车体结构分析与设计
高速铁路列车车体结构模态分析与优化
高速铁路列车车体结构模态分析与优化高速铁路列车的运行速度日益增加，为确保列车的稳定性和乘坐舒适度，车体结构的模态分析和优化变得愈发重要。
本文将对高速铁路列车车体结构进行模态分析，并探讨如何通过优化车体结构来提高列车的运行性能。
首先，我们将进行高速铁路列车车体结构的模态分析。
模态分析是研究机械结构在固有频率下的振动特性的一种方法。
通过计算车体结构的固有频率和振型，可以了解列车在不同振动模态下的响应情况，并判断是否存在共振问题。
同时，模态分析还可用于检测车体结构的强度和刚度，并为后续的优化设计提供基础。
在模态分析过程中，我们要考虑列车的运行工况、车体结构的材料特性、连接方式等因素。
通过有限元分析方法，我们可以对整个车体结构进行离散建模，并计算出结构的振动模态。
对于高速列车而言，模态分析的重点通常是低频振动模态，因为高频模态对列车运行影响较小。
针对模态分析结果中发现的问题，我们可以进一步考虑车体结构的优化。
优化车体结构旨在提高列车的运行性能，例如减小结构的重量、提高结构的刚度和强度、降低共振风险等。
为此，我们可以采用以下几种优化方法。
首先，材料选用是车体结构优化的关键。
选择合适的材料可以提高结构的轻量化效果，减小车体质量对列车的影响。
优化材料的选择要考虑结构的强度、刚度和耐疲劳性等多方面因素，并使得整体材料成本不过高。
常用的思路是采用高强度、高刚度的材料，如碳纤维复合材料，以替代传统的金属材料。
其次，结构拓扑优化是一种有效的方法。
通过重新设计和优化车体结构的拓扑形状，可以减小结构的重量和体积，提高结构的刚度。
例如，在车体结构的运动关节点上增加加强构件，可以提高结构的整体刚度和强度，减小结构的应力集中。
另外，结构的缺陷和不规则特征都会影响模态分析的结果和车体的振动性能。
因此，进行几何形状的优化也是必要的。
几何形状优化可以通过对车体的涵义管线和曲线进行优化，以减小空气阻力和降低噪声。
此外，优化结构还应考虑列车的气动性能，以提高列车的稳定性和降低风险。
车身结构分析及轻量化优化设计
江苏大学硕士学位论文车身结构分析及轻量化优化设计姓名：孙军申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：朱茂桃;陈上华20040601江苏大学工程硕士学位论文图２．３计算对象的实物照片２．２．１模型的简化以某军车作为研究对象，其外形如图２．３所示。
该车是—种采用焊接、铆接以及螺栓连接等方式建立起来的空间板壳结构。
在建立有限元模型前，用Ｐｒｏ／Ｅ建立军车的初步实体模型。
参考文献及以前的工作经验，确定模型的简化原则如下；①略去功能件和非承载构件嗍。
②将连接部位作用很小的圆弧过渡简化为直角过渡。
③在不影响整体结构的前提下，对截面形状作一定的简化。
④对于一些结构上的孔、台肩、凹槽、翻边在截面形状特性等效的基础上尽量简化，对截面特性影响不大的特征予以忽略。
【１１１【１２１［１３】⑤对于车身各大片间的连接部位，采用耦合约束。
按照简化原则，运用Ｐｒｏ／Ｅ得到整车实体模型，将其输出为ＩＧＥＳ文件，运用ＡＮＳＹＳ输入命令，转换为ＤＢ文件。
所建立整车实体简化模型如图２Ａ所示：８江苏大学工程硕士学位论文图２．４研究对象实体模型２．２．２模型离散化图２．５整车离散化模型２．２．３整车模型工况选取和边界条件的处理２．２．３．１模型工况的选取及约束处理汽车车身通过前、后桥支撑在地面上，地面的反作用力通过悬架传给车体。
车身骨架与车架刚性相连，而车架通过悬架系统与车桥相连。
因此不同的悬架系统对车架以及车身骨架的强度和刚度的影响较大。
若忽略悬架的约束作用，采用简单的两点支承方式，显然不符合实际情况：同时，若不考虑悬架的结构形式如何，仅用螺旋弹簧来模拟钢板弹簧悬架，也与实际结构不符，因为钢板弹簧除了作为弹性元件外，还起到导向作用，因此在各个方向上均９江苏大学工程硕士学位论文３．２整车有限元计算结果分析㈣嘲嘲１圈嘲剀嘲３．２．１整车强度分析１．弯曲工况下的强度分析在满载，弯曲工况下，得到整车的应力分布，从应力分布彩图中可以知道，车身骨架以及车身蒙皮上的应力都比较小，最大应力为６０．ＩＭＰａ，位于钢板弹簧后吊耳与车架相连接的位置。
汽车车身结构设计技术与方法
汽车车身结构设计技术与方法3.4.1 车身结构设计断面的确定与定位-由断面设计硬点驱动的车身结构设计车身包括金属车身及内外饰件,金属车身又包括白车身和封闭件, 即车身包括CLOSURE封闭件(车门,前后罩板,前后盖(门),玻璃和前、后保险杠), 白车身BIW(BODY IN WHITE) , 内外饰件和车身附件。
白车身(BODY IN WHITE)是除车门、前后翼子板(罩板)、玻璃、前后盖(门)、前后保险杠和内外饰件外的其他金属车身件的统称. 详见如下各图及如下各项内容。
依照3.1,3.2,3.3章节的设计方法，进行车身结构设计如下：a)左/右前车门总成的设计〔包括前车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕b)左/右后车门总成的设计〔包括后车门内板、外板、车门铰链、玻璃升降器等的设计〕c)左/右侧围总成的设计d)驾驶舱前围总成的设计e)顶盖总成的设计f)地板总成的设计g)前舱盖板的设计h)后行李箱盖或后背门的设计i)前上下横梁及前灯架设计j)后围横梁及灯架设计k)发动机舱结构设计l)驾驶舱与行李舱隔板及梁的设计m)其他零部件系统设计图3.4.1 将车身设计断面的分类与编号图3.4.2 基于参考车型的BENCHMARK断面的断面设计图3.4.3 选定车身密封断面的设计方案车身结构设计的步骤与过程如下所述:图3.4.5 建立benchmark车型白车身数字化原型车设计建模造型面硬点3.4.2 开闭件设计开闭件(CLOSURE)一样包括4门2盖或5门1盖(两厢有后尾门汽车)。
1、车门设计车门外板设计是依照光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加上周边翻边和门锁等特点后的车身零件. 分缝线通过两种方法获得(a)一样先将汽车内外外观面整体造型面光顺到A级曲面(CLASS A), 同时将造型边界线投影到XZ铅垂平面后光顺到A级曲线, 然后采纳该投影的边界线投影到光顺好的A级大造型面上与造型面相交获得的边界线,该交线理论上确信也是A级曲面。
城市轨道车辆车体分析和结构说明
城市轨道车辆车体分析和结构说明首先，城市轨道车辆的车体通常由铝合金或不锈钢材料构成，这些材料具有较轻的重量和高的强度，能够提供良好的结构支撑和碰撞吸能性能。
车体结构以箱型结构为主，具有强度高、刚性好的特点，能够抵抗外部冲击和扭曲变形。
此外，车体采用分割式结构设计，方便维修和更新车辆的各个组件，降低了维护成本。
其次，城市轨道车辆的车体结构包括车头、车体和车尾三个部分。
车头通常配备了自动驾驶系统和防撞装置，以保证列车在行驶过程中能够准确无误地运行，同时提供紧急制动功能，确保乘客的安全。
车体部分由若干车厢组成，车厢之间通过连接节进行连接。
车厢内部设有座椅、扶手、垂直支撑杆等设施，以提供乘客的座位和站立空间，并通过各种装饰和灯光设计，提供舒适和宜人的乘坐环境。
车尾部分通常安装有备用能源设备和故障排除系统，以应对紧急情况和故障发生时的处理。
另外，为了提高乘客的安全性和舒适性，城市轨道车辆还采用了一系列的防振、减噪和减震设计。
例如，车轮和轨道之间安装了减震橡胶垫，用于减少车辆和轨道之间的冲击和振动。
车厢底部和车体的结构也采用了一些减震和吸震材料，以降低乘客的震动感和噪音。
车厢内的扶手和座位也采用了防滑和减振材料，提供更好的乘车体验。
此外，城市轨道车辆还配备了先进的空调和通风系统，以保持车厢内的舒适温度和空气流通。
车体上还安装了紧急开门装置和灭火设备，确保乘客在紧急情况下的安全疏散和火灾防控。
总之，城市轨道车辆的车体设计和结构旨在提供乘客的安全、舒适和便利性。
通过采用适当的材料和结构设计，车体具有较轻的重量和高的强度，能够抵抗冲击和变形。
同时，车体还配备了各种防振、减噪和减震设计，以提供更加舒适的乘车环境。
通过不断改进和创新，城市轨道车辆的车体设计和结构将进一步满足乘客的需求，并为城市交通提供更加高效和智能的解决方案。
车辆结构强度设计与分析
2、弹簧刚度误差引起的垂向斜对称载荷
3、垂向斜对称载荷的实际算法
七、制动时的载荷
第四节 车辆强度分析
一、车辆按有限元法计算时应考虑的主要问题 （一）合理的确定计算模型 （二）正确选用或编制合适的结构分析软件 （三）计算结果的处理
二、计算实例
三、车辆上常用材料及许用应力
轨道车辆零部件强度设计
UIC 510—5/2003《整体车轮技术条件》 EN 13979—l/2003《铁路应用轮对和转向架车轮技术验收 程序》第一部分：锻制和轧制车轮
2、车轮强度分析载荷 工况
根据UIC 510-5：2003（整体车轮技 术）标准进行车轮设计，对于安装到动 轴上的车轮，考虑车轮通过直线、曲线 和道岔时的载荷。
横向力 Fy1=0 Fy2=0.7Q Fy3=0.42Q
除了上述UIC 510-5规定的垂向和横向载荷外，还应 考虑下表所示的载荷条件。
切向载荷(粘着系数＝0.33)
27.5 kN
最大速度情况下(200公里/小时)转速 车轴与车轮压装的最大过盈量 踏面上热处理偏差而产生的应力
1310 rpm 0.30 mm
（2）在正常维修和保养条件下，具有足够的 运用耐久性。
（3）在偶然事件（如脱轨、撞击等）发生时， 能保持必需的整体结构稳定性。
工作适用性、使用耐久性、事故安全性。
轨道车辆结构强度问题反映在以下 几个方面：
（1）结构静力破坏。如零部件破坏，碰撞破 坏。
（2）疲劳失效。耐久性差造成的。 （3）结构动态特性设计不良引起的共振。轻
则导致动力性能恶化，重则引起结构因剧烈振 动而遭损伤甚至毁坏。 （4）难以预测的意外事故引起的结构失效。
四种分析类型：静强度（刚度）分析；疲劳强度 分析；模态分析；耐撞击安全防护设计与分析。
铝合金鼓形车体结构设计与计算分析
本设计存在两 大技术难点 ：其一是据 现有挤压和焊接 工 艺， 设计满足全寿命使用要求 的轻 量化车体结构 ； 其二是设计 满足流线形头罩安装 的功能性司机室骨架结构 。 本文将 就上述 两点分析车体结构 ， 并利用有 限元方法对其结构强度和模态振
析 了其在 各 个 工况 下 的 应 力 、 变形 及 模 态 频 率 。 结果 表 明 ， 车体 结构 的强 度 和 刚 度 均 满足 相 关技 术 要 求 。 该 关 键 词 ： 铁 车辆 地 鼓形车体 有 限元 铝合 金
ｄｉ ０３ ６ ￣ｉ ｎ１０ － ５４２ １．５ ０ ｏ： ． ９ ．ｓ． ６ ８ ５ ．０ ０ ． １ １ ９ ｓ ０ ００
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｅｒ ｅ ｉｌ ｄ ｕ Ｃ ｏ ｙ Ｆ Ｍ ； ｌ ｍｉｕ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｖ ｈ ｃｅ； ｒ ｍ ａ ｂ ｏ ｒ ｄ ；Ｅ Ａ ｕ ｎ ｍ
０ 引 言 ．
本文介绍 的是一款具有流线外形 ， 采用轻量 化设 计 ， 合 适
在城市高架线路上运 营的全新Ｂ 型铝合金鼓形车体。得益于铝
技术与市场
第 １卷第５ ０ ０ ７ 期２ １ 年
攮 硪 凌
铝合金鼓形车体 结构 设计 与计算分析
王 苏永章 岳译新 锴
湖南株 ０ １０ １
摘要 ： 文章 介 绍 了一 种Ｂ型铝 合 金 鼓 形 车 体 结 构 的轻 量 化 设 计 ， 立 了该 车 体 结 构 的 有 限 元模 型 ， 依 据 相 关标 准 分 建 并
本轻量化车体为整体承载的铝合金全焊接结构 ，由底架 、 侧墙 、 端墙 、 车顶和司机室骨架结构等部分组成 ， 图１ 如 所示 。 其 主要技术参数如下 ：
房车车架分析及结构优化设计
房车车架分析及结构优化设计发布时间：2023-06-20T01:07:16.879Z 来源：《科技潮》2023年11期作者：卜祥谦[导读] 车架是跨接在房车前后车桥上的框架式结构，俗称大梁，是房车的基体。
一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支撑在车轮上。
山东奥斯登房车有限公司山东济宁 272000摘要：房车，又称“车轮上的家”，兼具“房”与“车”两大功能，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。
房车是由国外引进的时尚设施车种，其车上的居家设施有：卧具、炉具、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器，可分为驾驶区域、起居区域、卧室区域、卫生区域、厨房区域等，房车是集“衣、食、住、行”于一身，实现“生活中旅行，旅行中生活”的时尚产品。
随着自驾旅游越来越受到人们的重视，房车也逐渐受到人们的关注。
为了提升房车驾驶的安全系数，保证人们的安全出行，必须要提升房车的质量。
因此，本文将重点就房车车架分析及结构优化设计展开探讨。
关键词：房车；车架；结构；优化；设计1房车车架车架是跨接在房车前后车桥上的框架式结构，俗称大梁，是房车的基体。
一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支撑在车轮上。
车架必须具有足够的强度和刚度以承受房车的载荷和从车轮传来的冲击。
车架的功用是支撑、连接房车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受房车内外的各种载荷。
车架的结构形式首先应满足房车总布置的要求。
房车在复杂的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应该发生干涉。
房车在崎岖道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；当一边车轮遇到障碍时，还可能使整个车架扭曲成菱形。
这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，从而影响其正常工作。
因此，车架还应具有足够的强度和适当的刚度。
为了提高房车整车的轻量化水平，要求车架质量尽可能小。
车体结构设计中应注意的主要问题
车体结构设计中应注意的主要问题在当今世界，随着科技的不断进步和人们对交通工具要求的日益提高，车体结构设计已经成为了一项至关重要的工程任务。
以下围绕车体结构设计中的主要问题展开讨论，旨在明确设计过程中的关键要素，以期为相关领域的工程师和技术人员提供有价值的参考。
一、车体结构设计的目标与原则车体结构设计的主要目标是确保车辆在各种工况下都具有足够的强度、刚度和稳定性。
此外，还要关注轻量化、舒适性和美观性等要素。
为达成这些目标，设计中需遵循以下原则：1.确保安全性：车体结构设计必须满足对乘员的保护要求，避免在碰撞过程中对乘员造成严重伤害。
2.追求轻量化：通过优化材料和结构，降低车体重量，从而提高车辆的动力性和燃油经济性。
3.保持舒适性：车体结构设计应尽量减少振动和噪音，为乘员提供舒适的乘车环境。
4.满足美观性：外观设计要符合大众审美，展现出品牌特色和个性风格。
二、车体结构设计的主要问题及解决策略1.结构优化与材料选择结构优化是车体结构设计中的核心问题。
合理的结构能使车体在承受各种载荷时保持稳定，同时减轻重量。
采用先进的有限元分析（FEA）和优化算法，可以对车体结构进行精细化分析，找出最优设计方案。
材料选择也是关键环节。
高强度钢、铝合金和复合材料等具有优良的力学性能和轻量化特性，应根据实际需求进行合理选用。
例如，高强度钢适合用于制造要求高强度和碰撞安全性能好的结构件；铝合金具有质量轻、耐腐蚀等优点，适用于外观覆盖件和内装件；复合材料则因其强度高、成型性好而广泛应用于高性能跑车和新能源汽车的车身制造。
2.碰撞安全性设计碰撞安全性是评价车体结构设计的重要指标之一。
设计时需充分考虑碰撞过程中的能量吸收与传递路径，以确保乘员舱的完整性及对乘员的保护。
主要措施包括：设计合理的碰撞吸能结构，以有效地吸收碰撞能量；优化乘员舱结构，使其在碰撞时保持稳定；采用安全气囊、安全带等被动安全装置，降低乘员受伤风险。
3.动态特性与振动控制车体结构的动态特性直接影响车辆的平顺性和稳定性。
高速列车车体结构模态分析与优化
高速列车车体结构模态分析与优化在现代高速列车的运行过程中，车体结构的稳定性和振动特性对列车的安全和乘坐舒适度起着至关重要的作用。
因此，对高速列车的车体结构进行模态分析和优化是很有必要的。
首先，模态分析是指对车体结构进行振动特性分析的过程。
通过这一分析，可以得到车体在自由振动状态下的固有频率、振型及其特性等。
这为车辆的结构设计和优化提供了重要的依据。
在现代高速列车的设计中，为了提高列车运行速度，车体结构往往相对较轻，因此其固有频率往往较高。
模态分析可以帮助工程师们确定车体各部分的固有频率，并对结构进行优化，以避免共振和其他不良的振动现象。
在进行模态分析时，通常采用有限元分析的方法进行模拟计算。
在车体结构中，将结构划分为多个有限元，通过求解各个有限元的动力学方程，可以得到结构的固有振动频率和振型。
同时，还可以通过模态分析得到车体结构在外部激励下的响应，如加速度、位移等信息。
这对于评估车体结构的抗震和耐久性能，以及优化车体结构设计都具有重要意义。
在模态分析得到车体结构的振动特性后，接下来可以进行优化。
优化的目标通常是通过改变车体结构设计来使得固有频率尽可能远离列车运行频率，从而避免共振现象的发生。
一种常用的优化方法是结构降阶。
通过改变车体结构的材料和截面尺寸等参数，使得车体的固有频率减小。
此外，还可以通过加装振动吸附器等装置来实现优化。
在高速列车车体结构模态分析和优化的过程中，工程师们还需考虑到其它因素的影响。
例如，车体结构的刚度和耐久性要求，以及结构的重量和成本等。
优化设计不仅要满足振动特性的要求，还要兼顾这些因素的影响。
总之，高速列车车体结构模态分析与优化是一个复杂而重要的工程任务。
通过对车体结构进行模态分析，可以了解车体的振动特性，并为优化设计提供依据。
优化设计旨在降低车体的固有频率，从而避免共振和其他振动问题的发生。
同时，还需考虑到其它因素的影响，如刚度要求、耐久性、重量和成本等。
这样的工作旨在提高列车的安全性和乘坐舒适度，从而更好地满足人们对于高速铁路交通的需求。
青藏发电车车体结构设计与分析
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２ １ 车体钢 结构 介绍 ．
车体钢 结构 采用 无 中梁 、 壁筒 形 整 体 承 载焊 接 薄 结构 ， 主要 由底架 钢 结 构 、 侧墙 钢 结 构 、 顶 钢结 构 及 车
外 端钢结 构组 成 。强 度 需 满 足 ＴＢ Ｔ １ ３ － １ ９ （ ／ ３ ５ ９ ６ 铁 ＜
１ ２ 车辆 主要 技术参 数 （ ２ ． 表 ）
车辆定距／ ｍｍ 转 向 架 自重 ／ ｔ 轴 重 ／ ｔ 整 车 自重 ／ ｔ
满足高 原列 车在特 殊 环境 条 件 下 的供 电需 求 ， 研 制 特
开发 了大轴重 （３ｔ高原 发 电车 。该 车是 国内首 次 采 ２ ） 用 的 ２ 无 中梁 发 电车 。 ５ｍ
１ 技 术 参 数
（． １ 中南 大 学 交 通 运输 工程 学 院 ， 南 长 沙 ４ ０ ７ ；， 车 四 方 机 车 车 辆 股份 有 限 公 司 技 术 中心 ， 东 青 岛 ２ ６ １ ） 湖 １ ０ ５２ 南 山 ６ １ １ 摘 要 ： 绍 了 青藏 发 电 车 的 车体 钢 结 构 ， 对 设 计 中 的 难 点 即 车 体 强 度 、 度 和 减 重 问题 提 出 了解 决措 施 ， 通 过 介 针 刚 并
纯电动大巴车身结构设计与分析
在全球能源危机和环境污染日渐突出的情况下,纯电动汽车作为 一种低能耗、低排放的新能源汽车,引起了各大汽车企业的关注。 大巴车在行驶过程中,车身会受到各种复杂的载荷和冲击,在国 内汽车行业,纯电动大巴车的车身结构主要是在传统能源汽车的 车身结构的基础上对其结构进行局部调整,然而,这种设计并未 从根本上解决车身在大巴车行驶过程中所受到的载荷差异带来 的潜在危害。
其次,利用后处理软件Hyperview显示碰撞过程中的各项响应指 标,对变形较大处进行结构改进,增加加强板及封板,经验证,改 进后的车身符合国家纯电动客车安全生产标准。
因此,对纯电动大巴车车身结构进行合理化的设计与分析是必要 的。本文主要以纯电动大巴车车身作为设计分析研究对象,对纯 电动大巴车身结构进行设计与分析。
首先,根据纯电动大巴车的结构特点,对纯电动大巴车的组成进 行了分析,并对动力系统主要部件进行了说明,同时依据各部件 的特性,结合车身的性能参数对纯电动大巴车动力电池和驱动电 机进行参数匹配设计,进而对纯电动大巴车车体进行布局和结构 分析。其次,根据所提供的大巴车技术参数,利用CATIA软件建立 纯电动大巴车车身的三维实,通过有限元分析的方法, 对车身在四种常见行驶工况下进行静态力学分析,得到整车车身 的强度和刚度以及各组成部分的应力分布情况,进而对纯电动大 巴车车身结构性能进行评估和校核,同时对车身结构进行动态特 性研究,主要从模态分析入手研究车身结构的固有频率和振型, 通过模态振型了解车身各部位的弯曲刚度和扭转刚度。最后,依 据侧翻碰撞法规,对纯电动大巴车车身进行侧翻碰撞分析,应用 Hypermesh软件建立了整车侧翻碰撞有限元模型得到K文件,并提 交给LS-DYNA软件对其进行求解计算。
第三章_汽车车身结构PPT课件
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11
3.1.1 汽车布置形式
适时四驱就是根据车辆的行驶路况，系统会自动切换为两驱或四驱模 式。适时驱动汽车其实跟驾驶两驱汽车没太大的区别，操控简便，而 且油耗相对较低，广泛应用于一些城市SUV或轿车上。
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12
3.1.1 汽车布置形式
全时四驱就是指汽车的四个车轮时时刻刻都能提供驱动力。因为是
时时四驱，没有了两驱和四驱之间切换的响应时间，主动安全性更
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3
3.1.1 汽车布置形式
汽车传动系的布置形式与发动机的位置及驱动形式 有关，一般可分为:
前置前驱;
前置后驱;
后置后驱;
中置后驱;
全轮驱动;
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4
3.1.1 汽车布置形式
发动机布置在车的前部，所以整车的重心集中在车身前段，由于车 体会被前轮拉着走的，所以前置前驱汽车的直线行驶稳定性非常好 。
发动机动力经 过差速器后用 半轴直接驱动 前轮，不需要 经过传动轴， 动力损耗较小 ，适合小型车 。不过由于前 轮同时负责驱 动和转向，所 以转向半径相 对较大，容易 出现转向不足 的现象。
轮驱动，这是一种最传统的驱动
形式。大多数货车、部分高级轿
车和部分客车都采用这种驱动形
式，但采用该形式的小型车很少
。
②前置前驱：即发动机前置、前
轮驱动。货车和大客车基本上不
采用该形式。
③全轮驱动：全轮驱动在吉普车
和越野车上运用较多，最近也有
部分新式轿车采用了全轮驱动形
图2-1全轮驱动
式（图2-1）。
.
采用固定速比减速器，去掉离合器，可减少机械 传动装置的质量、缩小其体积。
M—电动机 FG—固定速比减速器 D—差速器
动车组的车体结构设计与优化分析
动车组的车体结构设计与优化分析一、引言动车组是现代高速铁路的核心车辆之一，其车体结构的设计与优化对于列车的运行安全、乘坐舒适性以及运行效率都具有重要影响。
本文将对动车组的车体结构设计与优化进行详细分析，并提出相应的建议。
二、动车组的车体结构动车组的车体结构主要由车体壳体、车体内部设备（如座椅、厕所等）以及车体连接部分（如车头、车尾）组成。
其中，车体壳体是车体结构的主要承载部分。
1. 车体壳体设计车体壳体的设计应满足以下要求：强度要足够，在运行时能够承受外部载荷和冲击力；刚度要优良，能够保证列车的稳定性和乘坐舒适性；轻量化设计，减少整车重量，提高车辆运行效率。
为了满足这些要求，可以采用复合材料、铝合金等轻量高强度材料作为车体壳体的主要材质。
同时，在设计过程中需要充分考虑材料的优势，合理布置构件，以提高车体结构的强度和刚度。
2. 内部设备设计动车组内部设备的设计要兼顾舒适性和安全性。
首先，座椅的设计应考虑乘客的舒适感受，采用符合人体工程学的设计原则，提供足够的支撑和空间。
同时，座椅的材质应具有良好的阻燃性能，以确保列车的安全。
另外，厕所、餐车等设备的设计也需要考虑人机工程学原则，保证使用的便捷性和舒适性。
同时，要采取相应的安全措施，如防滑地板、防撞装置等，以确保乘客的安全。
3. 车体连接部分设计车体连接部分的设计主要包括车头和车尾的连接方式。
为了确保列车的运行安全和乘坐舒适性，车头和车尾的连接部分应具有良好的承载能力和防震性能。
在车头和车尾的设计中，可以采用合理的结构形式和优化的连接方式，例如，采用可拆卸式连接件，方便进行维护和修理；采用防震装置，减少外部冲击对乘客的影响。
三、车体结构的优化分析车体结构的优化分析主要考虑以下几个方面：强度优化、材料优化、结构优化。
1. 强度优化通过有限元分析等手段，对车体结构进行强度分析，找出结构中的薄弱环节，并采取相应的改进措施。
同时，可以利用仿真软件模拟不同工况下的载荷作用，进一步优化结构设计，提高车体的整体强度。
【精品完整版】-汽车车身结构与设计毕业论文设计
毕业设计（论文）（说明书）题目：汽车车身结构与设计姓名：、、、、编号：、、、、、、、、、、技术学院年月日、、、、技术学院毕业设计（论文）任务书姓名、、、、专业汽车运用技术任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：汽车车身结构与设计A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师、、、、系（部）主任、、、、、年月日、、、、技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录机械工程系汽车运用技术专业，学生、、、、于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：汽车车身结构与设计专题（论文）题目：汽车车身结构与设计指导老师：、、、、答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生、、、、毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，、、、、技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：业设计说明书（论文）摘要随着中国加入世界贸易组织，中国的汽车工业开始融入全球的竞争之中，入世成为中国汽车工业的巨大推动力量，使它的发展进入了一个全新的时期同时，也将面临严峻的考验。
在如此激烈的市场竞争中，若想占有一席之地，就必须具有过硬的产品质量，先进的技术水平，才能不断地发展自己，巩固自己，才能适应新形式的需要，在发展中立于不败之地，因此，如何在设计阶段提高车身制造质量在当前就显得尤为重要。
本文就目前的汽车车身的发展现状，进行有关车身的探讨和研究，并从车身造型演变及发展现状，车身概述，车身外形的设计方法等方面对汽车车身进行了阐述和分析，并进行了相关的设计与构思。
以期达到对汽车车身更好的探讨和理解。
关键词：车身概述，发展现状，车身设计,功能设计论文类型：毕业设计ABSTRACTWith China's accession to the World Trade Organization, China's auto industry began to integrate into the global competition among the WTO to become a huge driving force for China's auto industry, it's development has entered a new period, but also will face a severe test . In such a fierce market competition, if you want a place to be with excellent product quality, advanced technology in order to continue to develop their own, to consolidate themselves in order to adapt to new forms of need, in an invincible position in the development of Therefore, how the body manufacturer in the design phase to improve the quality of the current is particularly important. In this paper, the development of the current status of the car body, and the relevant body of research and development from the evolution and status of body shape, body outlines, body shape design methods, are described on the car body and analysis, and the correlations The design and concept. To achieve a better body of the car and understanding.KEY WORDS:Body outlines, development status, body design, accessories design Dissertation Type:Graduation目录第1章绪论 (5)1.1 汽车造型的演变及发展现状 (5)1.1.1 马车型汽车 (5)1.1.2 箱型汽车 (6)1.1.3 甲壳虫型汽车 (6)1.1.4 船型汽车 (6)1.1.5 鱼型汽车 (6)1.1.6 楔形汽车 (7)第2章汽车车身概述 (9)第3章汽车车身外形设计方法综述 (12)3.1 传统手工设计方法简介 (12)3.2 现代车身设计方法简介 (13)第4章当代汽车车身设计浅析 (16)4.1 车身的内部设计 (16)4.2 车身的外部造型设计 (16)4.3 车身设计安全性很重要 (17)第5章车身设计流程与技术探索 (18)5.1 车身制造技术的发展 (18)5.2 白车身外观品质的研究方法 (19)5.2.1 外观公差的标定 (19)5.2.2 适用制造公差的程序 (21)5.3 容差分配理论 (21)5.3.1 概念 (21)5.3.2 理论基础 (22)5.3.3 容差分配的范围 (22)5.3.4 容差分配的计算方法 (23)5.3.5 容差分配的作用 (23)5.4 零件制造公差的设定 (23)5.4.1 宗旨 (23)毕业设计说明书（论文）5.4.2 适用范围 (23)5.5 移动公差的设定 (23)5.5.1 宗旨 (23)5.5.2 移动公差的含义 (24)5.5.3 适用范围 (24)5.5.4 决定移动公差(设定移动公差范围) (24)5.6 制造基准的定位方案研究 (24)5.6.1 制造基准的含义 (24)5.6.2 适用范围 (24)5.6.3 对制造基准的分析方法 (24)5.6.4 所需资料 (25)第6章轻型车身的功能设计 (26)第7章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章绪论1.1汽车造型的演变及发展现状一部好的汽车特别是高档次的轿车给人们的第一印象即是它的外表汽车车身,因而其背后的汽车车身制造工程技术尤为重要。
动车组车体结构设计的研究与优化
动车组车体结构设计的研究与优化随着科技的迅速发展，高铁已经成为人们出行的主流选择。
而作为高铁的代表，动车组的出现更是改变了人们的出行方式。
因此，动车组的性能表现受到了越来越多的关注。
其中，车体结构设计是影响动车组性能的关键因素之一。
本文将从动车组车体结构设计出发，探讨其研究与优化。
一、动车组车体结构设计的重要性动车组的车体结构设计对其性能和运行安全起着至关重要的作用。
一方面，良好的车体结构设计可以提高动车组的运行效率和轨道通过能力；另一方面，合理的车体结构设计可以提高动车组在运行过程中的防护能力和运行安全性。
例如，铝合金车体结构的运用可以提高车体的轻量化程度，减轻车重，从而提高动车组的运行效率和能耗表现；同时，车体的结构分析和有限元分析等技术的运用可以提高车体的刚度和强度，进一步提高车体的防护能力和运行安全性。
二、动车组车体结构设计的研究内容动车组车体结构设计的研究内容涉及到多个方面。
其中，主要包括以下内容：1.车体材料：车体材料的选择对动车组的性能和表现有着至关重要的作用。
常见的车体材料包括金属、复合材料、铝合金等。
不同材料的特性不同，其对动车组的性能和表现也有着不同的影响。
2.车身外形：车身外形是动车组车体结构设计的重要方面之一。
不同的外形设计可以影响动车组的气动性能和轨道通过能力。
3.车体结构：车体结构是动车组性能和安全性的基础之一。
良好的车体结构可以提高动车组的刚度和强度，进一步提高车体的防护能力和运行安全性。
4.车体加工：车体加工是实现良好车体结构的必要步骤。
车体加工涉及到车体结构的精确度和质量，直接影响着动车组的性能和安全性。
三、动车组车体结构设计的优化策略为了实现动车组车体结构设计的良好性能和安全性，需要通过优化策略来进一步提高其性能。
其中，主要涉及到以下优化策略：1.材料优化：通过材料的优化可以实现动车组的轻量化。
例如，使用高强度铝合金可以减轻车重，提高动车组的运行效率。
此外，合理的材料选择和组合也可以提高动车组的耐久性和防腐性能。
时速160公里动力集中动车组控制车车体钢结构设计与分析
时速160公里动力集中动车组控制车车体钢结构设计与分析发布时间：2023-01-29T05:31:12.615Z 来源：《科技新时代》2022年9月16期作者：张国栋[]、马志会[]、石录红3[导读] 本文介绍了时速160 公里动力集中动车组控制车车体的钢结构张国栋[]、马志会[]、石录红3中车唐山机车车辆有限责任公司产品研发中心，河北唐山 063035摘要：本文介绍了时速160 公里动力集中动车组控制车车体的钢结构，针对设计难点即车体的强度、刚度问题提出了设计思路及解决措施，通过车体钢结构强度仿真分析，验证了车体钢结构满足设计和使用要求。
关键词：160公里动力集中车体1 概述时速160 公里动力集中电动车组控制车位于列车端部，借鉴动力分散动车组头车布局，在车辆上集成司机室和客室，车辆不带动力，但能驾驶操纵列车运行。
控制车的全新配置及功能的增加，给车体钢结构设计提出了新的问题和挑战。
本文对控制车车体钢结构设计难点、解决措施及分析验证进行了阐述。
2 车体钢结构设计2.1 车体钢结构介绍车体钢结构材质主要是Q355NE和Q345NQR2，采用无中梁、薄壁筒形整体承载焊接结构，主要由底架、侧墙、车顶、端墙及司机室组成[1]。
2.2.2 车体增加防撞工况车体强度要求增加司机室防撞工况，车体需承受最大2250 kN的纵向碰撞力，几乎是传统客车所承受纵向载荷的两倍。
司机室采用内部骨架外部蒙皮的板梁结构，如图4所示。
考虑其需要承载的纵向载荷，主要承载框架采用Q460E低合金高强度结构钢；腰梁使用矩形截面，由腹板和上下盖板组焊而成；防撞柱使用矩形截面，由C型梁和封板组焊而成，且在加载区域的内部焊接补强筋板；侧柱采用C型断面。
侧墙板由上下两块组成，上墙板在窗口区域应力较高，采用Q460E低合金高强度钢板。
4 总结在控制车车体钢结构设计时，主要对中部侧门对车体强度、垂弯刚度的影响和增加司机室防撞载荷后对车体钢结构的影响进行分析，并针对难点问题开发了底架中部框架模块、多级过渡传力底架结构及司机室防撞模块等结构。
ZZL1车体结构模块化设计与有限元分析
２ 有限元分析
２ ． １ 静强度分析
车、 Ｍｐ 车和Ｍ 车底架 。 普通 Ｂ型城轨 车辆车体纵向压缩
载荷 ８ ０ ０ ｋ Ｎ， 纵 向拉伸载荷 ６ ４ ０ ｋ Ｎ；该项 目要求承受纵 向压缩 载荷 】 ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 纵 向拉伸 载荷 ８ ０ ０ ｋ Ｎ。因此对底 架 边梁 型材进行 了优 化 ， 增大 断面 ， 减小壁 厚 ， 在 满 足 强 度 的前 提下 减 少重 量 。
送 底 回方 式 。南于 空 调机 组送 风 方 式 的改 变 ， 空调 安
Ｅ Ｎ １ ２ ６ ６ ３ —１ ：２ ０ １ ０ （ （ 铁道应用 一轨道车身的结构要求 》 等标准 ， 计算 了在正常 和超 常工作载荷下 的 ｌ ２ 个工况 ，
具体 见表 ２ 。
表１ 铝合金材料及焊 缝的许 用应力
１ ． ２ 顶 盖 模 块
Ｔ ｃ 车车体是设 计 的Ｔ ｃ 、 Ｍｐ、 Ｍ ３ 种车体 中结构最 复杂 、 最具 有代 表性 ， 承受 载荷 最多 、 最 复 杂 的车体 ， 并且 Ｍｐ 、 Ｍ车 与 Ｔ ｃ 车的车体主体结构 相同 ， 所 以选定
Ｔ ｃ 车进行静 强度有 限元分析 。 通过 Ｕ Ｇ软件建立车体有 限元几何 模型 ， 在Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ中划分 网格 。 Ｔ ｃ 车 整车共 有 壳单元 ７ ０ ５ ５ ３ ３ 个， 质量单元 ６ ３ ３ ９ ６ 个， 刚性 单元２ 个。 车体主要采用表 １ 所列 ３ 种材料 ， 其许 用应力见表 １ 。 参 考标准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ —２ ｏ ０ ３ 《 地 铁车辆通用技术条件 》 和
．
、
长度 有 ３ 种 规格 ， 通过 组合 可得 到大 侧墙 、 端 侧墙
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堵住下转角
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易积水机构 不易积水机构 22
车身结构设计，可采取以下防腐措施：
2）设计时要全面检查并确定容易锈蚀的部位，并采取特别的防 腐措施。
◆ 车身抚锈蚀的薄弱处如焊点贴合部位和铆接处，该处不能全部 涂到漆料，两层板料之间既不能密封，也不能通风，又如钢板 切割边，由于毛刺和振动，边缘漆层将被破坏，此外，在汽车 行驶时易被碎石撞击的部位，或相邻板件的摩擦，均会损坏漆 层。
一，杆件的设置 骨架杆件的分类： 1）按功能分类：门柱、窗柱、门槛、门框上横梁、风窗上下横梁；
2）加强用的，如大客车顶盖上的纵梁和底架周边的搁梁，在后 悬架处底架上设置的加强横梁等；
3）为安装附件而设置的非承载件，如顶盖上为安装顶窗而设置 的框架等。
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◆车体骨架
前部：由部件 11、1、2构成， 这部分受力比
◆ 两种金属之间的接合，特别易发生电化学腐蚀，应尽量避免， 当必须采用时，应在两层板之间使用塑料隔层；
◆ 在采用保护膜方面，为了提高车身的耐蚀性和漆膜的密着性， 通常先进行磷化处理，再涂以防锈底漆。一般用水溶性油漆进 行车身浸渍涂漆，使车身下部和底板等的闭口裁面内侧以及极 难漆到的板料接合处的狭窄间隙都能得到浸渍；
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◆车体结构的工艺性
含意：结构工艺性指的是所设计的产品既要满足使用要求，又 要能够在一定的生产条件和规模下，使加工方法最简单、最 经济。
一，车身的分块
将车身整体形状分成数块能够制造和装配起来的零件称为分块。 分块决定了零件的结构形状和轮廓尺寸，对零件的冲压工艺 和装配工艺有很大的影响。
2）为减轻弯曲零件的回弹，可以在弯曲部位局部压出三角肋， 对弯曲半径很大的零件，应垂直于零件的弯曲轴线方向布置条 形肋。
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◆车体板壳零件
3）加弧肋的轴线宜直，否则在运动时会引起扭转；
4）加强肋应沿支撑之间的最短距离布置；
5）肋的刚性主要取决于它的深度，但为防止破裂，深度不宜过 大，原则上应满足板料拉延成型所允许的条件。
3）振动破坏车身表面的防护层和车身的密封性，从而削弱抗 腐蚀性能。
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轿车激振频率与固有振动频率
2020/4/23 车身振动频率20～50HZ
轮胎上的振动频率及发动机
在其悬置上的振动频率等，
与车身低阶频率很接近，因
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此应注意提高车身的刚度
◆无阻尼单自由度系统，由于初始激励的作用，将以其固有频率 在某一种自然状态下进行振动。
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◆车体骨架
三，杆件截面形状与刚度的关系
◆应合理设计加强板的大小和厚度。太小，则不足以将集中载 荷通过加强板分散到较大的面积上，太大则会增加质量。
◆车身承载杆件上的孔洞尽量放在应力较小的部位。
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◆车体板壳零件
车身大型板壳零件分类：
1）外覆盖件，如车身顶盖；发动机罩外板、门外板、翼子板等。 对这些零件的要求是:表面光滑，棱角线条清晰，与相邻部件棱 线吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的刚度；
3）车身上较多采用翻边连
接或搭接，因为这两种连
接型式焊接品质好，且便
于大量生产。闭口截面焊
接型式必须将焊缝引外，
否则焊接品质最不易保
证2，020应/4/2尽3 量避免采用。
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◆车体结构的工艺性
三，车体的焊接装配工艺性
（4） 焊接点的布置
1）在产品的合件或总成图纸上，要规定焊点的直径和点距。并 非焊点之间的距离越近，焊点数越多，连接弧度就愈高。因为 点距越小，则分流越大，焊接品质就不易保证。
2）焊点布置离板边太近会使加热了的金属被挤压向一边，从而 削弱焊接强度。
3）焊点不应布置在圆角拐弯处或不甚平整的部位。
4）尽可能少采用三层板的焊接结构。
5）较大丝的点焊结构，其焊点应尽可能布置得对称些，否则容
易产生不规则变形和应力集中。
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◆车体的耐腐蚀性 车体腐蚀的成因： ◆汽车常处于容易使钢板锈蚀的环境中，如雨水的浸蚀、工业区
3）生产、搬运困难。
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◆车体板壳零件
提高零件的刚度的措施：
（1）曲面和棱线等的造型，及拉延成型过程零件材料的冷作硬 化，对提高刚度极为有利，平直的零件造型是不可取的。
（2）在内覆盖件和不显露的外覆盖件上设置各种形状的加强肋。 设计加强肋应往意如下几点:
1）在平的或稍鼓起的零件上，加强肋应沿着零件的对角线布置。 最好不用交叉肋。如果采用交叉肋，则应避免交叉处因应力集 中而丧失刚性，为此，在交叉处用半径大于2倍肋宽度的圆弧 来过渡。
左前梁的测点
车身前部的扭 转振动
车身弯曲振动
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二，车身板壳的局部振动
◆刚度差的大型覆盖件容易在振源(例如发动机的振动，汽车行驶 时传动系的共振及噪声波的冲击等)的激励下，引起板壳(如轿 车前后地板等)的强迫振动。
◆同理，当激振频率接近车身内外的固有振动频率时将发生板壳 共振。
◆车身大型板件的共振频率通常在40HZ~300HZ,或更高的范围。 板件振动造成的辐射声和车厢体积的变化(从而引起气压变动)， 是产生车内噪声的重要原因。例如轿车地板的共振频率在 50HZ~60HZ左右，共振时发生敲鼓式的声响。
◆对于多自由度系统，它的自然状态是指整个系统在运动过程中 的某一位移形状。多自由度系统不仅具有一种位移形状，而且 具有与自由度数相等数量的位移形状。这些位移形状称为系统 的固有振型。对于不同的初始激励，系统可以按这些振型中的 某一种进行振动(此时所有质点都同步运动，各质点的位移比 始终不变)，而且对应有唯一的一个因有频率。
2）内覆盖件，如前围内板(发动机挡板）、地板、门内板等，即 在车身外面看不见的内部大零件。这些零件的刚度要足够，零 件上的装配尺寸要准确；
3）骨架零件，它们在车身上起支撑作用，如支柱、门窗框以及 各种纵、横梁结。
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◆车体板壳零件
提高零件的刚度的必要性： 1）刚度差的大型覆盖件容易在激励下引起板的强迫振动； 2）造成部件的疲劳损坏；
◆系统的振动特性可用固有频率和固有振型来表示。无阻尼线性 系统的一般运动都可以表达为各阶固有振型的线性组合。对应 于较低频率的固有振型(低阶振型)，对构件的动力影响大于高 阶振型，也就是说，低阶成分的能量比较大。
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◆通常可以通过测试方法，即用电磁激振器对车身激振的方法，找 出共振频率及产生共振的原因。例如，在车身前端的左、右纵梁 上，以同方向力激振，即激起车身弯曲振型;或者以相反方向的 力激起车身扭转振型;得到激振频率与振动速度的关系。
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◆车体结构的工艺性
车身分块必须考虑如下几个方面：
（1）分块应考虑钢板材料的尺寸规格一般在钢板宽度足够、冲 压工艺允许以及设备条件具备的情况下，应尽可能使零件分 块大些。大型覆盖件对减少表面可见烽缝和焊接工作量，提 高车身结构的制造精度、外观完整性以及节约钢材都十分有 利。
（2）分块应考虑拉延工艺性拉延工序是车身制造中的关键工序， 而零件分块直接影响拉延工艺，必须遵循如下几点:
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车身上使用密封胶密封并防锈的典型部位
顶盖流水槽 板边密封
车门内、外 板以粘接代
替焊接
车门内板 上摇窗机 的调整孔
车身主题边缘部位均 用以聚氯乙烯为基本 材料的糊状密封胶
风窗密封采 用异丁烯类
密封剂
地板搭接缝隙处采用点焊密封胶
此202外0/4，/23 在地板和轮罩下表面应喷涂1～1.5mm厚聚氯乙烯防 24 腐防震涂料
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采用水溶性油漆的浸渍涂漆
◆轻合金和玻璃钢等是良好的防腐性材料，但由于材料来源和加 工方法方面的原因，这些材料的使用受到限制。有些国家正在 对易受腐蚀的车身部件采用镀锌钢板。
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车身的弹性振动与隔振
一，车身的振动 ◆振动的危害：
1）振动使乘员感到不舒适；
2）振动带来噪声和部件的疲劳损坏；
第八章 车体结构分析与设计
◆车体骨架 ◆车体板壳零件 ◆车体结构的工艺性 ◆车体的耐腐蚀性 ◆车身的弹性振动与隔振 ◆车内噪声与控制
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设计车体结构的步骤：
（1）确定整个车体应由哪些主要的和次要的构件组成，使其成 为一个连续的完整受力系统；确定主要杆件采取怎样的截面
（2）确定如何构成这样的截面，截面与其他部件的配合关系， 密封或外形的要求，壳体上内、外装饰板或压条的固定方法以 及组成截面的各部分的制造方法及其装配方法等。
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◆车体结构的工艺性
（3）分块对制造精度的影 响不正确地划分结构将 影响产品的装配精度， 例如门与门框之间的间 隙要求，前、后风窗框 与玻璃的配合尺寸等等， 可能难以保证。
（4）分块应考虑易损件车
身易损件必须单独划分
出来，并做成可拆卸的，
以便损坏后更换。例如
轿车前冀子板、平头驾
构中应川最多，如‘’ 红
旗”轿车车身上焊点多
工件1
电极2
达上万个，“解放’牌 汽
车驾驶室也有烂点两千 凸焊
多个。
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单面双点焊
铜垫板3 缝焊
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◆车体结构的工艺性
三，车体的焊接装配工艺性
2） 在设计车身零件的连接型式时，应保证悬挂式焊钳或固定 式焊极对连接部位的接近方便性，因此连接件的结构形状和 接头型式的选择极为重要。对于难以接近的接头，则必须采 用特殊形状的电极。