车身结构设计

第六章白车身设计概念

车身前端碰撞性能的机构设计是车身设计任务中要优先考虑的工作；在此基础上，再进行一般性设计和车身前后部位结构承载方式的设计以及加强结构的设计等。

6．1 背景介绍

针对ULSAB-AVC的基础工作任务，其中一项任务是将车身结构分为两种不同形式的设计结构（两厢车车身结构和三厢车车身结构）。

此结构设计包括以下几项内容：

车身碰撞性能

车身质量

车身结构性能

车身外形尺寸

建立车身公共平台

车身前端碰撞性能是车身设计要优先考虑的工作；在此基础上，再进行一般性结构设计和车身前后端结构承载方式的设计以及加强结构设计等工作。我们必须考虑严格的车身侧面碰撞的要求。为了做到这一点，首先，应重点考虑乘客舱的结构设计，其次是车身后端结构的设计。

从逻辑思维理论而言，车身设计可以针对车身结构某一部分进行，即影响车身其它部位结构；一个纯粹的设计途径是运用ULSAB-AVC车身结构设计理念发展而来的。

6.2 公共平台----- 车身结构设计

6.2-1 两厢车车身结构

图6.2-1 两厢车车身结构

6.2-2 三厢车车身结构

图6.2-2 三厢车车身结构

设计概念尤为重要的一方面是遵循ULSAB-AVC车身结构设计理论, 即已经发展成为两种不同车身结构的开发思路: 如图 6.2-1和6.2-2 (两门轿车, 四门轿车)不同车身结构中(两厢车三厢车), 由一些共同零部件、独立零部件、连接加强件以及所有的分总成件来构成两种不同结构的车身结构; 在尽可能采用相同零部件来构成完整车身结构的前提下, 应考虑相关零部件的制造成本, 如零部件制造成本, 白车身骨架的装配成本, 整车装配成本等。两厢车车身、三厢车车身分别拥有相同的仪表板, 以及车身后部结构享有部分共同的零部件和连接件。

图6.2-3 两厢车车身结构

图6.2-4 三厢车车身结构

这个设计的目的是针对于两种已完成的车身结构享有一个共同的平台; 图6.2-5 显示了两种相似车身共享一个平台的结构形式。如图所示，座椅横梁、后部悬挂结构图。

图6.2-5 共同平台特点

除了车身侧围外板以外, 车身侧围边梁、内板、加强板以及前端结构实际上是一样的，直到B柱结构。也有一小部分例外，如前纵梁，通道以及前地板件。然而，这些零部件可以采用共用的拉延模具进行冲压成形，再分别采用相似的修边工序进行加工。A 柱构件以及与此相关的连接件都是通用件。尽管在设计方面非常不同，但是在车身侧围外板，车身侧围组件以及门内板的一些部分是相似的。

图6.2-6 与图6.2-7分别显示了两厢车车身和三厢车车身的爆炸图由于在车身结构上采用了大量的高强度钢板材料、先进的制造技术和连接工艺, 如：激光拼焊、液压成型、激光焊接等。针对这两种变形车身结构, 可以把零部件的数量减少到最低程度。

图6.2-6 两厢车车身结构爆炸图

图6.2-7 三厢车车身结构爆炸图

6.2.1共同零部件

图6. 2.1-1显示了ULSAB-AVC程序下两种车身结构的共同零部件。图6.

2.1-2显示共同零部件以及与此相关的零部件，两厢车车身结构已在6. 2.1-1

列表中列出。

图6.2.1.1 两厢车、三厢车车身结构共有部件爆炸图以上两种车身结构的后端结构已由一些基本的公共分总成及连接件组成。尽管在车身纵向长度方向相差85mm的距离，但整个门槛结构的内板部分是一致的；对于两种结构车身而言，座椅加强板也是一致的。由于采用相同的后悬挂系统，因此，和后纵梁相连的连接部件也是一致的，如一致的悬架臂，减震弹簧，减震器附件。后悬架横梁对于两种结构的车身是相同的。车身上部结构有几个共同部件组成；包括车前端板，两个支撑板，两个B-柱内板加强板。

图6.2.1-2 公共零件爆炸图

两厢车车身与三厢车车身的共同结构件分别占整个车身结构部件的23%和21%。（见图6.2.1-3和6.2.1-4）

图6.2.1-3 两厢车车身公共部件结构

图6.2.1-4 三厢车车身公共部件结构

6.2.2 采用相同模具制造的零部件

采用相同模具制造的零部件被定义为使用相同冲压或液压成型工具来实现, 但在加工时要根据这两种车身结构的不同尺寸进行相应的修边工序。这两种车型后部地板板金件设计上是非常相似的。但三厢车车身后部地板要比两厢车车身后部地板长85mm。座椅横梁到后轴中心线的距离是一致的，从而在这个区域内的零部件几乎是相同的；相似的是三厢车车身后纵梁是两厢车车身后纵梁后部的延伸。从图6.2.2.1可以看出：使用相同的模具制造零部件具有潜在的可

能性。事实证明详细设计工作必须与加工模具的制造商紧密联系在一起；要经过不同修边工序加工的零部件已用红颜色表示。

图6.2.2-1 两厢车车身与三厢车车身采用公共模具加工的零件

轮罩内板虽然不一致，但仅需要不同的修边工序，就能完成两个车型轮罩内板的加工。管状液压成型的侧围边梁要通过激光焊接连接到轮罩内板上；这些管梁在后纵梁上方用一个共同的支架进行连接。在后部末端地板的连接要通过一个共同的后部横梁相连接.

通过对两厢车车身共同平台的统计, 如图6.2.2-2 所示，公共零部件用红色表示，用相同模具加工的零部件用蓝色表示。

图6.2.2-2 用公共模具制造的零件

6.3. 两厢车车身与三厢车车身前端结构

6.3.1 车身前端下部结构

车身前端碰撞所产生的能量分别传递到两根管状的纵梁上, 每根纵梁是由圆管液压成型加工而成, 并且是由两段直径为100mm的双向钢DP 500/ 800Mpa 焊接在一起；每根纵梁的前部与后部材料厚度分别为1.5mm/ 1.3mm 。由于悬架结构设计上的考虑：一个横向叶式弹簧、一个副车架组成了上部碰撞加强结构；因此，在车身结构中不需要前部碰撞塔状结构，这就消除了车身上部纵向传力