汽车车身结构与设计(第一章)

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；3000年前，随着动物的训化，牛车、马车开始出现。

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6—7-nra “一居立柱（弋"tt ） 2—償敢住｛ -A " in 21—寄一葩田抵23—Rira t-.Jp®. 24"歯档脱嫌爵一理动乩取26■—门窗眶 1 一就动航爼简主推橇2—水箱阳崔褪架 」一苗'烘桓呂一匍门9—時门10—年盐捋储祓11—桔1#于柢1工一童卿駆13—疔疔赠盞 “一晞巫止适椅 怖一后由台柢口一上加峯皿一顶魏活一即玄柱I W 如型的压床以及焊接、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。

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1．概念设计：包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。

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。

《汽车车身结构与设计》习题与解答.《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。

汽车车身结构与设计复习思考题第一章车身概论1．现代汽车车身有何特点？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；0、车身的发展取决于科学技术水平和物质技术条件；30、与人们的生活、生产密切相关：舒适性；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。

2．为什么说汽车是技术密集型、资金密集型和劳动密集型产品？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。

3．车身对汽车性能有哪些影响？车身对整车性能的影响主要有以下几方面：1决定整车装载质量的大小——运输能力的高低2、决定整车的整备质量Go（自重）和造价3、影响整车的动力性和燃油经济性4、车身形状与汽车的气动阻力密切相关5、车身形状影响汽车高速行驶的稳定性6、影响客车的乘卧舒适性、操纵舒适性7、与行驶安全密切相关 8、与整车宜人性密切相关（除舒适性外）9、影响整车的通过能力4．汽车诞生120多年来轿车车身经历了什么样的发展历程？其设计技术的发展趋势主要体现在哪些方面？第一辆汽车计师全力以赴解决动力、传动装置和操纵机构,配上了当时最现代化的门、窗等→现代车身开始出现。

马车型汽车,车身由原来的敞开式改为封闭式，其舒适性、安全性都有很大提高。

箱型汽车，运用大型冲压件组成带门洞的全金属车身。

甲壳虫型汽车，接触点焊技术开始用于车身连接，从而改进了车身的连接方式→降低了劳动量，消除了以往薄板焊接变形现象。

《汽车车身结构与设计》教学大纲一.课程性质与教学目的:本课程是机械设计制造及自动化专业的选修课程,它是汽车设计与制造方向的基础课之一。

通过本课程的学习,使学生掌握汽车车身的基本结构和设计方法,掌握汽车车身设计中涉及的计算机辅助造型设计、人体工程学和空气动力学的基本理论和方法,了解汽车车身设计的基本过程和设计规范,培养对车身造型的审美意识,能够从事汽车车身的初步设计工作。

先修课程:汽车构造,汽车车身制造工艺学二.基本要求:通过学习,要求学生掌握汽车车身的基本结构,了解汽车车身设计的基本过程和设计规范,培养对车身造型的审美意识,能够从事汽车车身的初步设计工作。

三.教学内容第一章车身概论(2学时)车身的特点;车身及其名词术语;车身的承载类型和构造;汽车“三化”问题。

第二章车身设计方法(4学时)车身设计的特点;对车身设计的要求;传统的车身设计方法;现代车身设计与制造;计算机辅助设计(CAD)技术在车身设计中的应用。

第三章车身总布置设计(6学时)三种典型车身:轿车、大客车和货车的总体布置设计。

第四章人体工程学在车身设计中的应用(2学时)H点人体模型;汽车驾驶员的视觉、视野和眼椭圆;驾驶员的手伸及界面。

第五章汽车造型设计(4学时)汽车造型设计的特点、要求;汽车造型设计的程序和方法;汽车造型的艺术性。

第六章汽车的空气动力性能(4学时)汽车行驶受到的气动力和力矩;空气的粘滞现象、汽车的流谱和表面压强发布;改善汽车空气动力性能的措施。

第七章车体结构分析与设计(4学时)车体骨架和零件组成;车体结构的工艺性;车身的耐腐蚀性,车身振动噪声及控制。

第八章车身附件设计(4学时)车门及附件设计;车窗设计;座椅设计。

第九章汽车的通风、采暖与制冷(2学时)汽车的通风、采暖与制冷;车身的隔热与密封。

四.学分及学时安排:学分:2总学时:32开课学期:7五.参考书目1.汽车车身结构与设计黄天泽、黄金陵主编机械工业出版社2.现代轿车车身设计吴亚良上海科学技术出版社第一单元车身维修概论及焊接工艺课题一车身总体结构课题二轿车车身材料及车身维修概论课题三气焊课题四电弧焊与电阻点焊课题五惰性气体保护焊及锡焊、铜焊课题六车用塑料板件的修复第二单元车身的检测与矫正课题一车身的变形倾向与测量基础课题二车身变形的测量方法课题三钣金矫正工具的应用课题四车身变形的矫正课题五车身填料的施用与矫正注意事项第三单元钣金修复基本工艺课题一钣金修复常用的工具及设备课题二划线、配裁及剪切工艺课题三车身锤与垫铁的使用课题四汽车钣金修复工艺课题五钣金零件制作基本工艺第四单元车门、车窗总成的检修课题一车门的检修课题二车窗玻璃升降器课题三车门锁的检修课题四车用密封条第五单元车身装饰与车身附件的检修课题一车身内装饰课题二车身外装饰课题三座椅的检修课题四座椅安全带与安全气囊课题五内、外后视镜第六单元车身典型钣金零件的修复课题一货车车身的结构与检验课题二货车车身的修复课题三客车车身结构与检验课题四客车车身的修复课题五轿车典型钣金零件的修复第七单元车身涂装的修复课题一车身涂膜修复材料课题二涂装方法及涂膜修复工具课题三涂料的选配、调色、调制课题四表面预处理课题五底漆和中间涂层的施工课题六面漆的喷涂课题七汽车补漆工艺课题八典型缺陷及预防措施课题九塑料的涂膜修复。

第1章 车身设计概述汽车工业起始于20世纪50年代，是国民经济支柱之一。

汽车工业的发展带动了钢铁、材料、机械、电子、轻工、化工等行业，综合地反映了国家的物质文明和精神文明水平。

汽车由发动机、底盘、车身、电气等几个部分组成（图1-1）。

汽车车身发展历经了结构、性能、外形、安全节能与环保四个发展阶段，车身是汽车的“上层建筑”，给人们以直观形象，不仅是驾驶员、乘客、货物的承载物件，并且是一种工业艺术新产品，给人们以艺术的造诣，工业的水平、工艺的精良等方面综合的概念，是汽车工业中最有活力和最积极的因素，总是在不断地变化、创新。

在各种世界汽车博览会上，无不以车身造型的新颖、车体制作的精良、车辆性能的优越来表现其市场的竞争能力。

因此，车身的研究、发展、制作是汽车工业中关键的一环。

图1-1车身作为汽车的四大总成之一,随着汽车服务领域的不断扩大和需求的日益多样化、个性化,车身设计已后来居上逐渐占据主导地位。

自世界上第一辆汽车Daimler-Benz 问世至今, 汽车车身设计经历了一个世纪多的发展过程。

车身设计造型涉及诸如空气动力学, 人机工程学、计算机图形学、拓扑学、制造工艺学、微分几何学、材料学、结构学、美学等学科, 是各行业与各种不同领域知识的综合运用，因此，汽车车身的设计与制造可以说是衡量一个国家汽车工业发展水平最重要的标志。

车身设计成本占整车总设计比重最大, 所以车身设计对于汽车制造和新车型的开发起着举足轻重的作用。

纵观汽车车身的发展史，不难看出，车身设计的实质就是设计师们不断地协调材料、结构、工艺、技术与造型美之间的矛盾关系, 使设计出来的汽车既能满足其功能要求又能满足人的审美要求。

发动机 车身 底盘 电气§1-1 现代车身设计与制造概述一、造型千变万化随着国民经济的蓬勃发展，汽车已经逐渐成为不可或缺的交通工具。

它正以其惊人的数量、卓越的性能和多样化的用途渗透到人类各个领域,并以它完美的艺术造型和舒适的内部设施而倍受人们的推崇。