第三章 车身结构设计准则

第一章
一、汽车车身功能：
1、为乘员提供安全舒适的乘坐环境，满足：
1）乘坐舒适性，包括居住性、振动的舒适性及空气调节等。
2）密封性、隔热性、防振性和防噪声性。
3）操纵方便性。
4）视野性。
5）上下车方便性。
6）行驶安全性。
2、提供发动机及底盘等部件的装配。
3、汽车美观造型的体现。
二、车身的技术特点：
1、车身技术涉及当代科技领域的多门学科，而且各学科之间高度交叉和融合。
2.汽车表面及周围的流谱和局部流场的研究，分析作用在汽车上的气动力机理。
3.发动机和制动装置空气冷却问题的研究。
4.汽车内部自然通风和换气问题的研究。
二、流场：将流经物体的气流的属性如速度、压强、密度等表示为空间坐标和时间t的函数，、分别称为速度场、压强场、密度场，其总合称为流场。定常流场、非定常流场。
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，以降低整车质量。
6.车身外形具有低的空气阻力，节省能源。
7.必须能在发生事故时对乘员提供保护。
8.车身材料必须来源丰富、成本低，所选择的材料必须能够实现高效率的制造和装配。
9.结构设计和选材必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的要求。
七、客车蒙皮种类及特点：
应力蒙皮：蒙皮参与承载，可使骨架比较细，车身自重较轻。
预应力蒙皮：蒙皮不参与承载，只起到装饰作用，因为有应力，垂直于地板的刚度得以提高。
八、三化问题：
1.“系列化、通用化、标准化”：产品系列化、零部件通用化、零件设计的标准化。
2.平台化：指使用相同的底盘结构，生产不同的汽车产品。往往造型、功能、目标市场不一样，但是底盘和车身结构却是一样的，零部件也有很强的通用性。

车身构造知识点总结1. 车身构造的基本概念车身是指汽车的外部部分，包括车顶、车门、车身侧面、车尾部和车底部等结构，用于保护内部机械和乘客，并为车辆提供外部保护和美观性。

车身构造是指车身各个部分的结构设计和制造方式，以及它们之间的连接方式和整体的组装工艺。

2. 车身构造的分类根据车身结构的不同，车身构造可以分为承载式车身和非承载式车身两种。

承载式车身是指车身的强度由车身自身的结构来支撑，车架和车身一体化；非承载式车身是指车身的强度由底盘结构来支撑，车身只负责外部保护和美观性。

3. 车身结构的材料车身结构的材料主要包括钢材、铝合金、碳纤维等。

钢材是目前汽车车身最主要的材料，因为它具有良好的强度和成本效益，但随着轻量化的趋势，铝合金和碳纤维等新材料正在逐渐应用到车身结构中。

4. 车身结构的设计原则车身结构的设计需要考虑到强度、刚度、安全性、舒适性、轻量化、美观性等方面。

设计人员需要根据这些原则来确定车身的各个部分的结构设计，以满足汽车的使用要求和市场需求。

5. 车身结构的连接方式车身结构的连接方式主要包括焊接、螺栓连接、胶接、铆接等。

不同的连接方式适用于不同的车身结构，设计人员需要根据工艺和成本的考虑来选择合适的连接方式。

6. 车身结构的制造工艺车身结构的制造工艺主要包括冲压、焊接、涂装、组装等过程，其中冲压是车身结构制造的关键工艺，它直接影响车身的质量和成本。

7. 车身结构的安全性设计车身结构的安全性设计是指车身在发生碰撞时对乘客和车辆的保护能力。

设计人员需要通过仿真分析和实际测试来评估车身的安全性，以确保车身在发生碰撞时能够保护乘客的生命安全。

8. 车身结构的轻量化设计轻量化是当前汽车工业的一个主要趋势，设计人员需要通过优化车身结构设计和采用轻量化材料来减轻车身的重量，以提高汽车的燃油经济性和性能表现。

9. 车身结构的美观设计车身结构的美观设计是指车身的外观造型和细节设计，既要满足汽车的品牌形象和市场需求，又要考虑到生产工艺和成本的因素。

车身的硬点尺寸关系必须满足汽车的各项要求。
硬点尺寸前缀和编号
在SAE J1100 中给出了硬点、硬点尺寸代号、定义 和测量方法。硬点尺寸代号采用前缀加数字加后缀 的形式表示, 部分前缀和数字的含义见表3-9。后缀 用“ -1”、“ -2”的形式表示该尺寸为第一排、第 二排座椅
车身外部尺寸
长度方面的尺寸主要有轴距、车长、前悬、后悬等；
车身外部尺寸
宽度方向的尺寸主要有轮距、车宽、翼子板间距等；
车身外部尺寸
高度方向的尺寸主要有车高、最小离地间隙、门槛高度、 保险杠高度、车灯高度等；
车身外部尺寸
角度方向尺寸主要有风窗倾角、侧窗倾角、接近角、离去角、通过角等。
车身内部尺寸
车身内部尺寸主要包括长度、宽度、高度和角度等方面的 尺寸，SAE J1100对内部尺寸给出了详细的规定。
SAE 平均头廓线及包络面
头廓包络面的尺寸和定位
SAE J1052 标准中，对应各种座椅水平调节行程的乘员头廓包络 面尺寸(距离头廓包络中心的距离)
对于驾驶人和前排乘客，头廓包络在Y 方向的尺寸要向外延长 23mm。行程可调节座椅的头廓包络面只在侧视图有向前下方的 12度的倾角，其他视图倾角都为零。对于固定座椅，头廓包络 在各个视图方向的倾角都为零。
95 百分位眼椭圆(座椅行程大于 133mm) 中P1、P2、P3、P4 位
置
影响眼椭圆定位的布置参数
眼椭圆的应用
以SAE眼椭圆为理论依据，可进行内外视镜布置、 驾驶人前方视野的设计和校核、车身A/ B/ C柱盲 区的计算、仪表板上可视区的确定、刮水器布置 和刮扫区域校核和遮阳带位置的确定等。
利用眼椭圆进行驾驶人前方下视野设计的方法
电动客车人机工程学优化

1）车身结构设计首先要明确车身的承载形式，并对其做出载荷分析，以便 使载荷在整个车身上分配合理。在此基础上进一步做出局部载荷分析，确定各 构件的结构形式和连接方式。
2）车身结构设计时应充分考虑结构强度、抗弯扭刚度、制造工艺等，确保 其安全性，同时应满足防尘、隔声、降噪性能等设计要求。优良的结构设计可 有利于实现轻量化，从而改善整车性能，降低成本。
车身前部的结构设计必须使其能有效地吸收冲击能量；
前围板总成应有可将外部空气导入车室内的通风口，并具有阻止发动机 噪声透过前围板传入乘坐室的作用 ；
还要在散热器框架周围安装前照灯、散热器和空气冷凝器等 。
（2）中部 轿车中部是乘坐室部分，主要承受分散在地板上的重力，如车身 装备和乘员的重力、悬挂在门柱上的车门重力等。
a) 分块方法一
b)分块方法二
1-底架 2-门槛 3-中柱 4-前柱 5-前轮罩 6-前围 7-顶盖 8-侧壁 9-前围窗框 10-后风窗
2） 从前、中、后三部分车身总成考虑 （1）前部 车身前部敞开部分承受较大的集中力，如动力总成、散热器、前 板制件的重力和前悬架支承力等 ，这些力主要由两根对称的前纵梁支承，并 传至整个车身前部结构；
工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最 终构成一个统一的刚性整体。
3.1.3 车身结构件的分析与设计
轿车行驶时，车身不仅要受到在垂直方向上的车身自重和固定在车身上的 所有总成和设备的重力，以及乘员和行李的重力作用，同时还受到由悬架 和轮胎传来的侧向力与纵向力，以及惯性力和空气阻力等，有时还会受到 碰撞载荷的作用，这些力都是由车身的承力结构件来承担。因此，车身结 构件是保证车身所要求的强度和刚度的基础构件。 1. 车身结构件分类 1）功能件 如车身底架纵梁、门立柱、窗框、门槛等。 2）加强件 结构加强件主要用于增强板件的刚度，提高各构件的连接强度。 如车门加强板用以提高附件安装部位的刚度和连接强度。再如地板加强横 梁、车门铰链安装加强板等。 3）非承载构件 它是为安装附件而设置的，如顶盖上为安装顶窗而设置的框 架等。