四现代汽车车身设计

车身被动安全性
车身结构优化： ①正面碰撞时的保护措施：在前后碰撞变形区域进行合理改进，利用 汽车前部的压溃变形吸收能量，以缓解碰撞加速度，汽车前部（尤其是纵梁）常设计成S 形纵梁或Y形纵梁； ②侧面碰撞时的保护措施是增加车门强度。具体办法有增加钢板厚 度或增加防撞横梁；增加侧围构件的强度，包括增大A柱、B柱和C柱的截面形状及钢板 厚度；增加门槛强度，增强措施包括增大承载面积；在车身顶部B柱附近增加连接横梁， 在仪表板下面以及后风窗下面安装加强横梁；门锁及门铰链的合理设计有利于将车门所 受的撞击力有效地传递到立柱。
4.1 现代汽车车身设计概述
气动最优化：具有符合空气动力学规律的良好的气动外形； 轻量化：不仅是节能减排的需要，而且是技术发展的要求； 人性化：以人机工程学为基础的汽车结构和功能设计； 安全化：主动安全性和被动安全性； 虚拟化：运用VR技术，即利用计算机模拟色彩、质感、纹理、阴影、背景以
车身主动安全性
汽车视觉识别：高性能前照灯（一般有白炽、卤素、 氙气等类型）、高位制动尾灯、夜间视觉装置（有防炫 目装置和提高夜间视觉电子显示的综合系统装置）、防 止视觉降低装置（前风窗玻璃高效除霜装置、防雾装置、 超排水性能的前风窗玻璃）、清除视觉盲区装置（主要 有智能型后视镜和消除视觉盲区综合装置）等
车身主动安全性
车身主动安全性：也称预防安全性，是防止人为错误造成安全事故所进行的 研究，其主要研究内容包括汽车造型、操纵稳定性、制动性、人机环境以及 汽车视觉识别等内容。
汽车造型：主要包括驾驶员视野、车身颜色、室内环境以及驾驶员和乘员的舒 适性、疲劳程度等； 操纵稳定性的主动安全性研究：主要包括两方面的研究内容，即汽车行驶稳定 性和转向稳定性； 制动性能的主动安全性研究：ABS、制动力辅助系统BAS、电子制动力分配系 统EBD、电子差速锁等； 人机环境：座椅自动调节系统、车辆内部的总布置、仪表板、门把手等
车身材料的最新发展
泡沫合金板：由粉末合金制成，其特点是密度更小，仅为 0.4~0.7g／cm3，且弹性很好；
蜂窝夹芯复合板：在两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝。 根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维 增强树脂蜂窝、铝蜂窝等；
工程塑料：可实现轻量化和节能，且材料能够回收和循环利用 复合材料：是一种多相材料，是由有机高分子、无机非金属和
金材料，此外还有泡沫金属等材料；
非金属材料：包括工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶和泡沫非金属
材料等。除玻璃外，非金属材料已占到车身自重的25%左右；
复合材料：包括玻璃纤维增强塑料、纤维增强金属和纤维增强陶瓷等。
车身外板零件如挡泥板、发动机罩、车顶盖、保险杠、行李箱盖等都是 用复合材料；车室内零件如换挡操纵杆、侧门框装饰、风窗窗框等也都 采用复合材料制造。
车身材料的最新发展
研究表明若汽车质量降低10%，燃油经济性可提高6%~8% 高强度钢板：用高强度钢板制造的外板构件，质量可下降
10%~15%；制造内部构件时，质量可降低20%左右
B柱和门框使用高强度钢板； 为保护车外行人，汽车前部 的发动机托架使用强度略低 的材料
车身材料的最新发展
铝合金材料：铝合金具有密度小、比强度高、耐锈蚀、热稳定 性好、易成形、可再生利用等许多优点
发生碰撞时车内乘员的运动过程
造成乘员伤害的是第二个过程中乘员与车内结构件发生碰撞的 剧烈程度，而伤害程度则由汽车碰撞过程中的加速度直接决定。
汽车碰撞的研究内容
1）安全带研究： 安全带是一种系拌式被动安全装置，有两 点式、肩带式、三点式和四点式等类型。
安全带的类型
汽车碰撞的研究内容
2）安全气囊研究：安全气囊主要有控制系统、气体发生器和 气囊组成； 3）安全结构研究：通过对汽车结构的改进和研究，以达到吸 收碰撞能量、保证碰撞后乘员生存空间从而达到保护乘员生Байду номын сангаас 安全的目的； 4）吸能结构和吸能材料研究：吸能结构可保证碰撞时吸收较 多的冲击能量，而碰撞后可恢复原来形状；吸能材料作为汽车 的内饰材料以减少乘员二次碰撞过程中的伤害； 5）新型保护技术与装置的研究：基于现代科学技术研究成果 的综合应用。
及立体视角的原理，生成虚拟的1:1模型效果，可以省去造型设计阶段物理模型 的制作，并能够进行旋转和修改，供观察、检验、校核及评审。
绿色化：设计阶段考虑对环境的影响因素和预防污染的措施。
4.2 汽车车身材料
车身用材料可分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料：包括钢板、铸铁等重金属材料和铝、镁、钛等轻金属及其合
车身被动安全性
车身被动安全性：事故发生时汽车保护乘员和行人的能力。可靠的被动安全 系统是保护乘员生命安全的最重要系统，而安全的车身结构是所有被动安全 装置的基础，也是驾驶员和车内乘客的最后一道防线。
安全车身具备三个基本特征：驾驶室必须始终保持完整性和小变形性、保证乘 员与汽车内部构件之间的相对运动速度较小、车身结构具有合理的分段碰撞特性
全新奥迪A8使用了性能更好的大型铝铸 件和液压成型部件，车身零件数量从50 个减至29个，这种结构不仅使车身质量 减少50%，而且其扭转刚度也提高了 60%左右。由于所有的铝合金都可以回 收再生利用，深受环保人士的欢迎。
车身材料的最新发展
镁合金和钛合金材料：镁的密度为1.74g/cm3，仅为铝材密度 的66%，且镁的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁 屏蔽能力强，尺寸稳定性好，早期应用于航空工业，近年来在 汽车工业中也得到了广泛的应用；钛的比重为4.6g/cm3，但 强度和硬度均超过了钢材，且不易生锈。钛合金车身能够承受 更大的冲击力。
金属等原材料复合而成。
4.3 现代汽车车身的安全性
车身结构：车身是容纳乘客和货物的场所。按照受力情况的 不同，可以把车身分为非承载式、半承载式和承载式车身。 车身结构直接决定汽车碰撞时车身的安全性。
车身安全性的主要内容：主动安全性和被动安全性两大类。 主动安全性是指汽车避免发生意外事故的能力； 被动安全性则是指汽车在发生意外事故时对乘员进行有效保 护的能力。
汽车碰撞的类型
(a)正面碰撞；(b)侧面碰撞;(c)倾斜碰撞;(d) 偏移碰撞;(e)杆式碰撞;(f)钻撞 1-汽车；2, 2a,2b,2c,2d,2e-碰撞障碍物
汽车碰撞的研究内容
发生碰撞时，汽车的运动实际上由两个不同的过程组成，即动量交换过程 和停止过程。第一个过程是碰撞本身，汽车与汽车（或与其它物体）相互接 触而进行动量交换；第二个过程是碰撞结束后，汽车以新获得的速度为初始 条件开始运动直至停止。