车身侧围设计

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驾驶者通过A柱处的视线,每根A柱双目障碍 角不得超过6度。
从驾驶者的舒适性看,双目障碍角越小越好,但这 涉及到A柱的刚度,既要有一定的几何尺寸保持前 柱的高刚度,又要减少驾驶者的视线遮挡影响,是 一个矛盾的问题。设计者必须尽量使两者平衡以取 得最佳效果。
(5).B柱按侧面碰撞法规要求需承受侧面碰撞位移 评估。
(四).设计中车身用胶的选择.
⑴. 装焊胶的基本要求 ◆ 具有良好的油面施工性和油面粘结性. ◆未固化前在经过各种处理液(冷水、热水、脱脂
液、除锈液、磷化液等)、电泳液的冲刷和侵 蚀时,不会脱落,造成污染和性能上的改变. ◆不能引起焊点的锈蚀,点焊时不能产生有毒有 害物质. ◆胶中不能含有有机硅类物质,防止对电泳漆和面 漆质量造成危害. ◆能随电泳底漆快速固化. ◆施工方便,易挤出,不流淌. ◆不能含有有机溶剂,防止焊装时引起火灾.
e. A柱加强板中上下铰链加强 板做成U型结构并与内板相接; f. A柱内外板加强板
接口错位;
g. A柱内外板 加强板加筋;
(2).门槛梁加强板 a. 在A柱下部接头部位除特 征外,尽可能加筋;
b. 在平坦处加横筋与斜筋.
(3). B柱加强板
a.B柱加强板下段接头处做 成盒形,提高了强度。
b.铰链加强板
车身侧围结构设计
一.汽车车身概述
车身壳体按照受力情况可分为非承载式、半承 载式和承载式(或称全承载式)三种。 非承载式车身的特点:
是车身与车架通过弹簧或橡胶垫作柔性连接。 在此种情况下,安装在车架上的车身对车架的加固 作用不大,汽车车身仅随本身的重力,它所装载的 人和货物的重力及其在汽车行驶时所引起的惯性力 和空气阻力。而车架则承受发动机及底盘各部件的 重力,这些部件工作时通过其支架传递的力以及汽 车行驶时由路面通过车轮和悬架传来的力(最后一项 对车架或车身影响最大)。
①.折边胶的作用 ◆以粘带焊,消除焊接工艺造成的影响外观车身 凹坑问题. ◆ 解决镀锌钢板点焊破坏焊点周围镀锌结构, 降低车身耐腐蚀性问题. ◆提高车门包边部位连接强度,不会产生应力集 中,大大提升了车身撞击安全性能和车身寿命.
②.点焊密封胶的作用 ◆用于车身钢板焊接密封,防止车身漏水、透风 和漏尘,阻隔车外噪音,增加车内环境舒适性. ◆保护焊点处钢板,防止锈蚀,延长车身寿命.
(5). 上边梁
a.在B柱之前及C柱区域上边梁刚度做的足够强,但 在当中段放弃了加强;
b.必须注意加强板在结束段都形成封闭腔体。
(5). 三厢侧围
a.在需要强度处加强板基本做成盒式结构及加了加 强筋。
b.还刚度强区域利用缓冲块进行缓冲,达到保护乘 员安全。
(6). 二厢侧围
a.在C柱与D柱中间区域左侧有加油口与外板连接加 强,而右侧却是一个薄弱点,很大的面没有接触点.针 对此问题一般会在外板的内表面贴补强胶片,防外板 鼓动;还会在此部位增加缓冲块,即提高了此区域强 度,也起到缓冲作用。
2.圆角大小的设置
除造型及结构有特殊要求以外,一般圆角尽可能大 点,最小不得小于3mm.
R3(红色)太小,拉伸时会开裂, 建议改成R5-R8..
制件A、B两处转角R太小。制件在成形 时困难,A、B两处附近型面容易起皱。 建议更改为图二所示R15
3. 零件结构的拉延深度. 拉延深度与材料的性能密切相关.一般冲压件拉延
c.后门槛加强板除特征外加 斜筋;
d.上部加强板与后面连接处因后部没有加强板而做 成上翻与内板通过塞焊连接。
(4). C柱加强板
a.上部加强板由内 与外二加强板形成 封闭型腔,让C柱生 成足够大的刚度;
b.还考虑了此结构 的缓冲,在封闭型腔 内、外分别布置了 缓冲块;
b. 在后门框后轮罩 处加入缓冲块,使 后门框处刚柔相济。
图(4):
⑵.按《GB11566-1995汽车外部凸出物》标准 车身表面凸出零件的圆角半径不得小于2.5mm。
(3).A柱按正面碰撞法规要求需承受偏置碰撞位移评 估。 按Euro-NCAP(新车评价规程):以64km/h的车速 对可变形障碍进行40%偏置碰撞,A柱位移<50mm。
(4). 按汽车强制性标准《 GB11562-1994驾驶员 前方视野》,在设计考虑A柱几何形状方案时还必 须要考虑到前柱遮挡驾驶者视线的角度问题。
半承载式车身的特点: 是车身与车架用螺钉连接、铆接或焊接等方法
刚性地连接。在此种情况下,汽车车身除了承受上 述各项载荷外,还在一定程度上有助于加固车架, 分担车架的部分载荷。
承载式车身的特点: 是汽车没有车架,车身就作为发动机和底盘
各总成的安装基础。承载式车身的地钣有较完整 (厚度也较大)的纵、横承力元件,其前部有两根 断面尺寸较粗大的纵梁,它们往往与两侧的前挡 泥板和前面的散热器固定框等焊接成刚性较好的 空间构架,以便直接安装发动机和前悬架等部件 并承受其工作载荷。在此种情况下,上述各种载 荷全部由汽车车身承受。
行外,汽车设计还应遵守与汽车有关的一些标准与 法规。中国汽车工业标准包括与国际基本通用的汽 车标准和为宏观控制汽车产品性能和质量的标准, 它包括国家标准、行业标准和企业标准。汽车标准 又分为强制性标准和推荐性标准。
(7)汽车设计是考虑人机工程、交通工程、制 造工程、运营工程、管理工程的系统工程
汽车是由人来驾驶和乘坐的,因此其设计 必须考虑这种人车关系,即操纵要方便、乘坐 要舒适。汽车是一种交通工具,其设计必须符 合交通工程的要求。
(3)重视汽车使用中wk.baidu.com安全、可靠、经济与环保 汽车良好的使用性能是设计者要追求的目标,
不同的汽车使用性能也是不同的(例如:动力性、 燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、舒 适性、通过性以及可靠性、耐久性、维修性和对 环境保护的影响性能等);而且在某些性能之间有 时是相互矛盾的。因此;要在给定的使用条件下 协调各使用性能的要求,优选各使用性能指标, 使汽车在该使用条件下的综合使用性能达到最优。
例3
冲压工艺无法成型零件后上 部位的形状.原因:该部位成型 深度太大,材料的变形程度大 大超过材料的最大变形极限.
4.开孔孔边至零件边沿的最小距离 开孔孔边距应大于料厚的2倍,但最小不
小于3mm.
5.漏液孔的设置 应设置在零部件自然状态的最低处; 孔的数量或大小要保证各工序液体的及
时排出.
6.孔很多,而法矢方向分布较散,不能综合归 纳到竖直方向,侧冲方向及第三种方向,导致 许多孔冲孔方向与孔法矢方向角度差别大, 使孔严重超差.还会造成工序的增加.增加生 产成本.
(三)设计中注意事项
1.尽量减少冲压负角. 因冲压负角会直接导致生产复杂、模具投资成本
增加.模具寿命缩短,
加油口处的翻边方向,出现负角, 冲压方向的旋转无法达到零件要 求的形状,建议该处的翻边方向 修改为与汽车坐标Y 轴方向一致.
此处翻边与冲压方向(Y 方向) 呈4~5 度的负角,建议该处的 翻边方向修改为与汽车坐标Y 轴方向一致。
60mm最 少净空
截面C-C
焊接入口
截面D-D
截面E-E 焊接入口
截面A-A
60mm 最小净空
截面B-B
10.在零部件、装饰边与标准件之间、提供工 艺所需空间
所需空间:要求从部件或装 饰边到园切线,最少3mm
11.在不能焊接的零件表面间留出间隙
在不能焊接的表面间提供净空
在嵌套半径间留空隙 槽应设计成开式,以利于焊接排装
③.膨胀型减震胶的作用 ◆用于车身顶盖与加强梁、发动机舱盖、行李箱门 内部起减震粘接作用,消除钢板与加强梁在行车过 程中的震动噪音. ◆涂布膨胀型减震胶,将外板与加强梁紧密结合成 为一体,减少或取消结合焊点,提高车身外表美观性.
一次的最大相对深度是:零件深度/零件宽度约为0.6 左右.
例1
问题:1.局部成形深度过深(超过成形极限)。 更改描述: 1.增大A处的拉延圆角,减小拉延深度。
起皱 例2
破裂
原因:拉延CAE结果发现有2处起皱,1处破裂的现象。分析 其原因是局部成形超出成形极限:凹坑局部成形深度44mm, 拉延圆角R仅为R5。 更改描述:破裂区域的产品的局部R圆角仍然需要放大,原 来为R5的改为R10,拉延R要大于R20,两侧面的斜度需要 加大(如图)。起皱的区域,产品设计可考虑增加吸料的 筋。
二.汽车设计的特点和要求
(1)由于汽车出产量大,品种及型号多,设计 中实行零件标准化、部件通用化和产品系列化, 可化生产,提高工效,保证产品质量,降低生产 成本,减少配件品种,方便维修。
(2)考虑使用条件的复杂多变 为了使所设计的汽车产品;具有竞争力,设计
中就要充分考虑。其对复杂多变使用条件的适应性。 特别应注意热带、寒带等不同的气候条件和高原、 山区、丘陵、沼泽、沿海等不同的地理条件,以及 燃料供应,维修能力等不同的使用条件对汽车结构、 性能、材料、附件等的特殊要求。
7.设计零件应使用在冲压和组装工艺中共用 定位孔
主定位
其它表面定 位作为传递 的基准
次定位
8.二加强板的起始位置一定要交叉
8.设计正确的焊接边宽度
a.有安装要求的二焊接零件的搭接边止口错位1mm.
(最小焊接边为12.0mm)
∮16mm
3mm
最小的焊 接尺寸= ∮6mm
9. 焊接设备可操作性设计
措施为:1.合理布置车身的主要承载结构(如 主要的梁形结构及接头结构)。
2.合理设计碰撞载荷的传递路径。 3.车身结构刚性设计.
下面通过图片具体分析:
(1).A柱部位 a. 在上铰链区域因与前 部连接将截面做的足够 大; b. 而下铰链处收进; c. 到下部梁形接头区 域又将其做的足够大。 d. 此大面平坦做了一根 Z向通筋。
(5)在保证可靠性的前提下尽量减小汽车的自身 质量。
其自身质量直接影响其燃油经济性。和单件生 产\小批量生产的产品不同。
作为大批量生产的汽车,减小其自身质量可节 约大量的制造材料,降低生产成本。
合理地减小汽车的自身质量,会对汽车工业和 汽车运输业带来巨大的经济效益。
(6)设计要在有关标准和法规的指导下进行 除设计图纸的绘制与标注应按有关国家标准进
三.汽车设计中材料选用的注意点
车身的骨架件和板件一般都用钢板冲压而成,车 身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点。 根据车身不同的位置: 1.一些要防止生锈、腐蚀的部位使用镀锌钢板, 例如翼子板、发动机舱盖内外板、侧围外板、地 板、门外板等; 2.一些承受应力较大的部位使用高强度钢板,例 如散热器支承横梁、A/B柱内板等。 3.在车身的交变状态区域不用含P钢板,如各大总 成之间的连接零件等。
图(3): 外覆盖件
上边梁
A柱
C柱
B柱
后轮罩
门槛梁
(一).在侧围车身构造中,有些重要零件的位置涉 及到车辆的整体布置、安全及驾乘舒适性问题。
⑴.侧围的倾斜度(即门槛梁和上边梁之间Y向的 距离)在满足乘员所需空间要求及汽车外观的基 础外,还应考虑乘员上下车的方便性。
侧围的倾斜度(即门槛梁和上边梁之间Y向的距离) 如图(2)Y向的距离差值在100~150mm合适。
(4)车身设计既重视工程要求,更注重外观造型 汽车车身的外形、油漆及色彩是汽车给人们
的第一个外观印象,是人们评价汽车的最直接方 面,也是轿车的重要市场竞争因素,是汽车设计 非常重要的内容。车身造型既是工程设计,又是 美工设计。从工程设计来看,它既要满足结构的 强度要求、整车布置的匹配要求和冲压分块的工 艺要求,又要适应车身的空气动力学的要求而具 有最小的,空气阻力系数。从美工设计来看,它 应当适应时代的特点和人们的爱好,要像对待工 艺品那样进行美工设计,给人以高度美感,起到 美化环境的作用。
以50km/h的车速对可变形障碍进行侧面碰撞, B柱位移≦180±20mm。
(二). 侧围结构 侧围受到碰撞变形时,由于侧面与乘员之间的
距离小,无法像前后部那样设计吸能区。因此为 保护乘员安全,只能要求侧围结构有足够大的刚 性,确保不发生大的变形。
具体为:1.减少侧围结构对乘员舱的侵入量; 2.减少侧围结构对乘员舱的侵入速度。
4.一般材料厚度在≧2.5毫米时建议选用热轧板。 5.轿车车身结构中常用钢板的厚度为0.6~3毫米, 大多数零件用材厚度是0.8~1.2毫米。
四.车身侧围
由各种各样的骨架件和板件通过焊接拼装而 成的轿车车身,也就是行业俗称的“白车身”。 车身侧围是白车身中部乘坐室的主要组成部分, 在车身整体弯曲刚性中起重要作用。 它由:A柱、B柱、C柱、上边梁、门槛梁、后轮 罩及外覆盖件构成。
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