白车身结构-奥迪产品知识培训

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2012-3-23
奥迪产品知识培训 车身 车身 历史起源
大众汽车（Volkswagen），人们认为它就 是一辆能够让所有人都拥有的轿车。Ferdinand Porsche教授的革命性的设计已经为1938年汽 车大规模的生产做好了准备，但是因为第二次 世界大战，该设计并没有推向市场。战后，它 作为历史上最成功的轿车之一，开始了其成功 故事。它曾经是经济奇迹，直到今天，仍然源 源不断的从流水线生产出来。 第一个塑料车身从1953年开始由Chevrolet和Corvette大规模生产，这是十分有技巧 性的一个进步，因为车身在其第五代时能够抗腐蚀。否则，需要将钢板冲压成几乎无穷种 形状，大约一年需要做4千万次，而且钢板容易腐蚀。
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奥迪产品知识培训 车身 车身 轻量设计
为降低轿车的重量，到目前，人们广泛采用铝来制作车门和发动机罩盖等部件。铝[9]已 经被用于制造高性能赛车的车身。作为最早大批量生产的轻金属车身的车型， Audi A8在汽 车史上写下了浓墨重彩的一页。众所周知的ASF(Audi Space Frame)提倡由不同的截面轮廓 构成的车身结构，其中，带平面的部件也能够支持结构的稳定。由各种合金铸造而成的部件 用于机械应力非常高的地方。整个车身采用轻金属可以减重50%。 但是轻量不仅仅通过使用类似铝或者镁[10]等轻金属来实现，新的制造技术能够运用高抗 拉强度的钢板来制造车身，在降低了钢板厚度的同时能够提供同样的稳定性。 车身上使用轻金属能够减少车辆的总重量，相应的，也减少了油耗。铝抗腐蚀，能够完全 回收并以最小的损失重复使用。
汽车流水装配线是从福特T 型车开始的
汽车的普及在欧洲却需要更长一点的时间，欧洲的生产商主要生产底盘和推进系统， 车身仍主要由手工制造。数百个公司为那些富人专门提供个性化的服务。 Citroën为汽车制造又做出了新的革命，“7A La Traction”是第一辆具有整体承载式车 身的汽车，这就意味着汽车车架和车身成为一个不可分割的整体，并且具有前所未有的稳 定性，当然对于这种情况而言，只有在今天使用钢材或者铝合金才能实现。
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奥迪产品知识培训 车身 车身 历史起源
1886年1月16日，卡尔·本茨（Carl Benz）被授 予煤气内燃动力车辆专利，而在此的600年前，英国 哲学家和学者Roger Bacon已经做出了预言。“汽车” 的 概 念 ， 也 就 是 自 动 交 通 工 具 （ Self-propelled vehicle），早在中世纪的时候，已经徘徊在先哲们的 脑海里了。 当它出现的时候，并不是我们今天所熟知的 “汽车”。第一辆汽车实际上就是一辆气喘吁吁的单 缸发动机的“破马车”，并且刚开始的时候，它也一 直就是这样。发明家和工程师们制造出了发动机，以 及研究出了推进方法，车架制造者提供了汽车的其他 部分，这就是后来一系列技术革新进步的成功的起点。 驾驶很快成为时尚，但是乘客却希望遮风避雨。
无顶蓬的敞篷轿车 双门运动跑车
夏朗，厢式车，提供多种 内饰选择
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奥迪产品知识培训 车身 车身 车体 整体承载式车身
绝大多数现代轿车都具有一个整体承载式车身[7]，这种 结构的车身本体属于车架的一部分，适于大规模流水作业。 它包括预成型的零部件和由0.8~1mm厚的钢板做成的中 空壳体。在结构上，承载部件的厚度应该大于0.3mm 。每 个部件在平均5000个点上通过点焊与车身结构相联接。在此 之后，车身个性部件比如挡泥板、机舱盖、车门和后舱盖等， 用螺栓连接固定在车身上。 整体承载式车身在刚度、使用强度、维修、重量和制造经 济性之间提供了最好的折衷方案，而且在发生事故的时候， 也是一个被动安全因素。
单壳体结构设计
摩托赛车，如同运动型赛车和方程式赛车一样，单壳体结构式车身的表现毋庸多言，车 身的支承单元是由高强度、轻质量的复合材料做成的，比如，碳素纤维。
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奥迪产品知识培训 车身 车身 空气动力学
车身设计另外一个因素是空气动 力学，优秀的车身空气动力学设计能 够有效地降低车辆在行进过程中空气 对于车身运动的阻力。车辆在运行过 程中，车速越快，空气阻力也就越大。 汽车公司在新车型研发过程中， 必须对车身设计进行细致的设计和全 面的试验，以保证最佳的空气动力学 效果。当然改善了空气动力性能的同 时，也会提升车辆的燃油经济性。
与其说它是汽车，倒不如说是 “马车”
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奥迪产品知识培训 车身 车身 历史起源
1901年，第一辆梅赛德斯（Mercedes）轿车出现了， 它拥有一辆真正的轿车应拥有的所有的“装饰”：前座、 后座、翼子板以及可折叠的车顶。发动机前置，后轮驱动， 车身大量使用了木材和钢铁材料。 在1908年之前，独立的零部件都是由手工制作而成， 亨利·福特（Henry Ford）发明了流水线，在后来的19年 内，从那条流水线上生产出了1500万辆T-model，在北美 大陆，T型车成为主要的公众交通工具。
为在计算机上模拟碰撞，车身用最 小的有限元单元网格来进行划分
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奥迪产品知识培训 车身 车身 车身质量
车身质量对于驾驶性能、舒适性、噪 声级别，当然也包括寿命长度，都有影响。 只有设计和制造工作相互协调工作，才能 实现良好的质量。由钢板制成的数百个独 立部件通过大约5000个焊点焊接在一起。
材料 应用
LUPO 3L的 车身包含3 种材料
轻量 设计
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奥迪产品知识培训 车身 车身 轻量设计
车身的重量在经过严格采用轻量设计技术后能够显著地减少，而且轻量化措施并不仅限 于车身设计，在底盘和内饰的设计中也能用到。 合成材料[11]在车身的制造上变得越来越重要了，许多部件，比如保险杠，扰流板，水箱， 轮毂座垫片，轮毂盖等在今天都是由塑料材料制成的，与车身侧围模具和保险杠护栏的能量 吸收单元材料相同。即使对于白车身、附加部件如发动机罩，车门和挡泥板，塑料制品也变 得越来越重要了。 在车身上使用轻金属会显著的降低整车的重量，而且塑料能够抵抗弹射的石子和自然腐 蚀的侵蚀，同时，还能十分方便的制造出复杂形状的部件，另外，这些部件维修简便。根据 受损程度的不同，部件或是简单更换，或是在受损部位用粘合剂粘牢即可。
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奥迪产品知识培训 车身 车身 历史起源
1982年Audi 100出现之后，情况就开始改善，镀锌钢板有效的减少了腐蚀，同样的， 铝合金的采用也经受了时间的考验。这种轻金属在汽车生产的早期时代就已经用来制造汽 车的零部件了。目前，在生产的全铝车身轿车只有奥迪公司和捷豹公司生产的轿车。 在将来，车身的制造有更多的近 乎苛刻的要求，更高的稳定性，更轻 的重量，制造的简易性等。是的，在 一辆轿车到达其生命周期终点的时候， 应该能够利用旧车制造出一辆新车出 来，并且不需要太费力。但是当我们 将第一辆轿车与今天的豪华轿车相比， 我们就能预见到将来车身技术进步有 着更为精彩的未来。
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2型
不同的车型根据他们的车身和用途来 区分，双排座轿车是大多数轿车所采用的形 式，它的主要特征是最多有四个侧面车门以 封闭车内空间。 双排座轿车可以细分为阶背式和溜背式 轿车（也称为紧凑型轿车）。 旅行车也有一个封闭的车身，与双排座 轿车有所不同的是，在车后门处有一个载物 空间。 双门车一般有两个全尺寸的车门。 运动型轿车也具有封闭车身，一般两门 两座。
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奥迪产品知识培训 车身
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奥迪产品知识培训 车身 车身
起源 车型 基本结构 轻量设计 碰撞 质量 应力应变 涂装 测试过程
Beginning Body Versions Basic Structure Lightweight Design Crash Quality Stress and Strain Paintwork Test Procedure
Cubing，就是定位焊点的过程，焊 点的焊接应该训练机器人来完成
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奥迪产品知识培训 车身 车身 车身质量
点焊[13] ，尤其是用电镀钢板进行焊接，需要一些参数，诸如：电极功率、预热时间、焊 接时间以及对于每个焊点所需高精度的电流保持时间。有时候，每个焊点需要单独控制，焊 接本身也需要在毫米精度内准确定位。象这种要求苛刻的焊接只能使用焊接机器人来完成。
机器人正在精确定位焊点
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车身的制造
奥迪产品知识培训 车身 车身 车身质量
整体承载式车身提供更 高的安全性
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奥迪产品知识培训 车身 车身 车体 梯子形车架
梯子形车架结构在今天已经成为绝大多数多功能车和 越野车的基本结构。钢体结构为发动机、传动器和底盘 提供了基座，车体安排在上面，不起支撑的作用。
管制承载构架
梯子形车架主要用于 商用车
摩托赛车和大功率运动赛车的支承结构是管制承载构架，此结构的生产制造十分复杂， 因为许多设计的管结构不能够由机器人来一体焊接。当轿车在恶劣的稳定性和扭转强度的 行驶条件下，管制承载结构比整体承载式结构更优越。
碰撞试验
人们用计算机模拟的方法得到了稳定性和变形的参数，根据这些参数进行了各种无数的冲 击试验而得到的知识为乘员提供了更高的安全性。注意：被动安全特征能够减少危险，但是永 远不能完全消除危险的发生。
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奥迪产品知识培训 车身 车身 碰撞
在有限元单元模拟中（有限单元，一种计算 机模型，用于确定部件的变形和应变），制造商利 用高性能计算机检测新设计的车型的防撞性能。在 CAE [12]模型制作之后，将转变成为有限元（FE） 模型。 车身结构由最简单的几何体单元组成的网络构 成，单元节点数能达到80 000个。计算机将这些节 点连接起来，并把材料的厚度以及其他特性参数输 入程序，进行极其复杂的计算，然后就能够确定出 在遭受来自各个方向和变化的作用力时候，模拟车 身的变形行为。通过这种方式，就能够短时间内在 不破坏实车的前提下检测不同作用力的相互作用方 式。