汽车仪表板横梁(管梁)设计指导

汽车车身仪表板设计作业指导书2. 仪表板件设计的基本要求2.1）仪表板件应执行国家标准和企业标准。

2.2）仪表板件应满足技术协议中相关要求。

2.3）仪表板设计应符合造型设计的要求和效果。

2.4）仪表板设计应符合总布置方案和结构尺寸应满足设计硬点要求。

2.5）仪表板设计应满足人机工程等要求，提高舒适性。

2.6）在对样车充分了解的基础上，制定沿用件、新件和改制件。

2.7）产品设计中尽量采用系列化、标准化、通用化。

尽量采用标准件、通用件；各种设计数据尺寸应准确无误。

2.8）产品设计中应考虑到加工、装配、安装调试、维修的方便性和经济性。

2.9）表面光顺质量：高可见区，A级曲面，局部相切连续。

少可见区，B级曲面，相切连续。

不可见区，C级曲面，位置连续。

2.10）逆向工程中测绘的孔径及位置尺寸要圆整，公差和形位公差标注正确。

完整3D数模应有公差数据表。

3.检查分析3.1）提交仪表板设计的光顺数模要准确反映出样件或油泥模型上的a)各个特征的形状，大小，位置和方位。

b)各特征之间过渡曲面的形状和走向。

c)各特征的丰满度及其变化规律。

d)各开缝线的走向及其与附近特征的相对位置关系。

如发现所提交的光顺数模不符合以上要求，甚至有遗漏特征、风格变化等严重问题，应退回光顺所返工。

3.2）仪表板设计首先检查分析仪表板外表面光顺是否符合光顺要求。

3.3）注塑、压型零件根据光顺的仪表板外表面特点和边界条件确定拔模方向，以作为以后结构设计的依据。

发现有难出模的局部特征，应退回光顺所修改光顺数模。

4. 设计要点4.1）仪表板边缘要光顺，与其他件间隙要均匀。

4.2）孔径形状及位置尺寸要圆整，孔径符合标准化，系列化。

4.3）产品设计中尽量做到系列化和通用化，尽量采用标准件，通用件。

4.4）各种设计数据尺寸应准确无误，结构强度可靠，安装稳定牢固。

4.5）设计过程中应尽量借用其它车型的成熟附件和结构，以降低本车的设计成本。

4.6）仪表板设计应充分考虑制造工艺可行性，装配工艺可行性，维修的可行性，经济性和方便性。

阐述提升汽车仪表板横梁性能的设计方法1 概述仪表板总成是汽车内饰总成中最重要的总成零部件，其上安装了很多重要部件，如方向盘、CD机、空调面板、空调出风口、副安全气囊等。

仪表板设计合理、整体美观、使用性能好坏与否，直接决定了顾客对于整车性能的直观评价。

而仪表板横梁作为仪表板总成重要的承重件，而且是架构件之一，在该平台的一系列车型是通用的。

因此如果仪表板横梁设计不合理，强度差，容易造成连接在其上的零件发生变形、低频抖动等质量问题。

在仪表板横梁总成上承载受力最大的零件是安装转向管柱的支架，此支架设计是否合理关系到整车NVH（Noise，Vibration，Harshness）水平。

2 仪表板横梁模态分析2.1 仪表板横梁分析与设计流程本文使用Hepermesh分析软件，首先将仪表板横梁、转向管柱、方向盘、车身等放在一起，然后分析仪表板横梁在整个系统中的一阶固有频率，找到支架上的薄弱环节后进行结构改进，再分析，如果满足要求设计通过，否则再改进，如此反复优化，最终在满足频率要求的情况下适当减重，得到满意的结果。

2.2 仪表板横梁安装概述仪表板横梁安装在车身上，转向管柱通过其安装支架连接到横梁上（转向系统当作刚性处理），方向盘处受垂直力和侧向力时抵抗变形能力，刚度方向如图1所示。

此刚度值作为仪表板总成设计早期的关键指标，直接影响到驾驶员可感知的方向盘抖动和碰撞过程中方向盘的侵入变形量，必须严格保证。

仪表板横梁与车身的连接很重要，每个安装点的刚度、同一个安装点的不同方向的刚度对系统刚度的贡献量都不一样，对贡献量大的需要在设计之初有充分的认识，便于采取有效的结构形式来满足安装刚度要求。

仪表板横梁圆管使用直线度较好的焊接钢管，厚度约为1.3～1.5mm，其他板材件用普通冷轧钢板SPCC，包括转向管柱支架、左/右侧支架、中间左/右侧支撑支架、手套箱支架、CD支架、线束支架等。

2.3 有限元模型的建立有限元模型的整个系统由多个子系统组成，包括车身、转向管柱、仪表板横梁、方向盘等，其整体刚度是转向管柱及其安装支架和仪表板横梁的集中体现。

汽车主副仪表板系统设计指导仪表板设计指南1简要说明1.1仪表板知识简要说明仪表板是汽车中⾮常独特的部件，集安全性、功能性、舒适性与装饰性于⼀⾝。

除了要求有良好的刚性及吸能性，⼈们对其⼿感、⽪纹、⾊泽、⾊调的要求也愈来愈⾼。

仪表板因其得天独厚的空间位置，使愈来愈多的操作功能分布于其中，除反映车辆⾏驶基本状态外，对风⼝、⾳响、空调、灯光等控制也给予⾏车更多的安全和驾驶乐趣。

因此，在汽车中，仪表板是⾮常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于⼀⾝的部件。

⾸先，它需要有⼀定的刚性以⽀撑其所附的零件在⾼速和振动的状态下保证正常⼯作；同时⼜需要有较好的吸能性使其在发⽣意外时减少外⼒对正、副驾驶员的冲击。

随着⼈们对车的理解愈来愈超出其功能，对仪表板的⼿感、⽪纹、⾊泽、⾊调也逐渐成为评判整车层级的重要标准。

仪表板通常包含仪表板本体（壳体）、仪表、空调控制系统、风道/风管、出风⼝、操作⾯板、开关、⾳响控制系统、除霜风⼝、除雾风⼝、⼿套箱、左盖板、装饰板等零件。

⼤部分仪表板还包含：储物盒、驾驶员侧⼿套箱、扬声器等饰件和时钟、⾦属加强件、烟灰盒、点烟器、杯托等功能性零件；部分中⾼档汽车设计有卫星导航系统、⼿机对讲系统、温度传感系统，USB-SD卡接⼝等⾼端产品。

仪表板简称IP（Instrument panel）,是汽车内饰的重要组成部分。

1.2仪表板的分类仪表板按安全性可分为⽆⽓囊仪表板和带⽓囊仪表板。

随着⼈们对安全性的重视，客户对带PAB、KAB(膝部⽓囊)仪表板需求加⼤，主机⼚也将此作为卖点之⼀。

⽓囊打开在保护乘客的同时，也可能伤害乘客，尤其是⼉童。

因此，现在设计仪表板⽓囊已开始加装⽓囊屏蔽开关。

为⽓囊的正常开启，在⽓囊上⽅多设计有⽓囊盖板，在其打开时释放⽓囊。

但其与仪表板匹配处存在可视装接线，影响整车美观。

为此，近年愈来愈多车型的仪表板设计为⽆缝⽓囊仪表板。

既能保证⽓囊正常开启，⼜⽆可视装接线。

仪表板按舒适性可分为硬塑仪表板、软质仪表板。

汽车仪表板横梁设计规范仪表板横梁设计规范仪表板横梁设计规范1 范围本标准规定了仪表板横梁的设计要点。

本标准适⽤于轿车、SUV等车型的设计。

2 规范性引⽤⽂件下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。

凡是注⽇期的引⽤⽂件，仅注⽇期的版本适⽤于本⽂件。

凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

GB/T 1771-2007 ⾊漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T 9279-2007 ⾊漆和清漆划痕试验GB11552-2009 乘⽤车内部凸出物3 术语和定3.1 仪表板横梁在车⾝系统中的布置仪表板横梁总成安装在驾驶室的前端，主要作⽤是将仪表板和车⾝固定起来，同时将转向管柱、安全⽓囊、线束，电器盒等电器附载件装配固定起来，⽀撑仪表板总成等负载件的整体刚性，同时正碰实验时对驾驶室起到加强保护的作⽤。

如图1：图13.2 仪表板横梁简要说明仪表板横梁总成主要零部件如图2：图2（1-横梁左侧安装⽀架，2-横梁右侧安装⽀架，3-中间固定⽀架，4-前挡板固定⽀架，5-转向管柱安装⽀架，6-管梁,7-⼿套箱⽀架，8-PAB 安装⽀架，9-保险丝盒安装⽀架，10-CD 机安装⽀架,11-空调安装⽀架）以上是横梁的主要零部件，若要出⼝欧美，则在正副驾驶侧增加膝盖碰撞吸能⽀架，其他相关固定1234 56 8971011车⾝机舱仪表板横梁仪表板装置前地板中通道⽀架则根据分布在仪表板系统上的电器件及仪表板⾃⾝固定的要求分布。

横梁中间管梁本体的材料通常采⽤20#⽆缝钢管和Q195焊管，各⽀架的材料根据⽀架的厚度来定，如果厚度在1.8mm以内，则选⽤DC01的材料，如果厚度在1.8mm以上的则选⽤SPHC的材料；横梁⽀架冲压成型后通过悬挂点焊和CO2⽓体保护焊接成品。

4 仪表板横梁主要零件的设计要点4.1 横梁的设计满⾜以下⼏点要求：a.满⾜整体刚性（通过CAE分析）；b.⽀持转向管柱功能，满⾜NVH要求；c.⽀持线束、电器件的固定；d.⽀持仪表板装置等塑料件的固定；e.⽀持安全⽓囊的固定，为安全⽓囊的顺利爆破提供⽀撑；f.在满⾜强度的要求、NVH等试验的要求下最⼤限度的减轻重量，同时尽可能的将各⽀架⼯艺简易。

汽车仪表板横梁（Cross Car Beam）是支撑人机界面控制所需设备和装饰件。

并和其他安全件一起构成cockpit安全系统。

保护车内驾驶员及乘客的结构件，其强度与刚度是其性能的首要指标。

随着社会的进步和科技的发展，特别是进入新世纪以来人们对新的生活理念以及高品质、个性化、时尚、便利、快捷的生活方式的追求与憧憬，生态思想与可持续发展观深入人心，这就为材料科学以及材料的加工成形技术的研究提出了更多、更高的要求,势必加速材料的更新换代，以新型的节能、环保、轻型、高力学性能的材料来取代现有的非经济型材料.在金属材料方面，镁合金材料将是未来金属材料发展的优先选择.特别是近年来，随着汽车工业的迅速发展,人们对汽车轻量化的要求日益提高，使得镁合金越来越受到材料和材料加工研究者的青睐。

镁合金的加工成形方法日趋成熟和多样化,但目前对镁合金材料的加工技术的研究依然不足，有很大的发展余地，这也使得我们对镁合金加工技术的前景充满了期待！1.镁合金加工技术的现状九十年代以来，特别是1995~2004年间为我国镁合金工业快速发展期，在科技进步推动下，我国镁合金工业得到长足发展，10 年来年均增长率达到17％。

2004 年我国皮江法炼镁又有新的增长：原镁产量45。

0 万吨,镁合金13。

58 万吨，镁粒（粉）9。

13 万吨,出口镁合金产品38。

37 万吨，连续多年为世界镁生产大国和出口大国。

出口创汇7。

32 亿美元，出口额在10 种有色金属中居第4 位，净出口创汇额居有色金属之首。

据中国有色金属工业协会统计显示，2004 年全国镁冶炼企业148家的销售收入69。

15 亿元，同比增长46.54％。

10 年来,我国皮江法炼镁能源和矿石资源的单耗均下降了1/3[2].但与之相对应的镁合金加工技术却不能与之同步，在很大程度上滞后于飞速发展的镁合金熔炼技术,这也是导致我国制造和出口的镁合技术含量不高、竞争力不足的直接原因。

1.1 镁合金材料的性能及应用镁合金因具有密度小，比强度、比刚度高，机加工性能优良，减振性优异等一系列优点，具有广泛的应用前景,尤其是在汽车工业领域.镁合金与铝合金一样皆可再融解精炼，回收性极佳，是属于环保材料,目前逐渐受到工业界之重视.但由于镁合金之结晶构造属于最密六方格子（HCP）,具有异方向性，成形加工时，其机械性质易受金属流动之影响,因此加工温度、加工速度、加工量之控制均较钢铁、铜合金、铝合金等更加严格。

仪表板横梁的分析方法及过程仪表板横梁是汽车仪表板上的一个重要构造部件，旨在支撑仪表板，并固定车上的重要仪器及设备。

因此，对于仪表板横梁的质量和安全性能的检测与分析是至关重要的。

下文将从分析方法和分析过程两方面，详细介绍仪表板横梁的分析方法及过程。

一、仪表板横梁分析方法仪表板横梁分析方法主要有三种：实验方法、有限元分析法和应力分析法。

1.实验方法：实验方法是以实验的方式对仪表板横梁进行检测。

此方法需要借助仪表板横梁检测设备和实验室进行实验模拟。

通过实验模拟来测量仪表板横梁所能承受的最大荷载、变形程度、振动等情况，从而评估其材料的强度和硬度。

2.有限元分析法：有限元分析法是一种数学模拟方法，可以对复杂结构进行分析研究。

该方法是通过将仪表板横梁分成许多小的元件，对这些元件的受力情况进行分析，从而得出整个结构的受力情况。

通过该方法可以进行多种分析，如应力分析，变形分析等。

它可以有效的预测汽车在行驶过程中的受力和变形情况，并指导设计者改善汽车结构。

3.应力分析法：应力分析法是利用数学方法分析材料固有的物理属性。

分析物理力学计算材料的强度、刚度、韧性等物理因素，通过计算应力的分布来研究仪表板横梁的材料属性。

该方法可以帮助预测仪表板横梁在受到不同载荷下的变形情况，并能预测其在使用寿命结束前的疲劳破坏事故。

二、仪表板横梁分析过程仪表板横梁的分析过程需要经过以下几个步骤。

1.材料测试：首先对横梁使用的材料进行测试，包括硬度、韧性、强度等。

测试结果可以提供指导设计者如何处理仪表板横梁受力。

2.模拟分析：以有限元分析法为基础，对仪表板横梁进行模拟分析。

通过分析最大荷载、变形程度、振动等情况来评估仪表板横梁的材料强度和硬度。

3. 材料模型评估：评估模拟的结果是否符合材料的物理属性，包括硬度、韧性和强度。

如材料模型不符合物理属性，需要重新设计。

4. 开始制造：如果模型评估符合硬度、韧性和强度等物理属性，则开始对仪表板横梁进行制造。

XX公司企业规范编号xxxx-xxxx汽车设计-汽车仪表板横梁设计规范模板汽车仪表板横梁设计规范1 范围本规范规定了仪表板横梁的设计要点。

本规范适用于众泰轿车、SUV等车型的设计。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 1771-2007 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T 9279-2007 色漆和清漆划痕试验GB11552-2009 乘用车内部凸出物3 术语和定3.1 仪表板横梁在车身系统中的布置仪表板横梁总成安装在驾驶室的前端，主要作用是将仪表板和车身固定起来，同时将转向管柱、安全气囊、线束，电器盒等电器附载件装配固定起来，支撑仪表板总成等负载件的整体刚性，同时正碰实验时对驾驶室起到加强保护的作用。

如图1：图13.2 仪表板横梁简要说明仪表板横梁总成主要零部件如图2：图2（1-横梁左侧安装支架，2-横梁右侧安装支架，3-中间固定支架，4-前挡板固定支架，5-转向管柱安装支架，6-管梁,7-手套箱支架，8-PAB 安装支架，9-保险丝盒安装支架，10-CD 机安装支架,11-空调安装支架）以上是横梁的主要零部件，若要出口欧美，则在正副驾驶侧增加膝盖碰撞吸能支架，其他相关固定支架则根据分布在仪表板系统上的电器件及仪表板自身固定的要求分布。

134 569710车身机舱仪表板横梁仪表板装置前地板中通道横梁中间管梁本体的材料通常采用20#无缝钢管和Q195焊管，各支架的材料根据支架的厚度来定，如果厚度在1.8mm以内，则选用DC01的材料，如果厚度在1.8mm以上的则选用SPHC的材料；横梁支架冲压成型后通过悬挂点焊和CO2气体保护焊接成品。

4 仪表板横梁主要零件的设计要点4.1 横梁的设计满足以下几点要求：a.满足整体刚性（通过CAE分析）；b.支持转向管柱功能，满足NVH要求；c.支持线束、电器件的固定；d.支持仪表板装置等塑料件的固定；e.支持安全气囊的固定，为安全气囊的顺利爆破提供支撑；f.在满足强度的要求、NVH等试验的要求下最大限度的减轻重量，同时尽可能的将各支架工艺简易。

Q/JLY J711 -2017仪表板横梁技术条件＜秘密级＞编制：张学钰 __________ 校对；__________ 审核：陈其亮 __________ 审定：王坤昱 __________ 标准化：______ 季洁美___________ 批准：叶永亮 __________浙江吉利汽车研究院有限公司二O—七年四月前言.............................................................................................. n1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3技术要求 (1)4 试验设备、设施、环境 (2)5 试验方法 (3)6 检验规则 (5)7 标识、包装、运输及贮存 (6)本标准代替了Q/JLY J711018-2008《仪表板横梁技术条件》。

本标准与Q/JLY J711018-2008 相比，主要差异为：――更新引用的标准号；――增加“ CCB总成（台架刚性约束）模态值”“ CCB转向管柱安装点（台架刚性约束）法向动刚度”“仪表板横梁整体下垂变形刚度检查”“禁限用物质要求”等性能及试验要求（见 3.3表1）；――删除“盐雾试验”性能要求；——增加“仪表板横梁供货至本公司后20日内表面不产生锈蚀”贮存要求（见7.5）；本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司内饰及附件开发部负责起草。

本标准主要起草人：张学钰本标准于2017年4月15日发布并实施。

本标准所替代的标准版本更替情况为：—— Q/JLY J711018-2008 （于2008年6月30日首次发布）1范围本标准规定了乘用车仪表板横梁总成的技术要求、试验设备、仪器及环境、试验方法、检验规则、标记、运输及贮存。

本标准适用于乘用车用仪表板横梁总成。

2规范性引用文件下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。