简答题 1.答：车身的主要作用是保证驾驶员便于操纵以及为他和乘客提供安全舒适的乘坐环境，隔绝振动和噪音，不受恶劣气候的影响。 2.答：汽车没有车架，用车身完全代替车架承受全部载荷，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基础。 3.答：主要包括车身壳体、车门、车前钣件、车窗等，货车和专用车还包括车厢。 4.答：汽车有单独的车架，车身与车架通过弹簧或橡胶垫作柔性连接。 一、填空（25分） 1.汽车车身形式按驾驶室发动机的相对位置可分为（）、（）、（）、（）四种。 2. 空气阻力有（）、（）、（）、（）、（）五种。 3. 零件图的尺寸标注应满足（）、（）、（）等基本要求。 4.汽车车身形式按车身壳体受力情况可分为（）、（）、（）三种。 5. 汽车的主要部件由（）、（）、（）、（）四部分组成。 6.车架的结构形式归纳起来主要有（）、（）、（）三种。 7.汽车门锁按其结构形式分为（）式、（）式和（）式。 8.升力在汽车行驶方向的分力为（）。 9. 汽车模型雕塑是（）中一个必不可少的环节。 10. 单排座汽车的总质量＝（）。 四、简答题（20分）
钢结构设计练习题一、填空题 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（20 8），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3 ）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。 9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。 10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。
11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的k形）焊缝。13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向支撑）、（下弦横向支撑）、（下弦竖 向支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（稳定）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（强度）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（0.8 ）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（1.0）L，其中L 为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（吊车的竖向荷载P ），（横向水平荷载T）和（纵向水平荷载Tl）。 19、能承受压力的系杆是（刚性）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（柔性）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l ≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（加强上翼缘）的办法，
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。（）
第一章 1. 什么是车身结构件、车身覆盖件 答：车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件的总称。 车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。 2. 车身类型一般按什么分类，可分为哪几类？非承载式车身的车架一般可分为哪 几类？答：车身类型一般按承载形式不同，可分为非承载式、半承载式和承载式。 非承载式车身的车架一般可分为：1）框式车架：边梁式车架和周边式车架2）脊梁式车架3）综合式车架 3.边梁式、周边式、脊梁式、X 式车架的用途及特点？轿车车身特点分类有 哪些？轿车车身造型分类有哪些？ 答：边梁式车架： 特点：此式车架结构便于安装车身（包括驾驶室、车箱或其它专用车身乃至特 种装备等）和布置其它总成，有利于满足改装变型和发展多品种的需要。 用途：被广泛采用在货车、大多数专用汽车和直接利用货车底盘改装的大客车 以及早期生产的轿车上。 周边式车架: 特点：最大的特点是前、后狭窄端系通过所谓的“缓冲臂”或“抗扭盒”与中 部纵梁焊接相连，前缓冲臂位于前围板下部倾斜踏板前方，后缓冲臂位于后座下 方。由于它是一种曲柄式结构，容许缓冲臂具有一定程度的弹性变形，它可以吸 收来自不平路面的冲击和降低车内的噪声。此外，由于车架中部的宽度接近于车 身地板的宽度，从而既提高了整车的横向稳定性，又减小了车架纵梁外侧装置件 的悬伸长度。 用途：适应轿车车身地板从边梁式派生出来的。 脊梁式车架： 特点：具有很大的抗扭刚度，结构上容许车轮有较大的跳动空间，便于装用独立悬架。 用途：被采用在某些高越野性汽车上。 X 式车架： 特点：车架的前、后端均近似于边梁式车架，中部为一短脊管，前、后两端便于 分别安装发动机和后驱动桥。中部脊梁的宽度和高度较大，可以提高抗扭刚度。 用途：多采用于轿车上。
钢结构设计练习题及答案 1～5题条件：为增加使用面积，在现有一个单层单跨建筑内加建一个全钢结构夹层，该夹层与原建筑结构脱开，可不考虑抗震设防。新加夹层结构选用钢材为Q235B ，焊接使用 E43型焊条。楼板为SP10D 板型，面层做法20mm 厚，SP 板板端预埋件与次梁焊接。荷载标准值：永久荷载为2.5kN/m 2（包括SP10D 板自重、板缝灌缝及楼面面层做法），可变荷载为4.0 kN/m 2。夹层平台结构如图所示。 立柱：H228x220x8x14 焊接H 型钢 A=77.6×102mm 2 I x =7585.9×104mm 4,i x =98.9mm I y =2485.4×104mm 4,i y =56.6mm 主梁：H900x300x8x16 焊接H 型钢 I x =231147.6×104mm 4W nx =5136.6×103mm 3 A=165.44×102mm 2主梁自重标准值g=1.56kN/m a) 柱网平面布置立柱 次梁 主梁 1 2 H900x300x8x16 H300x150x4.5x6 次梁：H300x150x4.5x6 焊接H 型钢 I x =4785.96×104mm 4W nx =319.06×103mm 3 A=30.96×102mm 2次梁自重标准值0.243kN/m M16高强度螺栓加劲肋 -868x90x63030 40 6 n 个 b) 主次梁连接 1. 在竖向荷载作用下，次梁承受的线荷载设计值为m kN 8.25（不包括次梁自重）。试问， 强度计算时，次梁的弯曲应力值？（20分） 解：考虑次梁自重后的均布荷载设计值： 25.8+1.2×0.243=26.09kN ／m 次梁跨中弯矩设计值： M =04.665.409.268 1 8122=??=ql kN ·m 根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003第4.1.1条； 4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其 抗弯强度应按下列规定计算： ny y y nx x x W M W M γγ+ ≤f (4.1.1) 式中 M x 、M y —同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强轴，y 轴 为弱轴)： W nx 、W ny —对x 轴和y 轴的净截面模量；γx 、γy —截面塑性发展系数；对工字形截面， γx =1.05，γy =1.20：对箱形截面，γx =γy =1.05；对其他截面．可按表5.2.1采用； f —钢材的抗弯强度设计值。 当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13y f 235/ 而不超15 y f 235/时， 应取γx =1.0。f y 为钢材牌号所指屈服点。 对需要计算疲劳的梁,宜取γx =γy =1.0。 受压翼缘的宽厚比小于13；承受静力荷载 γx =1.05 1.19710 06.31905.11004.6636=???=nx x W M γN/mm 2
钢结构设计练习题 一、填空题 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1／20—1／8），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈曲后强度）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm）。 9、拉条的作用是（防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点）。 10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是（为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性）。 11、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度是（0.9L）。 12、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（焊透的K形）焊缝。 13、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（垫板）。 14、屋盖支撑可以分为（上弦横向水平支撑）、（下弦横向水平支撑）、（下弦纵向水平支撑）、（垂直支撑）、（系杆）五类。 15、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用，应设置（）。
16、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由（）确定。 17、梯形钢屋架，除端腹杆以外的一般腹杆，在屋架平面内的计算长度Lox=（）L，在屋架平面外的计算长度Loy=（）L，其中L为杆件的几何长度。 18、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用，即（），（）和（）。 19、能承受压力的系杆是（）系杆，只能承受拉力而不能承受压力的系杆是（）系杆。 20、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为Al～A5的吊车梁，可采用（）的办法，用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时，常在吊车梁的上翼缘平面内设置（）或（），用以承受横向水平荷载。 21、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用（）焊缝。 22、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于（）。 23、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取（）之间的距离。 24、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 （）个。 参考答案： 1、1／20—1／8 2、屋盖横向支撑 3、刚性 4、受压屈曲，屈曲后强度 5、隅撑 6、2， 3 7、双向受弯 8、20mm 9、防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点 10、为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性
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。 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。
1 《建筑钢结构设计》复习提纲《钢结构设计原理》 第九章单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些(P305、317) 各有什么作用 答⑴柱间支撑分为上柱层支撑和下柱层支撑★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成 部分承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力。 柱间支撑作用①组成坚强的纵向构架保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等在地震区尚应承受纵向 地震作用并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用①保证屋盖形成空间几何不变结构体系增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载如风荷载、吊车制动力、地震力等并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点减小弦杆在屋架平面外的计算长度提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、屋盖支撑系统应如何布置可能考作图题 答参考书P313-315 及图9.4.3 3、檩条有哪些结构型式是什么受力构件需要验算哪些项目P317319 答结构形式实腹式和桁架式檩条通常是双向弯曲构件需要验算强度、整体稳定、刚度。
4、设置檩条拉条有何作用如何设置檩条拉条 答作用为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形减小My以及增加抗扭刚度设置檩条拉条以减小该方 向的檩条跨度课件 如何设置当檩条的跨度4~6 m时宜设置一道拉条当檩条的跨度为6m以上时应布置两道拉条。屋 架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系或设斜拉条和撑杆。Z形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时可只设直拉条并与其连接。 5、压型钢板根据波高的不同有哪些型式分别可应用于哪些方面(P323) 答高波板波高>75mm适用于作屋面板 中波板波高50~75mm适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板波高<50mm适用于作墙面板 6、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系(P327) 答普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 7、在进行梯形屋架设计时为什么要考虑半跨荷载作用 答梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉而半跨荷载时受压由拉杆变为压杆为不利受力情况 之一。 8、屋架中汇交于节点的拉杆数越多拉杆的线刚度和所受的拉力越大时则产生的约束作用越大压 杆在节点处的嵌固程度越大压杆的计算长度越小根据这个原则桁架杆件计算长度如何确 定?(P331-332) 此题答案仅供参考 答⑴桁架平面内弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少本身刚度大则0xl l
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。
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
1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。 3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。 4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用 5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷 弯性能。 7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。 8. 角焊缝的计算长度不得小于8h f，也不得小于40mm 。 侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 h f。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、和增加侧向支承点。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、 侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比、的方法来保
证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。一、问答题 1钢结构具有哪些特点？1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2钢结构的合理应用范围是什么？○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构 3钢结构对材料性能有哪些要求？钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u 和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能 4钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？是屈服点、抗拉强 度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5影响钢材性能的主要因素是什么？影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？钢材在连续反复荷 载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7选用钢材通常应考虑哪些因素？选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质 8钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3 气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。 焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 《钢结构》 一、填空题 1． 钢结构设计中，承载能力极限状态的设计内容包括：_________________________、 _______________________、 。 2．影响疲劳强度最主要的因素是 、 、 。 3．在螺栓的五种破坏形式中，其中_________________、_________________、 _____________________须通过计算来保证。 4．梁的强度计算包括_____________ 、_______________、_____________ 、 ______________。 5．轴心受压格构式构件绕虚轴屈曲时， ______________________不能忽略，因而绕虚轴的长细比λx 要采用____________________。 6．提高轴心受压构件临界应力的措施有 、 、 。 7．当构件轴心受压时，构件可能以 、 和 等形式丧失稳定而破坏。 8．实腹梁和柱腹板局部稳定的验算属于_____极限状态，柱子长细比的验算属于______极限状态，梁截面按弹性设计属于______极限状态。 9．螺栓抗剪连接的破坏方式包括____________、_________、 、 _____________和__________________。 10．为防止梁的整体失稳,可在梁的 翼缘密铺铺板。 11．常用的连接形式有 ， ， 。 12．压弯构件在弯矩作用平面外的失稳属于 （失稳类别）。 13．在不同质量等级的同一类钢材(如Q235A,B,C,D 四个等级的钢材)，它们的屈服点强度和伸长率都一样，只是它们的 和 指标有所不同。 14．在静力或间接动力荷载作用下，正面角焊缝的强度设计增大系数βf ＝ ；但对直接承受动力荷载的结构，应取βf ＝ 。 15．普通螺栓连接受剪时，限制端距e ≥2d ，是为了避免钢板被 破坏。 16．轴心受拉构件计算的内容有 和 。 17．设计采用大型屋面板的铰支撑梯形钢屋架下弦杆截面时，如节间距离为l ，则屋架下弦杆在屋架平面内的计算长度应取 。 18．轴心受力的两块板通过对接斜焊缝连接时，只要使焊缝轴线与N 力之间的夹角θ满足 条件时，对接斜焊缝的强度就不会低于母材的强度，因而也就不必在进行计算。 19．格构式轴心受压杆采用换算长细比ox x λμλ= ，计算绕虚轴的整体稳定，这里的系数μ=，式中1γ代 表 ，它和所采用的缀材体系有关。 20．承受向下均匀荷载作用的简支梁，当荷载作用位置在梁的 翼缘时，梁整体稳定性较高。 21.梁的整体稳定系数b φ大于0.6时，需要' b φ代替b φ，它表明此时梁已经进入 阶段。 22．当b ?大于______________时，要用' b ?代替b ?，它表明钢梁已进入弹塑性工作阶段。 23．钢材的伸长率指标是通过___________________试验得到的。 24．计算构件的正常使用极限状态，应使拉,压杆满足条件__________________ 25．普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力，而高强螺栓首先靠被被连接板件之间的______________传递剪力。 26．当实腹梁腹板高厚比满足y w y f t h f 235 17023580 0≤<时，为保证腹板的局部稳定应设置__________________