车身结构与设计 考试必备

车身设计的技术要求:1）方便舒适性;2）安全可靠性;3）动力性和经济性;4）视野性;5）时代性;6）维护、保养与拆装方便性;7）遵守“三化”标准;8）环保性.
车身概念设计:以车身产品策划为依据，将造型概念和工程结构有机结合，将创意转化为方案的实现过程。

包括车身总布置、车身造型和结构可行性研究三大方面。

轿车车身根据承载形式不同，可分为非承载式、承载式和半承载式三大类.
非承载式车身(有车架式):优点：(1)减振性好。

(2)安全性好。

(3)易于改型。

(4)工艺简单。

缺点：(1)质量大。

（2）承载面高。

（3）成本较高。

承载式车身:优点：(1)质量小。

(2) 整车高度降低，车门门槛低，上下车方便。

(3) 安全性好。

(4)生产率高。

缺点：底盘部件与车身结合部在汽车运动载荷的冲击下，极易发生疲劳破坏，乘坐室也更容易受到来自汽车底盘的振动与噪声的影响。

半承载式:优点：底盘非常扎实紧凑。

缺点：降低汽车的操纵稳定性。

车身结构组成：汽车车身结构主要包括车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身外部装饰件和内部装饰件、车身附件以及通风、暖气及空调装置等。

在货车和专用汽车上还包括货箱和其他装备。

（会判断）
车身壳体是整车的骨架，一般由以下总成及零件焊接而成：(1) 车身下部结构，主要是地板焊接总成；(2) 左、右侧围板焊接总成；(3) 前围焊接总成；(4) 顶盖及前后梁； (5) 后围焊接总成。

车身结构件概念：是指在车身上起主要支撑及承载作用的构件，是车身零部件的安装基础，如横梁、纵梁、门柱及下边梁等。

车身覆盖件概念：是指车身内、外表面的薄壳板件，外覆盖件如发动机罩外板、顶盖、车门外板、翼子板等，内覆盖件如前围板、地板、车门内板等。

车身壳体是车身结构件和覆盖件的焊接总成,该总成必须保证车身的强度和刚度。

车身附件：包括保险杠、安全带、安全气囊、门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、后视镜、拉手、点烟器、烟灰盒等。

车门结构组成：（1）门体：车门外板、车门内板、车门夹强横梁、车门窗框、车门加强板。

（2）车门附件：车门铰链、车门开度限位器、门锁机构及内外手柄、车门玻璃、玻璃升降机、密封条。

（3）门内饰。

车门限位器作用是限制车门的最大开度（一般为65°～70°）。

防止车门外板与车身相碰，并使车门停留在所需开度，防止车门自动关闭。

车身结构装配顺序：冲压零件→合件→分总成→总成。

将车身结构分为以下分总成，其焊接顺序：底架总成→侧围总成→顶盖、顶盖支承总成→散热器支架、车身后围板总成→白车身结构总成。

车身由前部、中部和后部总成组成。

车身结构件是保证车身所要求的强度和刚度的基础构件。

车身结构件分类：1）功能件；2）加强件；3）非承载构件。

车身结构件截面形状的选择：。

对于承载式车身结构件，为了提高其扭转刚度，全部采用闭口截面。

现在轿车为闭口异形截面梁（抗扭惯性矩大）。

设计车身结构件时，应注意以下几个方面：1）截面形状过渡处应避免应力集中。

2）车身结构件不仅要满足强度和刚度的要求，而且应使车身结构形成一个连续完整的受力系统和合理的载荷路径；同时部分结构件应能吸收一定的碰撞能量。

3）设计加强板时，加强板两端的形状应逐渐变化，保证其连接部位的刚度不发生突变。

另外，应合理设计加强板的大小和厚度。

4）要满足相邻部件的性能要求。

5）不能破坏造型设计，外露骨架要与车身外形相适应。

6）还应具有装配功能。

车身覆盖件的结构特点：1）形状复杂；2）外形尺寸大；3）表面质量要求高；4）要有足够
的刚度；5）要有良好的成型工艺性。

车身产品分块：分块是将车身壳体分成若干便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。

合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，并可有效地简化和优化制造工艺。

结构分离面：（1）设计分离面（采用可拆卸连接）（2）工艺分离面（采用不可拆卸连接）。

轿车车身的整体结构设计原则：首先应以结构轻量化为准则，力求做到强度分配在车身整体上的合理性。

为此，必须首先确定车身的主要载荷形式，其次了解载荷传递方式，进而选择合理的计算方法。

根据汽车的实际使用特点，一般将弯曲、扭转和碰撞作为设计时车身所受的三种典型载荷工况。

由于轿车车身在整体上可以看作是一个由薄壁梁和薄板组成的框架结构。

车身结构在整车上应符合两端软中间硬的原则。

车身总布置的性能要求:1)乘坐舒适性;2)密封性、隔热性、防振性及隔音性;3) 操纵稳定性;4)视野性。

现代轿车车身结构设计在满足功能要求的前提下，以结构轻量化为准则，力求做到强度分配在车身整体上的合理性。

汽车分析设计的关键是确定载荷，首先确定主要载荷形式，其次了解载荷传递方式，进而选择合理的设计分析方法。

车身主要失效形式：静强度失效、疲劳强度失效、刚度失效。

车身整体刚度主要是指车身的弯曲刚度和扭转刚度。

汽车所受载荷可分为静载荷和动载荷两种。

动载荷和什么有关:1）汽车启动、制动时产生的冲击力；2）路面不平对汽车的冲击力和簧载质量振动所产生的垂直动载荷；3）空气动力以及汽车转向时的侧向力等。

百分位数：是人体测量学中的一个术语，用于表示人体某项尺寸数据的等级。

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)%]高于这个数值。

H点：是H点装置上躯干与大腿的铰接点，是车内布置最重要的参考点。

设计H点：借助H点设计工具按一定程序建立的H点，用以表达设计乘坐位置。

实际H点：将H点测量装置按规定步骤安放在实车指定乘坐位置座椅上时，所测得的H点位置。

座椅参考点：以95百分位的人体模板确定出座椅位置是可调节座椅的最后最低的位置，这时的H点位置又称为座椅参考点“R”。

眼椭圆定义：眼椭圆是指不同身材的驾驶员以正常驾驶姿势坐在车内时,其眼睛在车身坐标系中的位置范围，呈椭圆分布，左右各一，分别代表左右眼的分布图形。

眼椭圆的定位：包括眼椭圆中心位置和倾角的确定。

改善视野性的方法：升高座椅、减小座垫和靠背的倾角、布置驾驶员座椅接近汽车前端、加大前风窗、降低窗台、减小风窗玻璃倾角并尽量使之靠近驾驶员的眼睛、减薄立柱厚度并使其下端后移等，都可以在不同程度上改善视野性。

驾驶员的手伸及界面：是指驾驶员以正常驾驶姿势坐在汽车座椅上，身系安全带，手握转向盘时另一只手所能伸及到得最大空间。

头廓包络：是指不同身材的乘员以正常姿势坐在适宜的位置时，其头廓的包络；用于在设计中确定乘员所需的头部空间。

汽车造型设计要求：1）良好的空气动力特性：汽车具有合理的外形，可以减小空气阻力，以改善汽车的动力性和提高燃油经济性；同时还要使汽车具有良好的空气动力稳定性。

2）良好的适用性：按照人机工程学的原理使汽车结构合理，保证乘坐的安全性、舒适性、操作方便性及视野良好等要求。

3）应具有完美的艺术形象：汽车的艺术形象应突出国家、地域、民族的特点，如美国汽车豪华、舒适、气派；日本汽车简约、明快；德国汽车精良、
实用等。

我国汽车的艺术形象表现出朴实、含蓄、大方的特点。

4）车身应具有良好的工艺性：如合理分块，尽量减少拉延深度，减少冲压工序，简化冲模结构，并使零件具有良好的装焊工艺性等。

汽车的空气动力学特性主要取决于车身造型。

汽车造型与空气动力学的关系，将直接影响汽车的下列因素：(1)车速；(2)高速行驶的稳定性；(3)在侧风作用下，直线行驶的稳定性；(4)空气噪音的干扰； (5)汽车表面的泥尘污染。

汽车空气动力学研究的重要手段是风洞试验。

汽车在行驶时，车身外表面会受到空气阻力、升力和侧向力，这三种压力合成得到作用于轿车上的合力，称为气动力。

风压中心与汽车重心不重合。

作用在汽车车身上的空气阻力一般可分成5个分力：形状阻力、表面摩擦阻力、诱导阻力、干扰阻力和内部阻力。

形状阻力：轿车前部的正压力和车身后部的负压力所产生的压力差而引起的阻力，约占整个空气阻力的60%。

汽车前低后高是为了降低升力。

升力与车身形状有关，通常用中线和迎角来说明二者的关系。

正迎角时，迎角越大升力越大，因此，为了减小升力，应设法减小迎角，尽量使迎角为负值。

这也是现代轿车前低后高减小升力的原因。

前部低矮而尾部肥厚上翘的轿车造型，可以获得较大的负迎角，从而减小升力。

风压中心的位置对轿车的空气动力稳定性影响较大。

流线型越好的轿车，风压中心越靠近前部。

空气的黏滞现象：所谓粘滞，即当气体相对于汽车表面运动时会产生内摩擦力的作用。

当汽车在空气场中运动时，汽车表面与其相邻的空气粒子之间像有无数只小钩子在相互牵扯，与汽车表面接触的气体将受到该表面的阻滞，使相对速度变为零。

流谱：设计时，应设法减小截面面积，以减小尾流负压，从而减小车身运动阻力。

轿车的内部气流包括：车室内部的通风气流、发动机冷却散热的气流。

空气阻力对燃油消耗量的影响与轿车类型、发动机特性、车速、道路状况和使用情况等因素有关。

影响空气动力特性的主要参数：（1）位置参数：迎角、侧偏角和离地间隙。

（2）形状参数：车身前部、侧部、后部等各部位特定形状。

汽车被动安全性指汽车所具有的在交通事故中保护乘员免受伤害的能力，其研究内容包括车身抗撞性、乘员约束系统性能以及转向系统防伤性能等，如安全车身结构、安全气囊、安全带、儿童约束系统等。

汽车主动安全性指汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力，其研究内容包括汽车操纵稳定性、制动性、灯光系统和驾驶员视野性能等。

车身抗撞性是指车身结构在碰撞过程中保证乘员免受伤害和碰撞之后安全逃逸的能力。

新车评价规程：非正式法律规程
二次碰撞：在乘员生存空间未丧失的情况下，乘员与汽车内部结构（包括安全带和安全气囊）的碰撞或被抛出车外，被称为二次碰撞。

车身抗撞性设计的内容：其核心内容就是合理组织车身结构各部分的刚度。

主要内容分三个方面：（1）车身结构刚度组织（仅从被动安全角度分析）（2）车身结构刚性设计；（3）车身结构吸能设计。

车身轻量化实现途径：采用新材料、采用新工艺、通过合理化结构。

结构方面：尺寸形状。