汽车车身设计
汽车车身设计技术的进步及其与国外的差距
汽车车身设计技术的进步及其与国外的差距一、十五年来我国汽车车身设计技术的进步1．前期开发（概念设计）（1）认识了前期开发的重要性过去对产品的前期开发重视不够。
近年来随着改革开放的深入,与国外技术交流的增多，我国对产品的概念设计已有了认识上的提高，并正在工作实践中贯彻执行。
譬如，过去产品开发是从设计任务书开始的，而设计任务书的形式比较草率。
一些产品由于前期工作做的不充分，致使产品开发出来以后带着许多先天不足。
有些产品设计时只顾追求先进，投产时仍不具备条件，保证不了质量，甚至投产后还要下马。
CA141车投产时装卤素前大灯，后来因为寿命低而又被迫改为白炽灯。
现在开发的新产品比较注意先进性与可行性之间的关系。
为了提高灯具的水平，国内相关行业也在提高，注意到与主机厂的同步开发。
目前曰本与德国的公司都在中国设厂，对国内的灯具行业是一个大的推动。
一个产品从孕育方案到形成一个明确的概念，直至体现到可展示的概念车上，要经过几周到一年多的时间。
在这一段时间里，要做市场调查，预测投入市场后的竞争力如何，成本估算时从投入产出比进行分析，企业会不会赢利。
对企业的设备状况，资源的利用情况，新投入多少？对产品的选型要非常慎重，产品的设计指标是否先进。
与国内外同类车型的对比分析，是否达到先进水平，做到知己知彼。
要经过大量试验、测绘、分析，掌握产品的情况。
对于产品的形体要精心布置，现代汽车是一个多学科技术的集合体，就汽车车身而言，涉及到空气动力学、人机学、结构力学、机械工程学、材料学、美学等等。
（2）改进了设计流程过去产品设计主要流程是美术效果图，1:5～1:1油泥模型北京汉阳，主图板，产品图，样板，主模型，提供给工艺制造部门的主要依据是图纸、样板、主模型。
车身曲面的表达是用制表面的方法，手工绘制。
现在的产品设计比过去有很大提高，由计算机的辅助，已不再绘制过去那样1:1主图板了。
已把设计师从繁重的主图板工作中解放出来。
80年代一汽引进了曰本三菱公司的FK驾驶室技术，那时过渡到线图，线图绘制在薄膜板上，可以站着画，画好图可以卷起来，可以复制传递给下道工序。
汽车车身研发设计流程
汽车车身研发设计流程一、需求分析在汽车车身研发设计的最初阶段，首先要进行需求分析。
这一步骤主要确定新车型的定位、目标市场、消费者需求和竞争对手情况等。
通过对这些信息的综合分析，为后续的设计工作提供明确的方向和目标。
二、概念设计基于需求分析的结果，进行概念设计。
这一阶段主要关注整体造型、风格和车型定位等方面的设计。
通过初步的三维建模和效果图制作，展现新车型的外观和内饰设计理念。
三、详细设计在概念设计得到认可后，进入详细设计阶段。
这一阶段涉及对新车型各个部件的详细设计，如车身结构、零部件尺寸和装配关系等。
同时，还需进行初步的工艺分析和可行性评估。
四、结构设计在详细设计的基础上，进行结构设计。
这一步骤主要关注车身结构和各个零部件的精确建模与设计。
确保结构设计满足性能要求、工艺性和装配需求。
五、性能模拟在结构设计完成后，通过使用专业的仿真软件进行性能模拟，以评估新车型的性能表现。
这包括碰撞安全、动力学性能、空气动力学等方面的模拟。
六、工艺性审查在性能模拟得到满意结果后，进行工艺性审查。
这一步骤主要评估新车型的可制造性和生产效率。
确保新车型的制造工艺可行，设备需求合理，并满足生产节拍要求。
七、供应商选择根据新车型的零部件需求，选择合适的供应商进行合作。
这一过程需综合考虑供应商的技术能力、产品质量、成本和交货期等因素。
与供应商建立良好的合作关系，确保零部件供应的可靠性和经济性。
八、样品制作与测试在确定了零部件供应商后，开始制作新车型的样品并进行一系列的测试。
这些测试包括但不限于装配测试、性能测试、环境适应性测试和碰撞安全性测试等。
确保新车型在实际生产中表现良好，符合设计要求和安全标准。
九、设计验证在样品测试完成后，进行设计验证阶段。
这一步骤主要是对新车型的设计进行全面评估和审核，确保设计满足所有要求，并进行必要的优化和改进。
通过第三方审核或专家评估来进一步确认设计的可靠性和有效性。
十、投产准备在设计验证得到批准后，开始投产准备阶段。
汽 车 车身设计第四章 汽车车身的结构分析与设计
2.整体承载式车身
图4-13 лEA3—677型整体承载式大客车车身及其底座结构
2.整体承载式车身
图4-14 轿车承载式车身上部 1—前围板 2—前轮挡泥板 3—前围内侧板 4—外围内侧板 5—前立柱 6—
门下边梁 7—中立柱 8—后翼子板 9—中立柱内板 10—后围下板 11—车门上框加强板 12—顶盖
(一)非承载式车身
图4-4 轿车车架 a) 周边式车架 b) X形车架 c)梯形车架
(一)非承载式车身
图4-5 丰田皇冠轿车的车架和车身结构 1—车身 2—车架
图4-6 货车驾驶室与车架结构
图4-7 车架的结构类型 a) 中型货车车架 b) 大型货车车架 c、d) 轻型货车车架
(二)半承载式车身
1.基础承载式车身
图4-11 承载式大客车车身类型 a) 基础承载式 b) 整体承载式
1.基础承载式车身
图4-12 瑞典Scania K112型大客车车身和车架 a) Scania K112型大客车车身 b) Scania K112型大客车车身底架
c) Scania K112型大客车车架 1—前段副车架 2—中段格框结构 3—后段副车架
2.整体承载式车身
图4-16 Volkswagen K70型轿车承载式车身
二、车身结构件的结构分析与设计
1)不能破坏造型设计，外露骨架要与外形曲线相吻合。 2)骨架的里板应考虑内护板的紧固。 3)用最佳的截面形状获得最大的截面系数。 4)要满足相邻部件的性能要求，如要适应门锁、铰链、限位器等 的安装和性能要求等。
框上横梁 19—顶盖纵梁 20—上边梁 21—侧窗上梁 22—顶盖横梁 23—侧围搁梁
一、车身承载类型的分析
(一)非承载式车身 (二)半承载式车身 (三)承载式车身 1.基础承载式车身 2.整体承载式车身
汽车车身设计及制造工艺新技术研究
汽车车身设计及制造工艺新技术研究1. 引言1.1 背景介绍汽车车身设计及制造工艺一直是汽车制造领域的重要研究方向。
随着汽车市场的快速发展和消费者对汽车外观及安全性能要求的不断提高，车身设计和制造技术也在不断创新和进步。
车身设计技术包括外观设计、结构设计、材料选择等方面，是影响汽车整体形象和性能的重要因素。
通过不断研发和创新，设计师们在车身设计方面也探索出了许多新的理念和方法，以满足消费者不断变化的需求。
车身制造工艺是将设计图纸转化为实际产品的关键环节。
传统的车身制造工艺包括冲压、焊接、喷涂等步骤，但随着技术的发展，新的制造工艺如激光切割、3D打印等也逐渐应用到车身制造中，提高了生产效率和产品质量。
本篇文章将重点研究汽车车身设计及制造工艺新技术，探讨其应用案例、未来发展方向和面临的挑战，旨在促进该领域的研究和发展，推动汽车行业向更加智能化、可持续化的方向发展。
1.2 研究目的汽车车身设计及制造工艺是汽车制造领域的重要研究方向，本文旨在通过深入探讨相关技术，研究车身设计与制造工艺的新技术，促进汽车行业的发展。
具体目的包括以下几点：1. 分析当前车身设计技术的现状，了解主流设计理念和趋势，为未来车身设计提供参考和指导。
2. 探讨车身制造工艺的先进技术，如3D打印、激光切割等，研究其在汽车制造中的应用和优势。
3. 通过案例分析，总结新技术在车身设计与制造中的成功实践，为业界提供借鉴和启示。
4. 探讨未来车身设计与制造的发展方向，展望技术的未来应用前景。
5. 分析当前技术面临的挑战，为解决技术难题提供思路和方法。
通过本研究的深入探讨，旨在推动汽车车身设计及制造工艺领域的技术进步，提高汽车产品的设计水平和制造质量，满足消费者日益增长的需求，推动汽车行业的可持续发展。
【字数：219】1.3 研究意义研究汽车车身设计及制造工艺新技术的意义在于推动汽车行业的发展，提升汽车的安全性、性能和节能环保性。
随着科技的不断发展，汽车不再只是交通工具，更是人们生活品质的提升和个性化展示的重要载体。
3.1 汽车车身设计开发流程与方法
第三章汽车车身设计开发技术与方法3.1汽车车身设计开发流程与方法学3.1.1车身设计开发主要工作内容及流程(程序)1）车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype)2）造型设计3）三维曲面和造型面设计4）1：5或1：4 模型及1：1外模型制作或数控加工(或三维数字模型)5）1：1内模型(或三维数字模型)6）发动机舱三维数字模型7）地板三维数字模型8）测量与曲面光顺9）白车身结构详细设计(BIW)(9.1)1：1外模型光顺后数据分块(9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定(9.3) 密封结构确定与密封件选择(9.4) 确定分块线(9.5) 与车身有关的设计硬点的确定(9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)(9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计) (9.8) 发动机前围板设计(9.9) A柱下段设计(9.10) 发动机舱与前轮包设计(9.11) 前后灯具设计(9.12) 格栅设计(9.13) 前围板设计(9.14) 前保险杠设计(9.15) 地板总成设计(前中后)(9.16) 后门总成设计(9.17) 前门总成设计(9.18) 尾门总成设计(9.19) 前发动机罩设计(9.20)前风当总成设计10）内饰、外饰设计11）先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制，第二轮试验样车（定型车）试制12）碰撞与结构分析及结构优化设计13）成型过程仿真14) 模具与工艺工装设计如图3.1.1为车身详细设计阶段面向对象的产品模型(OPM)并行设计流程图OM2 OM2 OM2 OM2 OM2 OM2T21: CAD T22: DF A可装配设计T23: CAE T24: 评审T25: DFM 可制造设计T26: CS 碰撞仿真IM21: 输入产品模型，请求详细设计OM21: 向下游预发布零部件信息OM22: 输出DF A结果OM23: 输出CAE结果OM24: 输出同意或修改概要设计建议OM25: 输出DFM结果输出OM26: CS结果图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型31 32 3334 35T 31: CAPP T 32: CAFD 机算机辅助工装卡具设计(CA FIT DE SIGN)T 33: CAM T 34: MPS(制造过程仿真) T 35: 评审 IM 31: 请求加工过程设计 OM 31: 输出CAPP 结果 OM 33: 输出 CAFD 结果OM 33: 输出CAM 结果 OM 34: 输出MPS结果OM 35: 输出同意或修改详细设计建议图3.1.2 汽车产品开发试制与加工过程设计OPM 模型 g 1: 请求详细设计(结构) g 2: 预发布零部件消息，请求试制或加工过程设计 g 3: 请求修改概念设计(造型设计) g 4: 请求修改详细设计(结构设计)图3.1.3 汽车车身并行开发过程OPM 模型图3.1.4 车型数字化设计过程3.1.2 车身结构设计方法学1 1995年后的先进的车身设计技术与方法1995年后车身设计技术发展与市场需求体现在如下几个方面:图3.1.5 虚拟产品开发描述图3.1.6 白车身设计过程描述图3.1.7 并行设计与开发周期降低图3.1.8 全数字化设计方法图3.1.9 确定设计结构方案图3.1.10 产品设计及工艺设计集成计方法图3.1.12 参数化结构断面设计图3.1.13 全相关参数化的车身开发全过程2 数字化车身结构设计方法学(1)设计硬点设计区的设计方法复杂的结构实际上是众多简单的设计的叠加组合(复杂设计简单化)任何复杂的车身结构设计与设计结果都是由如下两个方面决定: (a) 满足诸多设计硬点的特征结构设计(HARDPOINT DESIGN AREA), 例如, 造型面硬点, 与车身有关的零部件装配孔面及结构等设计硬点, 选定的设计断面结构, 造型分界线硬点, 造型形状形成的设计断面引导线硬点, 车身零件间的焊接装配面, 零件的分块线硬点. (b) 自由设计区设计(FREE DESIGN AREA), 即在满足设计硬点基础上, 进行的自由设计区, 一般非设计硬点的设计区域都属于自由设计区, 自由设计区不同的设计人员会得到不同的设计结果, 这也是自由设计区自由的特点, 但这不等于自由设计区可以胡乱设计, 应遵循如下一些设计原则, 以便才能使设计结构更合理, 水平更高.因此车身设计过程与方法应满足如下公式:车身结构设计特征(BSDF)=自由设计区自由设计特征(FDF)+断面设计硬点决定的设计特征(SDHF)+造型设计硬点决定的特征(IDHF)+造型决定的断面引导主轴线(一个零件多个断面几何中心连线)特征(ISSF)+其他附件或COPY件等确定的设计硬点特征(CDHF)+零件分块线与焊接边界线等的设计硬点特征(BDHF)即为:BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF车身零件结构的设计过程或设计建模(BSDP or BSDM)=用三维CAD软件完成车身结构设计特征的过程或结果(BSDFP or BSDFM)即为:BSDP=BSDFPBSDM=BSDFM车身设计建模(BDM)=完成所有车身零件的设计建模与装配设计建模的总称(TOL_BSDM) 即为:BDM=TOL_BSDM全数字化车身设计开发(BDD)=采用三维CAD 软件完成全部车身设计建模, 并采用CAD/CAE/CAM一体化技术完成车身设计,结构优化及制造(或制造模具)的全过程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).即为:BDD=3D_CAD/CAE/CAM_BDM(2) 自由设计区的设计方法与设计原则a 自由设计区的设计方法(a) 先用三维CAD软件将设计硬点确定的结构与特征连接成一体, 成为一个粗的异型大面, 中间可以用一些平面与设计硬点面的相交获得连接线或倒角线.(b) 对设计硬点之间形成的设计区域-自由设计区每一个进行分析, 强度和刚度一般性要求的部位一般小于50*50mm的面积区域, 可以不加特征结构(加强筋, 加强沉孔(如果没有密封要求), 折边, 卷边等特征结构建模), 但要在边界上导角. 大于50*50的区域一般要加特征以便加强结构并导角,较大的区域不留任何空地, 以便使刚度最大, 材料最省.a 自由设计区的设计准则(a) 最大刚度原则- 自由设计区必须尽力获得最大刚度的设计原则, 因此, 要加加强筋和加强沉孔, 以便获得高水平的设计结构.(b) 最轻量化原则- 设计结构要确保满足刚度要求的基础上使材料最省的原则, 尽可能使结构设计可以使料厚簿一些, 没有密封要求的结构可以用沉孔以便轻量化与刚度最大化的双嬴, 等要充分考虑结构形式和结构方案.(c) 最大园角原则-自由设计区, 一般都是内部结构区域, 不在外观缝隙线条区域. 因此, 为了提高冲压工艺性, 减少制造成本, 应尽可能设计较大的设计过渡园角. 但不能影响设计硬点结构. 在在外观区域应尽可能最小园角原则,最小值为料厚(d) 特征结构最大斜度原则- 筋槽设计的立面尽可能采用较大的斜度. 以便获得较好的制造工艺性, 防止冲压裂纹和褶皱.(e) 最符合工艺性原则-从设计结构上和面的光顺程度上尽可能获得好的制造工艺性, 如材料流动均匀性与制造可能性.(f) 创新与多样化设计原则-自由自由就意味着允许多样化, 也就是创新原则.(g) 最复杂化原则, 因为模具加工不会增加制造成本, 只会降低成本(如材料轻, 成本低了).(h) 满足CAE/OPTIMIZATION结构优化分析设计要求.。
汽车车身结构设计讲解
三、车身基本结构设计——地板设计
4）前地板的中央通道：设计时注意高度变化，Z向高度要根据传动轴在整车的布置 要求，一般在80-100mm之间，具体数值请根据具体车型给定。型面走向在有限的 空间里尽力放缓，与前围下板的搭界面一般采用圆弧型面搭界。 5）地板的漏液孔： 孔的布置主要在前地板上，是由于在整个的地板总成中前地板 最低，并且前面存在下前围板。
具体位置是：前座椅地脚加强梁前方和后方，左右对称，避免孔的位置高于四 周型面 。其数量根据地板型面确定，无具体要求。
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三、车身基本结构设计——顶盖总成
顶盖是车厢顶部的盖板。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与 支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。当然，为了安 全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶 盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。 代号5700 车身顶盖系统顶盖外板顶盖前横梁总成顶盖后横梁总成顶盖加强梁总成天窗加 强件(带天窗)
非承载式（有车架） 一般货车、大客车、专用车和大部分高级轿车都装有独立的车架，车 身上的载荷主要由车架来承担，车身在一定程度上只承受由车架的弯 曲和扭转变形引起的载荷。 H3,H5为非承载式车身。
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二、车身分类
承载式（无车架） 承载式车身无车架，车身的刚度和强度通常由车身下部来予以保证，一般 部分高档车和目前主流的中低档轿车车身都属于承载式车身。例如，我公 司开发的部分车型。 C30,C50,H6,M4均为承载式车身。
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三、车身基本结构设计——地板设计
在现有的车型中，整个地板区域通常分成了三块，前地板、中地板、和后 地板。
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三、车身基本结构设计——地板设计
汽车车身结构与设计车身概论PPT课件
振动隔离
车身应具备有效的振动隔离能力，以减少发动机、传动系统等振动源对乘员的干扰。通过 优化车身结构和采用适当的减震材料，可以降低振动对乘员的影响。
05 未来汽车车身的发展趋势
轻量化设计
总结词
随着环保意识的提高和节能减排的需求，轻量化设计已成为未来汽车 车身的重要发展趋势。
详细描述
通过采用新型材料（如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等）和优 化车身结构，降低车身重量，从而提高燃油经济性和减少排放。
优点
提高燃油经济性、减少排放、提升车辆性能。
挑战
技术难度大、成本较高、生产工艺要求高。
智能化设计
01 总结词
随着智能化技术的不断发展， 未来汽车车身将更加智能化， 提高驾驶安全性和舒适性。
热系统来确保正常运行。车身的进风口和散热格栅设计对散热性能有重
要影响。
汽车车身的碰撞安全性
吸能与缓冲
汽车在发生碰撞时，车身应具备一定的吸能与缓冲能力， 以减少对乘员的冲击。通过合理设计车身结构和采用高强 度材料，可以提高碰撞安全性。
乘员保护
在碰撞事故中，车身应能够有效地保护乘员免受伤害。这 包括设计合理的安全气囊、安全带等被动安全装置，以及 优化车身结构以减少对乘员的挤压和撞击。
轻量化
降低车身重量，提高燃油经济 性。
工艺性
便于制造、维修和降低制造成 本。
安全性
满足碰撞法规要求，保证乘员 安全。
耐久性
保证车身在使用寿命内具有良 好的结构和外观保持能力。
经济性
在满足性能要求的前提下，尽 可能降低成本。
03 汽车车身设计
车身设计工程师岗位职责
车身设计工程师岗位职责车身设计工程师是汽车制造企业中非常重要的职位之一，该工程师所从事的工作是负责汽车车身的设计及相关技术工作。
具体职责如下：1. 沟通协调：与同事团队展开协作开发工作，如车身架构设计师、结构工程师等等，协调并制定技术方案，确保车身设计的安全、可靠性及质量达到企业的标准要求。
2. 负责车身设计：车身设计工程师要参与车身结构的计算、校核、材料选择、工艺流程设计以及各种相关的技术方案的把握和规划，协助车身架构设计师、样车制作和更新等，确保设计的效果达到企业要求并不断提高。
3. 产品的设计和翻译工作：将用户需求转化为产品设计需求，完成相关产品的设计工作并汇报设计出的产品范围给外部团队。
需要在全球范围内开发和设计车身，熟悉新兴汽车市场需求、模拟设计，并能及时反馈最新车身技术，提供优质可靠，大众化的汽车产品。
4. 科研开发：车身设计工程师需学习和掌握最新的汽车相关技术和行业发展动态，研发汽车车身相关技术的新理念、新工艺和新解决方案，对车身的轻量化和安全性有着特殊的研究和开发工作要求。
5. 车身型号：我们期望车身设计工程师有丰富的汽车车身品级划分知识和相关设计预算掌握能力，协同相关团队推进车型的技术确定和开发规划。
通过各种研究和评估，开发出适合市场的车型，设置车模的相关参数及外观形态的各种要求，使设计方案实施更加具有前瞻性和竞争性。
6. 质量控制：质量控制是车身设计工程师必须具备的职责范畴之一。
要能够熟练掌握车身工艺的详细工作流程，对整个设计过程起到相应的监督和把控作用。
确保车身的设计和生产过程质量良好，能够满足客户的需求和品质要求。
总的来说，车身设计工程师是需具有广泛技术知识和技能的岗位。
他们需要熟练掌握相关技术知识，与其它团队成员的沟通协作能力，以及全面的质量掌控能力。
通过不断学习和创新，必将创造出越来越高品质的汽车车身设计。
汽车车身设计
第二节 车门布置设计 四、车门与门柱的配合设计 应注意： 1. 门柱的强度和刚度 2. 车门、限位器、门锁闩等安装位置和精度 3. 与密封措施有关的车身结构要求 4. 门和门洞配合的一些控制措施 5. 选择的材料和加工方法等
（一）前门锁啮合处B柱外板截面设计 1. 截取通过前门门锁啮合中心线的x-x截面。在x-x截面上作后门 摆动到全开启位置并超过4°的门边轨迹
检查后门门边运 动间隙解图 1-后门最外极限 位置 2-最内极限 位置 3-后门全开 启并超过4°位置 4-门边最大调节 位置
（一）前门锁啮合处B柱外板截面设计 2. 调整锁支持面与B柱外板的关系，布置锁啮合中心线 3. 根据门合页尺寸h1 画圆弧; 在后门处于关闭位置时，让后门 前侧内板的斜度为 6°。参考前门内板 J 平面确定后门内板 J 平面 4. 根据密封要求，确定B柱外板B、R点，获得B柱宽度尺寸J’ 5. 取 B 柱 侧 外 板 与 前 、 后 门 侧 内 板 平 行 ， 其 间 隙 至 少 取 为 11mm；考虑安装线束导管，确定B柱外板斜面P
铰链轴线的倾角计算 a)铰链轴线的倾斜 b)铰链轴线傾角计算 1-侧视铰链位置 2-车门打开位置 3-车门关闭位置 U/D-车门打开60°时车门A点的上升量或下降量
（一）玻璃及玻璃升降系统布置 1．布置玻璃升降系统的已知条件 1）侧视图上车门窗框线（D线），造型给出的车门腰线C，玻 璃上边缘点A和下边缘点B 2）车身最宽处（如坐标3300处）的车门主截面图 3）侧玻璃向车身中心的倾斜度和曲率 4）已知玻璃升降器基本尺寸
（二）车身总宽和车身侧面外形曲面，门洞线、腰线、 门窗口线，玻璃形状和分块，轮罩开口线等
（三）车门周边与车身门框的配合关系
（四）前、后门主要边缘结构和尺寸
车身设计流程
车身设计流程车身设计是汽车制造中的重要环节，它直接影响到汽车外观、空气动力学性能和安全性能。
车身设计流程是一个系统性的工程，需要经过多个阶段的设计和验证，才能最终确定最优的车身设计方案。
下面将详细介绍车身设计的整个流程。
首先，车身设计的第一步是需求分析。
在这一阶段，设计师需要与市场部门、产品规划部门和工程师进行充分的沟通和交流，了解市场需求、产品定位和技术要求。
通过调研市场和用户需求，确定车身设计的基本要求和目标。
接着，是概念设计阶段。
在这一阶段，设计师需要进行创意激发和概念构思，提出不同的设计方案，并进行初步的评估和筛选。
设计师需要考虑到车身的整体造型、空间利用、材料选择等因素，以确保设计方案能够满足需求，并具有一定的市场竞争力。
然后，是详细设计阶段。
在这一阶段，设计师需要对选定的概念设计方案进行深入的细化和优化。
需要考虑到更多的细节问题，如车身结构的强度和刚度、安全性能、制造工艺等方面。
设计师需要利用CAD技术进行三维建模和仿真分析，以验证设计方案的可行性和优劣。
随后，是样车制作阶段。
在这一阶段，设计师需要将详细设计方案转化为实物样车。
需要与工程师和制造部门密切合作，确保样车的制作符合设计要求，并进行必要的调整和改进。
样车制作是车身设计流程中的一个重要环节，直接关系到设计方案的实现和可行性。
最后，是验证和认证阶段。
在这一阶段，设计师需要对样车进行全面的测试和验证，包括碰撞测试、风洞试验、道路试验等。
需要确保车身设计方案满足相关的法规要求和安全标准，并具有良好的空气动力学性能和行驶稳定性。
同时，还需要进行相关认证和审批，以确保车身设计方案能够顺利投产和上市。
总的来说，车身设计流程是一个系统性、复杂性和多学科交叉的工程，需要设计师在不同阶段充分发挥自己的专业技能和创造力，与团队成员紧密合作，共同完成车身设计的全过程。
只有通过严谨的流程和高质量的设计，才能最终实现优秀的车身设计方案，满足市场和用户的需求。
现代汽车车身设计技术课件(完整篇)
现代汽车车身设计技术课件第一部分：引言汽车车身设计是汽车工业中至关重要的一环，它不仅关系到汽车的外观美感，还直接影响到汽车的空气动力学性能、安全性能和舒适性。
随着科技的进步和消费者需求的不断变化，现代汽车车身设计技术也在不断发展和创新。
本课件将带您深入了解现代汽车车身设计技术，包括设计理念、设计流程、材料选择、制造工艺等方面的内容。
一、设计理念现代汽车车身设计强调以人为中心，注重用户体验和情感共鸣。
设计师们通过研究消费者的需求和喜好，结合汽车品牌的特点和定位，创造出符合时代潮流和审美趋势的车身造型。
同时，设计师们还注重车身设计的创新性和可持续性，力求在满足功能需求的同时，实现环保和节能的目标。
二、设计流程1. 市场调研：了解消费者的需求和喜好，分析竞争对手的产品特点，为车身设计提供依据。
2. 概念设计：根据市场调研结果，设计师们提出初步的设计方案，包括车身造型、颜色、材质等方面的构思。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，设计师们对车身各个部分进行详细设计，包括车身结构、车门、车窗、车灯等。
4. 工程设计：工程师们根据详细设计图纸，进行车身结构的强度和刚度分析，确保车身的安全性能。
5. 制造工艺设计：根据工程设计图纸，设计师们制定车身制造的工艺流程，包括冲压、焊接、涂装等环节。
6. 试制和验证：根据制造工艺设计，制造出实车样品，进行各项性能测试和验证，确保设计目标的实现。
三、材料选择现代汽车车身设计在选择材料时，需要考虑材料的强度、刚度、轻量化、耐腐蚀性、可回收性等多个方面的因素。
常用的车身材料包括钢材、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。
设计师们根据车身各个部位的功能需求，选择合适的材料，以实现最佳的性能和成本平衡。
四、制造工艺现代汽车车身制造工艺包括冲压、焊接、涂装等环节。
冲压工艺用于制造车身的外覆盖件，如车门、车顶、翼子板等；焊接工艺用于将各个冲压件焊接成完整的车身结构；涂装工艺用于提高车身的耐腐蚀性和美观性。
汽车车身设计知识点
汽车车身设计知识点一、引言在汽车设计中，车身设计是一项非常重要的工作。
一个好的车身设计不仅能够提供良好的外观美感，还能够影响车辆的性能和安全性。
本文将介绍一些汽车车身设计的知识点。
二、车身设计原则1. 美学原则车身设计的首要原则是满足美学要求。
汽车作为一种交通工具，外观设计必须符合人们审美的需求，具有独特和吸引人的外观，给人以愉悦的感受。
2. 空气动力学原则车身设计需要考虑空气动力学的因素。
通过优化车身线条、减小风阻系数，可以提高汽车的燃油经济性和稳定性，减少噪音。
3. 结构强度原则车身设计必须具备足够的结构强度，以保障乘客的安全。
通过合理选用材料和采用适当的结构设计，可以增强车身的抗冲击性和承载能力。
4. 功能性原则车身设计需要满足车辆功能的要求。
比如，提供充足的内部空间，方便乘客上下车和存放物品，设置合理的门窗和后备箱等。
三、车身设计要素1. 比例与造型车身设计中比例和造型是非常重要的要素。
合理的比例能够给人一种协调和谐的感觉，而独特的造型可以突出品牌特点和个性。
2. 车身线条车身线条的设计可以影响车辆的整体形象。
简洁流畅的线条能够增加车辆的动感和时尚感，而复杂的线条则可能显得杂乱无章。
3. 车身颜色车身颜色是车辆外观设计的重要组成部分。
颜色的选择应根据品牌定位、市场调研和消费者喜好等因素进行考量，以展示品牌形象和个性。
4. 灯光设计汽车灯光设计不仅在夜间行车时提供照明功能，还能起到装饰和警示的作用。
合理的灯光设计可以提高车辆的辨识度和安全性。
5. 车身材料车辆的车身材料直接关系到车身的强度和重量。
常见的车身材料包括钢铁、铝合金、碳纤维等。
选择合适的材料可以实现车身轻量化和节能减排。
四、车身设计流程1. 概念设计概念设计阶段是对车身设计进行初步构思和创意的阶段。
设计师可以借助手绘、数码绘图和三维建模等工具，不断进行创作和修改。
2. 造型设计造型设计阶段是将概念转化为真实的三维模型。
设计师使用粘土或数字模型等方式来塑造车辆的外形，并进行细节和比例的修饰。
汽车车身设计
汽车车身设计汽车车身设计指汽车外观与内饰的设计与布局。
它不仅关乎汽车的颜值与品质,也关系到驾乘舒适性、空间利用率与成本控制等方面。
一个成功的车身设计可以显著提升品牌形象,增加产品的消费诱惑力,并延长产品生命周期。
它体现了汽车企业的产品理念与工艺水平,是影响客户选购决策的关键因素之一。
首先,外观设计决定了汽车的整体风格与美学效果。
通过车头灯、车格、侧面线条与车尾设计,可以呈现出运动型、稳重型或前卫科技型等不同的设计风格。
同时,强大的视觉冲击力还可以快速提高品牌知名度与产品认知度。
一款优美大胆的车身外观设计,可以成为企业营销的有力武器。
其次,内饰设计关系到驾乘者的使用体验。
高品质的材料与人性化的布局可以营造轻松舒适的驾乘环境,这有效地提高了驾驶的愉悦度与使用寿命。
同时,细致周到的细节设计,如质感材质、氛围灯光与手机无线充电等,可以在潜移默化中提升产品的高端质感与科技感。
这会增强用户的品牌认同度与忠诚度。
再者,驾驭空间的设计实践了人车融合的理念。
合理布局的座椅、方向盘与中控系统等,不仅确保了操控的便捷性与安全性,也兼顾了驾驶姿势的舒适性与使用的易学性。
这有助于驾驶员长时间高质量地与驾驶环境进行互动,从而提高驾驶的易用性与信任感。
然后,车身设计也关系到整车的成本与制造工艺。
简洁的外观线条与内饰布局,采用易加工与模块化的部件,这可以显著降低设计与生产难度,实现成本的有效控制。
同时,设计需兼顾电子设备、传感器与网络模块的安装与布线,这需要更高的整车设计与工艺能力。
全面考虑各个方面的车身设计,需要汽车企业具备比较先进的研发实力与生产技术。
最后,未来汽车的车身设计将呈现智能化与个性化特征。
客制化的内外饰、ROID驾驶舱与显示屏更替等可以实现个人化定制。
而随着自动驾驶的发展,车内空间布局也将发生革命性变化。
车身设计将不再局限于通过人工驾驶实现人车互动,更加注重通过车载系统为人提供智能服务与增强现实体验。
这需要设计师具有跨界的视野与思维。
汽车车身外形优化设计与空气动力学分析
汽车车身外形优化设计与空气动力学分析随着汽车工业的发展，对汽车车身外形的设计也越发重视。
一个合理的外形设计可以显著影响汽车的性能，尤其是在空气动力学方面。
本文将介绍汽车车身外形优化设计与空气动力学分析的相关内容。
一、汽车车身外形设计的要求汽车车身外形设计是将美学与功能性相结合的过程。
外形设计应具备以下要求：1.降低空气阻力：汽车在行驶过程中会受到空气阻力的影响，使得汽车需要更多的能量来推动其前进。
通过优化车身外形，可以减少空气阻力，提升汽车的能效。
2.优化空气流动：一个有效的车身设计可以使空气流经汽车的表面时更加顺畅，减少气流的涡旋和湍流，从而降低噪音和震动，并提高行驶的稳定性。
3.提升汽车的外观美感和品牌价值：好的外形设计可以使汽车看起来更加时尚、动感和独特，提升消费者的购买欲望并增加品牌价值。
二、汽车车身外形优化的方法为了实现以上的要求，汽车车身外形的优化需要考虑多个因素。
以下是一些常见的优化方法：1.流线型外形设计：通过设计流线型车身，可以减少气流的阻力，提高汽车的能效。
流线型设计要求车身的前端尽量收窄，后端逐渐变宽，以及减少车身的棱角和突起。
2.减小空气阻力的设计：通过减小车身面积、降低车身高度、缩小前后轮的间隙等方式，可以减小汽车受到的空气阻力，提高风阻系数。
3.借鉴仿生学原理：仿生学是生物学、物理学和工程学的交叉领域，通过学习和模仿自然界的形态和结构，来优化工程设计。
在汽车设计中，可以借鉴仿生学原理，如鱼类的流线型身形、鸟类的翼状结构等，来改善汽车车身设计。
4.使用先进的材料：采用轻量化材料，如碳纤维复合材料，可以减轻车身重量，提高燃油效率，并减少碳排放。
三、空气动力学分析与验证为了验证汽车车身外形优化设计的有效性，可以进行空气动力学分析和仿真。
通过计算流体力学（CFD）仿真软件，可以模拟汽车不同速度下的风阻、升力、气动力和湍流等参数，评估设计方案的优劣。
空气动力学分析可以帮助设计师理解空气流动的特征和趋势，并基于分析结果进行优化。
汽车车身设计考试重点
现代车身设计：①计算机辅助造型设计②虚拟现实技术③空气动力学模拟④人机工程学技术⑤数字样机技术⑥CAE分析及验证技术⑦模块化设计技术⒈A类车：主要指乘用车，包括轿车，旅行车，多功能车和轻型货车；B类车：主要指商用车，包括重型货车和大客车。
⒉H点是指H点装置上躯干与大腿的铰接点。
⒊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。
硬点尺寸：是指连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间以满足使用要求的尺寸空间。
⒋眼椭圆：指不同身材的成员以正常姿势坐在车内时其眼睛位置的统计分布图形，⒌头廓包络：头廓包络指不同身材的成员以正常姿势坐在适宜位置时其头廓的包络。
⒍.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以及一手握住转向盘时，另一手所能伸及的最大空间廓面。
⒎刮净率：实际刮扫区和理论刮扫区重合部分的面积与对应的理论刮扫区面积之比。
⒏白车身：通常指已经焊装好的白皮车身，主要包括车身结构焊接总成和车身闭合件焊接总成，不包括车身附属设备和装饰件。
⒐车身承载：⑴承载式：将车架的功能融入车身的结构又称整体式车身结构，它承载系统的全部功能。
优点：整体刚度大，重量轻，整车高度低，生产效率高。
⑵非承载式：带有独立完整车架的车身结构，车身通过各个橡胶垫或悬置用螺栓与车架连接，载荷主要由车架承担。
优点：由于车身与车架间的弹性连接，使乘坐舒适性提高，给车身的改型带来方便。
【影响车身和车架强度的基本载荷分为两大类：①对称垂直载荷②非对称载荷—典型路面】⒑拓扑模型：是指车身结构中，梁，柱等承载件的空间布置形式。
⒒纵向碰撞理想特性：行人保护和低速防护区，相容区，自身保护区。
⒓对于空间梁单元，每一个节点有6个自由度。
单元刚度矩阵为12×12⒔为了提高扭转刚度，大都采用闭口截面。
⒕白车身结构总成是由承载构件，接头和板壳焊接组成。
⒖接头计算模型分详细接头模型和简化接头模型详细接头模型主要采用板单元模拟，简化接头模型是将详细接头模型简化成由梁单元和弹簧元模拟，超单元是将系统或子结构有限元模型的自由度分为主自由度和副自由度，副自由度依附主自由度而被消去，通常称为劲力减缩，这样可以简化有限元模型而性质基本不变。
(完整版)汽车车身结构与设计期末考试试题
（完整版）汽车车身结构与设计期末考试试题一、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。
（完整版）汽车车身结构与设计期末考试试题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.汽车车身结构与设计-车身总体设计
第一节 车身总体布置
一、车身总布置
车身总布置设计是对车身内外形、发动机舱、行 李舱、前后围、地板、车窗、内饰总成和部件 （仪表板、座椅和操纵机构等），以及备胎、燃 油箱和排气系统等，在满足整车布置和造型要求 下进行尺寸控制和布局的过程。
车身总布置图
车身坐标系
车身坐标系按QC/T 490-2013《汽车车身制图》中 的规定：
车身设计中一般采用5 %、50 %和95 %三种百分位的 人体尺寸,分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的 人体尺寸。车身设计中，常把第95 %百分位的值作为 设计上限，把第5 %的值作为下限。这样的设计结果可 满足90 %的使用对象。
SAE J826 人体设计样板
早期的车身布置 使用的人体模型 是人体设计样板， 常用塑料板材等 按1:1、1:5、 1:10等常用制图 比例制成，用于 辅助制图、乘员 乘坐空间的布置 和测量、校核空 间尺寸等。
Euro NCAP根据包络线距离（Wrap Around Distance，WAD）把发动机盖进 行了碰撞区域的划分。所谓包络线距离，是指从地面开始计算，围绕汽车前端沿 发动机罩向后，所得的包络线的距离。
概念：驾驶人手伸及界面是指驾驶人以正常姿势入座、身系安全 带、右脚踩在加速踏板上以及一手握住转向盘时，另一手所能伸 及的最大空间界面。
通用布置因子：G 因子，反映乘坐环境布置的代数式：
HR 基准面：用于定位驾驶人手伸及界面的平面。它平行于汽车 坐标系YZ 平面，位于AHP 后方，到AHP 的距离为： d =786 -99G
每张表格对应着一定范围的G 因子值、确定的驾 驶人男女比例和安全带形式。
驾驶人手伸及界面数据表格
驾驶人手伸及界面在车内的定位
汽车车身总布置设计
汽车车身总布置设计汽车车身总布置设计是指对汽车外部车身的整体造型和布局进行设计。
汽车车身设计是汽车设计的重要组成部分，它不仅仅是为了满足美观的要求，更是为了满足汽车功能性、安全性和空气动力学性能等方面的要求。
下面将详细介绍汽车车身总布置设计的相关内容。
汽车车身总布置设计涉及到一系列因素，包括流线型外观、车身尺寸和比例、车门、车窗、前脸和车尾等。
其中，流线型外观是现代汽车设计中非常重要的一个方面，它能够减少空气阻力，提高汽车的稳定性和燃油经济性。
车身尺寸和比例的设计需要考虑车内空间布局和乘坐舒适性，同时还要满足安全性和稳定性的要求。
车门的设计是汽车车身总布置设计中的关键步骤之一、车门不仅仅是一种开启和关闭车辆的装置，它还要具备能够提供良好密封性和防盗性的功能。
此外，车门的设计还需要考虑乘客进出车辆的便利性和安全性，以及车身结构的稳定性。
车窗的设计也是汽车车身总布置设计中的重要一环。
车窗除了提供乘客的视野和采光外，还要具备隔热、隔音和防盗等功能。
在现代汽车设计中，透明材料的应用也成为了一种趋势，例如使用大面积的玻璃和透明塑料来增强汽车外观的时尚感和通透感。
汽车车身的前脸设计是汽车外部造型的重要组成部分。
前脸设计不仅要满足车辆的空气动力学性能和冷却系统的需要，还要与汽车品牌形象相匹配。
一个独特和具有辨识度的前脸设计可以为汽车赋予独特的个性和品牌价值。
车尾的设计也是汽车车身总布置设计中的重要考虑因素之一、车尾的设计既要满足空气动力学的要求，也要与前脸和侧面的设计相协调。
一个动感和流线型的车尾设计可以增强汽车的运动感和美观度。
除了以上提到的设计要素，汽车车身总布置设计还需要考虑其他因素，如车轮的布置、行李箱的布置和车身的结构强度等。
这些因素对于车辆的使用功能、乘坐舒适性和安全性都具有重要影响。
总之，汽车车身总布置设计是汽车设计中不可或缺的一环。
它既要满足汽车的美学要求，又要兼顾汽车的功能性、安全性和空气动力学性能等方面的要求。
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（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 3．车身板壳的局部振动模态
• 刚度差的大型覆盖件易在振源激励下产生强迫振动 • 当激振频率接近车身内外板的固有振动频率时将发生板壳共振 • 车身大型板件共振频率通常在40~300Hz或更高的范围 • 板件振动造成的辐射声和车室内空腔体积的变化，是产生车内噪声的重要原因
n 例：
（三）防止结构中的应力集中 2. 孔洞的设计
• 孔洞会产生应力集中 • 开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重 • 应尽可能将孔位选在应力较小的部位，如截面中性轴附近
（三）防止结构中的应力集中 3. 加强板的合理设计
• 加强板太小，不足以将集中载荷通过加强板分散到较大的面积上；加强板太大则会增加质量 • 加强板厚度比被加强件的板料厚，但厚度不宜相差太悬殊
• 使乘员感到不舒适 • 带来噪声 • 部件疲劳损坏 • 破坏车身表面的防护层和车身的密封性
n 汽车设计目标——高刚度、轻重量 • 利于悬架的支持，使车辆系统正常工作 • 利于改进振动特性 • 节能 • 提高汽车动力性、经济性、操纵稳定性
n 高刚度、轻重量的关键：结构动力学设计
n 与结构动力学相关的车身结构基础性能 • 车身静刚度 车身弯曲、扭转刚度和局部刚度 • 车身动刚度 模态特征、传递特性
• 建立基于性质的参数化模型（PBM），可帮助弄清这个关系 n 此设计初期的过程不能获得确定的设计，只是为后续优化设计提供一个初始方案
（四）结构动力学设计 n 所提出的车身动力学性能要求，分派到各子系统和部件，由其性能保证将来整车性能目标的实现 n 分派指标： 1．模态研究与控制（模态分布图设计） 2．建立系统模型 3．动力学计算分析 4．分析流程 5．性能平衡 6．结构优化
汽车车身设计
第一节 车身结构刚度设计 一、刚度测试和分析 二、车身整体刚度设计 三、车身局部刚度
第二节 车身结构的动力学性能设计 一、车身振动特性 二、车身结构动力学性能设计
第三节 结构设计过程与性能实现 一、结构方案设计阶段 二、结构研究阶段 三、结构完善阶段 四、白车身结构设计完成的总结
提纲
n 车身在外界激励作用下将产生变形，引起系统的振动 n 当外界激振频率与系统固有频率接近，或成倍数关系时，将发生共振
n 车身刚度最终影响汽车的目标性能 • NVH（Noise、Vibration、Harshness）特性 • 车身结构耐久性
车身结构刚度和动力学性能设计过程：
1）选定竞争车型，进行对标分析 性能水平测试、分析和评价研究，新车型性能指标的参考。测试包括：整车和 车身刚度、车身模态、用户界面点振动、噪声响应等
（四）结构动力学设计
1．模态研究与控制 • 车辆振动响应是车辆子系统、零部件与道路或发动机激励等彼此作用的结果
• 为降低驾驶员界面的振动响应级，必须控制系统振动的频率，使其互不耦合并避开通常的激励 频率
• 需要根据最初对标时所做的分析和测量，以及数据库的数据支持，设计模态分布图
（四）结构动力学设计 1．模态研究与控制 n 例：某车型的模态图
• 无阻尼线性系统振动：各阶固有振型的线性组合 • 低阶振型对构件的动力影响大于高阶振型
n 扭转或弯曲振型
➢一阶弯曲 • 两个节点 • 频率为20~40Hz
二阶弯曲 三个节点 频率为30~50Hz
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 1．车身整体振动模态
• 轿车各部分的固有振动频率和激振频率的分布图
部件刚度贡献率
a) 弯曲刚度
b)扭转刚度
n 例：
• 前风窗对整车扭转刚度贡献达15%，对整车弯曲刚度贡献为6%，加强A柱横截面和顶盖前横梁截面， 以及加强A柱上、下接头的刚度很有意义
• 地板的中间通道构件在实例中对整车弯曲刚度贡献8%，对扭转刚度贡献7%。增加通道横向构件能使 通道更好地起到承载结构件的作用
（二）板壳零件刚度 n 设计上的考虑
1. 板壳零件的刚度取决于零件的板厚及形状 2. 曲面和棱线造型、拉延成型时零件的冷作硬化 3. 在内部大型板件上冲压出加强筋 4. 若不允许出现加强筋，可在零件上贴装加强板 5. 可用沉孔来加强刚度
（三）防止结构中的应力集中 1. 避免受力杆件截面的突变 n 在结构设计时要避免截面急剧变化，特别是要注意加强板和接头设计时刚度的逐步变化
（二）车身刚度优化 n 通过优化计算和经验设计，直到模型的各个部分的性能得到合理的匹配，满足总的刚度设计目标 n 优化后的模型各部分性能就是下一步车身详细设计的指南
（二）车身刚度优化 1.优化目标
• 车身刚度优化的目标是高刚度/轻重量 • 高刚度
n 静刚度指标 n 车身结构的一阶弯曲和一阶扭转模态频率 • 轻重量 n 应变能计算 n 组件的贡献分析
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 1．车身整体振动模态
• 轿车各部分的固有振动频率和激振频率的分布图 ① 车身低阶模态频率大致在20~50Hz
n 避免与底盘系统共振 n 注意提高车身整体的刚度和部件刚度 ② 在节点处布置动力总成等的悬置点 ③ 车身装上内饰件后，扭转和弯曲频率最多可分别下降15%和25%
车身整体刚度设计方法 （一）构造车身基本结构并建立概念设计模型 （二）车身刚度优化
（一）构造车身基本结构并建立概念设计模型 n 车身基本结构
• 指主要用以传递载荷的车身结构 n 概念设计模型
• 参考竞争车型结构 • 考虑采用材料、工艺等先进技术 • 兼顾车辆总体布置和造型的要求 n 有限元概念分析模型 • 用以分析结构刚度 • 根据结构的CAD模型建立 • 例：PBM模型（基于性质的参数化模型）
（三）振动特性测试 试验模态分析应用
第二节 车身结构的动力学性能设计 二、车身结构动力学性能设计
（一）主观评价和客观测量 n 车身刚度和模态不是最终的评价指标 n 汽车的性能指标应体现在使用性能的最终综合水平 n 在设计的最初阶段，对竞争车型进行评价，并测量驾驶员界面点的振动响应特性
（一）主观评价和客观测量 1．主观评价 n 由专家实际驾驶和主观评价的方法，评价汽车振动性能。对主观评价认为最好的车型要进行客观测量 n 例：某公司新蔽蓬车设计，对7种竞争车型进行评价
（一）车身支承部位刚度 • 该部位良好的局部刚度可防止载荷通过悬架、动力总成安装点进入车身时发生大的变形 • 一般根据车身支承件的刚度决定车身结构支座区域的目标刚度 • 在车身刚度设计时，必须对支座区域刚度进行有限元分析
（二）板壳零件刚度 • 大型板壳零件的刚度不足，易引发板的振动，令人感觉不舒适，造成部件疲劳损坏 • 零件刚度差会给生产、搬运等都带来困难 • 设计板壳零件尤其要注意提高零件的刚度
（二）车身刚度优化 2. 灵敏度和灵敏度分析
• 构件截面特性和接头刚度对材料几何尺寸变化的灵敏度 • 结构整体刚度对截面特性、接头刚度或板厚变化的灵敏度 • 选择较灵敏的变量或部位进行修改，引导结构优化的方向
n 车身整体刚度设计过程总结 1）对竞争车型测试参数； 2）整车和车身刚度的匹配，并分派各子系统刚度指标； 3）初步构造结构，并建立系统简化分析模型； 4）结构计算研究，包括
• 应采用车身整备模型，并输入激振力或道路功率谱密度 • 响应：速度、加速度、位移、应力
n 时间历程分析（振型叠加法、直接积分法等） n 响应谱分析（模态响应、模态应力） n 频率响应分析
（三）振动特性测试 试验模态分析 • 是通过振动模态试验获得表征结构动态特性的模态参数的一种动态分析方法 • 对于结构动态特性的预测、测试和修改，试验模态分析是最重要的技术之一
（三）防止结构中的应力集中 4. 车身支承部件（前、后轮罩）的设计
• 轮罩零件板厚分级
第二节 车身结构的动力学性能设计 一、车身振动特性
（一）振动模态分析 n 无阻尼单自由度系统
• 在初始激励作用下，将以其固有频率在某种自然状态下振动 n 多自由度系统
• 固有振型、固有频率 n 模态分析
• 无阻尼自由振动系统的特性分析
车身刚度测量装置 n a)测量弯曲刚度（左、右同向加载Fb） n b)测量扭转刚度（左、右反向加载Fd）
第一节 车身结构刚度设计 二、车身整体刚度设计
n 车身整体刚度 • 指车身的弯曲刚度和扭转刚度 • 良好的整体刚度 n 防止结构在载荷作用下产生大的变形，或车身结构声固耦合的变化而引发高的噪声 n 利于汽车操纵性
（二）确定性能指标 n 竞争车型指标，为新车设计提供了一个清晰的动力学性能水平。再考虑其它要求，可确定各项性能指标 n 其它性能要求：
1. 碰撞安全性 2. 耐久性 3. 布置、重量等
（三）性能综合 n 综合考虑各种要求，完成一个设计 n 充分理解所有性能要求，关键在于弄清整车性能要求与部件设计参数间的关系
5）结构优化 建立优化模型，反复调整部件的结构参数和性质；修改模型，各子系统结构在平衡，直至获得满 足目标性能各方面要求的最佳方案
6）试验验证 硬件验证伴随产品开发过程的每个阶段工作 7）完善化 物理样机试验出现的问题在投产前后尽可能完善 8）结论—产品设计的全面评估
第一节 车身结构刚度设计
n 车身刚度 • 整体刚度：决定于部件布置和车身结构设计 • 局部刚度： 主要是安装部位、连接部位、大面积板壳件刚度 决定于局部车身结构断面形状和采用加强结构等
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 2．部件模态分析
• 注意车身刚度分布 例：轿车前车身开口部分刚度优化 1. 各方案前五阶正交模态、四种工况静刚度对比 2. 加强车头与车室连接的刚度、改变该处载荷路径
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 2．部件模态分析
• 注意车身刚度分布 例：轿车前车身开口部分刚度优化
n 例如轿车地板的共振频率在50~60Hz左右，共振时发生敲鼓式的声响
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 3．车身板壳的局部振动模态
（一）振动模态分析 n 车身的振动特性分析 3．车身板壳的局部振动模态