车身结构设计要点分解
第9章 车身部件结构设计
门 车门附件
玻璃 门及窗 及升 密封条 降器
内外 其它 装饰 附件 件
梁
车门系统一般由门体、附件和内饰件三部分组成
1．车门外板 一般采用0.65mm~0.85mm厚的薄钢板冲压成型 由于轻量化和侧面碰撞安全性的要求，广泛使用高强度钢板 2．车门内板 是车门几乎所有附件的安装体，是车门的重要的支撑板件 一般采用0.7~0.85mm的薄钢板拉延成型，对于整体式门内板， 拉延深度形成门体厚度的侧板 为安装车门附件机构，内板主要的立面上需压出各种形状的 凸台、窝穴、手孔和安装孔等 为保证车门附件安装位置的精度要求和保证车门周边的密封 间隙要求，车门内板应具有足够的刚度，所以内板周边需冲 压出凸边、加强筋或使用加强板焊于母板上
3．车门玻璃升降系统 升降器的选择
根据具体的车门结构和升降玻璃形状选择 窗框上具有平行的玻璃导槽：可采用单臂式结构 车门窗框不平行，导向槽短：应采用交叉臂传动结构（或钢丝绳传 动结构）。玻璃质心在升降过程中应始终位于支持玻璃的两个支承 点之间，从而能保证升降的平稳性 大曲率弧形升降面：应采用钢丝绳式结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ安全性校核
结果确认
车门附件系统的布置
车门附件是具有独立功能的装于车门上的各系统总成，其主要包括下图所示部件：
车门主要附件结构形式及功能要求
一、车门锁
车门附件 车门锁 结构形式
1.
功能要求
1.
2.
3.
机械门锁（舌簧锁、钩簧锁、卡板锁）— —手动开闭锁； 中控门锁：利用控制按钮或点火锁、由驾 驶员集中控制开闭的门锁； 防盗门锁：根据声、光、电、磁、等原理， 在强行开门时，蜂鸣器或灯光报警。
汽车车身结构与设计第5章车身结构分析与设计
第五章 车身结构分析与设计§5-1 概述在进行汽车车身结构设计之前，必须首先确定车身的承载型式。
当车身总体尺寸和形状，以及承载的结构型式确定后，即可着手进行细致的结构分析与设计。
一、车身结构设计的步骤1．确定车身由哪些主要的和次要的构件组成，使其成为一个连续的完 整的系统；2．确定主要杆件采取何种截面形式——闭式或开式；3．确定：·如何构成这样的截面；·截面与其它部件的配合关系；·密封或外形的要求；·壳体上内外装饰板或压条的固定方法；·组成截面的各部分的制造方法及装配方法。
4．绘制由一个截面过渡到另一个截面的草图、各部件连接草图，以及 与此同时所形成的外覆盖件（骨架、蒙皮）草图；5．将车身总成划分为几个分总成——地板、侧围、前后围、顶盖等， 绘制各分总成草图；——注意标明各总成的连接型式，以便与工艺 部分进行协商；6．应力分析计算；7．详细的结构设计（包括主图板设计），画出零件图。
在进行上述具体设计前，首先要了解对车身结构设计的要求，以及如何实现这些要求。
二、大客车的车身结构1．组成：式结构两种。
有车架式结构和无车架—下部结构性。
一整体，保持车身的刚其构成，盖及内饰、附件等组成前后围、左右侧围、顶—上部结构车身结构有车架式结构——可以独立行走；无车架式结构——必须与车厢成为一体方可行走。
按作用于车身上的外力由车身的哪一部分承担，车身构件结构可分为：②骨架结构—利用车身骨架作为强度部件。
2．特点①应力蒙皮结构一般与无车架结构配合使用，亦称薄壳结构。
优：·骨架比较细小，承力相对较小—由飞机演变；·整体刚度、强度较高，自重较轻，生产率高。
缺：·车窗开口不能太大，窗立柱较粗；·因采用铆接装配，工艺复杂；·施工过程振动、噪声大，铆钉裸露在外，影响美观。
②骨架结构骨架一般由扭转刚性很高的封闭断面的矩形管构成，因此强度和刚度较高，外蒙皮只起装饰作用。
车身结构与设计知识点
车身结构与设计知识点车身结构是指汽车各部件在空间内的布置方式以及各部件之间的连接方式，是汽车设计中的重要一环。
合理的车身结构不仅关系到车辆的安全性能，还与车辆的外观设计、空气动力学性能、乘坐舒适性等方面有着密切的联系。
在本文中，将介绍一些常见的车身结构及与之相关的设计知识点。
一、车身结构类型1.承载式结构承载式结构是指整车的车身作为车辆的主要承载构件，承担起传递车辆各种载荷作用的功能。
这种结构的优点是刚性好、稳定性高，具有较好的操控性和安全性能。
常见的承载式结构包括钢板焊接结构、铝合金焊接结构等。
2.非承载式结构非承载式结构是指车身与底盘分离，底盘负责传递车辆的各种载荷，而车身只起到保护乘员和装饰的作用。
这种结构的优点是重量轻、成本低，但刚性和稳定性稍差，安全性能相对较低。
常见的非承载式结构包括车厢式结构、篷式结构等。
二、车身设计知识点1.材料选择车身的材料选择直接关系到车辆的安全性、重量和成本等方面。
常用的车身材料包括钢铁、铝合金、碳纤维等。
钢铁具有较好的刚性和强度，但重量相对较重；铝合金轻质、抗腐蚀性好，但成本较高；碳纤维重量轻、强度高，但价格昂贵。
2.风阻系数车身的设计还需要考虑车辆的空气动力学性能，其中一个重要参数就是风阻系数。
风阻系数越小，车辆在高速行驶时产生的阻力越小，能够提高车辆的燃油经济性和稳定性。
通过优化车身外形和细节设计，如减小前进气口尺寸、增加风挡角度等措施，可以降低风阻系数。
3.车身强度车身的强度是保障车辆安全性的关键要素。
要使车身具有足够的强度，设计中需考虑到正面碰撞、侧面碰撞、滚翻等不同类型的碰撞情况。
通过增加车身的受力结构、使用高强度材料、合理布置吸能结构等方式，可以提高车身的强度。
4.乘坐舒适性车身设计还要注意乘坐舒适性的问题。
包括减少噪音、减震、优化座椅设计等等。
通过合理布置隔音材料、减少车辆共振、优化悬挂系统设计等方式，可以提高乘坐舒适性。
总结：车身结构与设计知识点是汽车设计过程中需要重点关注的内容。
车身主断面设计流程与要点详述
车身主断面设计流程与要点详述引言车身设计是汽车设计过程中至关重要的一环，而车身主断面的设计对整个车身的结构和外观具有重要的影响。
本文将详细阐述车身主断面设计的流程和要点，以帮助读者更好地理解和实践相关内容。
流程车身主断面设计的过程可以分为以下几个阶段：1.概念设计阶段：在此阶段，设计师需要通过市场调研、需求分析等方法确定车辆的定位和目标群体，并获取相关的设计要求和约束条件。
在此基础上，进行创意构思，形成初始的设计概念。
2.形状设计阶段：在此阶段，设计师需要将概念设计转化为具体的车身形状。
这需要考虑到车身的动力学特性、气动学特性、空间利用率等因素，并结合美学和品牌形象的要求进行设计。
设计师可以利用CAD软件进行形状设计，并对设计方案进行评估和优化。
3.结构设计阶段：在此阶段，设计师需要对车身的结构进行详细设计。
这涉及到材料选择、各部件的连接方式、承载能力等方面的考虑。
设计师需要充分了解车身结构的力学特性，以确保车身能够满足强度和刚度的要求。
此外，还需要考虑到制造和维修的可行性，并进行相应的优化。
4.评估和优化阶段：在此阶段，设计师需要对设计方案进行评估和优化。
通过使用CAE软件进行结构分析和仿真，设计师可以评估车身在不同工况下的性能表现，并进行相应的调整和改进。
此外，还需要进行原型制作和测试，以验证设计方案的可行性。
要点详述在车身主断面设计过程中，以下几个要点需要特别注意：1.功能性：车身主断面的设计首先要满足车辆的功能要求，如空间利用率、行李箱容量、进出车辆的便捷性等。
此外，还需要考虑到车身的安全性，如碰撞安全性、防护能力等。
2.美学性：车身主断面的设计也是展示车辆品牌形象和设计理念的重要元素。
设计师需要考虑到车身线条的流畅性和比例的协调性，以及与整个车身的一致性和和谐性。
此外，还需要考虑到不同市场和消费群体的审美偏好。
3.科技感：随着技术的不断进步，车身主断面的设计也需要具备一定的科技感。
设计师可以使用一些创新的设计元素和材料，如智能化的车身面板、LED灯光等，来提升车辆的科技感和现代感。
车身主断面设计规范及要点
02
03
多目标优化
拓扑优化
综合考虑刚度、强度、NVH性能 等多个目标，采用多目标优化算 法对车身主断面进行优化设计。
运用拓扑优化技术对车身主断面 进行材料分布Байду номын сангаас化，实现轻量化 设计。
实例分享：某车型主断面优化过程剖析
01
初始设计分析
对某车型初始设计的车身主断面 进行仿真分析，评估其性能表现
。
03
优化结果验证
行业的健康、可持续发展做出了贡献。
未来发展趋势预测
智能化设计
随着人工智能和大数据技术的不断发展，未 来车身主断面设计将更加智能化，能够实现 自动化设计、优化和仿真。
轻量化设计
为了满足日益严格的节能环保要求，车身主断面设 计将更加注重轻量化，采用高强度轻质材料和先进 的制造工艺。
个性化定制
随着消费者需求的多样化，车身主断面设计 将更加注重个性化定制，以满足不同消费者 的审美和功能需求。
输入条件收集
收集造型、总布置、动力系统、底盘系统等相关专业的 输入条件，明确主断面的设计约束和依据。
设计方案制定
基于设计目标和输入条件，制定主断面的初步设计方案 ，采用高强度钢材料和高刚度连接方式。
仿真分析与优化
利用CAE分析软件对设计方案进行仿真验证，发现刚度 不足和NVH性能不佳的问题，对设计方案进行优化改 进，采用局部加强结构和阻尼材料等措施。
组织专家对主断面设计方案进行评审，并 根据评审意见进行修改完善，最终发布设 计结果。
关键技术与方法应用
多学科优化技术
综合考虑车身结构、材料、工艺等多方面 的因素，对主断面设计方案进行多学科优
化，提高设计质量和效率。
A 有限元分析技术
车身部件结构设计
缺点：
夹持玻璃 的托槽
滑动器
中央导轨 滚轮 固定支架
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有些高级轿车上采用电动或液压等方式驱动玻璃升降器。可 递直流串绕电动机的动力经由减速装置传给钢丝滑轮或驱动 齿轮，通过减速机构来防止倒转。
动力驱动玻璃升降器
玻璃支承 托槽
电动机 减速装置
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五，车门的密封
1）车门的密封包括车门与车身之间间隙的密封和窗玻璃的密 封。 2）车门和门框之间的间隙是用密封条将其填充，以防雨水、灰 尘侵入车内，同时在开关车门时起缓冲作用，在汽车行驶时防止 车门振晌。
3） 用挤压加工方法制成的密封条，其风窗拐角部分的最小 半径一般为60 mm,半径小于此值或成尖角时，转角部分就 需采用模具成型方法加工。 4）为防止水和灰尘渗人车室内，最好在密封条和玻璃及风 窗框之间填有不干的密封胶。
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5）近来，已由上述窗框胶条嵌接式转向直接粘接式，这种 方法不用橡胶密封条，而是采用聚硫橡胶密封层或丁基胶带 来装配玻璃，工艺先进，多用于轿车。
2.风窗设计的前提：
风窗详细设计前，1：1的车身油泥模型和内部模型，车身 主要结构型式和截面尺寸、形状，覆盖件的分块和结构的 相互关系都已大致拟定，因此为风窗的详细设计提供了必 要条件。
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3.风窗表面的形状： 1） 现代汽上大多采用变“母线”的曲面风窗表面，即母线 不是直线，而是曲率均匀变化的曲线，以满足造型的要求。 2）但有时为了作图方便而按直纹面进行设计。如整个风窗 是柱面的，其导线(即玻璃的法向截面线)的曲率半径尺在中 间段较大，两侧逐渐均匀变小， 3）或者，风窗中间较大部分区域采用柱面，两侧比较弯曲 的区域采用柱状面、锥面或锥状面。
汽车整车结构知识点总结
汽车整车结构知识点总结汽车是由各种部件组成的机械设备，它们构成了汽车的整车结构。
汽车整车结构是汽车工程学中的一个重要内容，它包括了汽车的各个部件和系统，以及它们之间的连接和配合关系。
本文将对汽车整车结构的各个方面进行详细的介绍和总结。
一、车身结构1. 车身结构的基本组成(1) 车身骨架：车身骨架是汽车车身的主要支撑结构，它由车身的各种横梁、纵梁和支撑件组成，以保证汽车的整体刚度和稳定性。
(2) 车身外壳：车身外壳是汽车车身的外部保护结构，它由各种钣金板材制成，可以起到防护和美观的作用。
2. 车身结构的分类(1) 敞篷车结构：敞篷车的车身结构主要由车身骨架和车身外壳构成，不像封闭车型那样有固定的车顶。
(2) 封闭车结构：封闭车的车身结构是相对封闭的，它主要由车身骨架和车身外壳构成，车身外壳几乎包裹了整个车身。
3. 车身材料及工艺(1) 车身材料：汽车车身的材料一般选择高强度的钢材或者铝合金材料，以保证车身的强度和轻量化。
(2) 车身工艺：车身工艺包括汽车车身的冲压、焊接、喷涂等工艺过程，它们对车身的质量和外观有着重要的影响。
二、底盘结构1. 底盘的基本组成(1) 车轮和轮胎：车轮和轮胎是汽车底盘的基本部件，它们直接接触地面，承担汽车的行驶和转向任务。
(2) 悬挂系统：悬挂系统是汽车底盘的重要组成部分，它包括悬架、弹簧和减震器，可以保证车身的稳定性和舒适性。
2. 底盘的分类(1) 前置前驱：前置前驱的底盘结构是汽车发动机放置在前轴前方，通过前轮传动的方式驱动汽车。
这种结构具有较高的空间利用率和经济性。
(2) 前置后驱：前置后驱的底盘结构是汽车发动机放置在前轴后方，通过后轮传动的方式驱动汽车。
这种结构具有较好的操控性和动力性能。
(3) 前置四驱：前置四驱的底盘结构是汽车发动机放置在前轴前方，通过前后轮同时传动的方式驱动汽车。
这种结构具有较好的通过能力和越野性能。
3. 底盘结构的材料及工艺(1) 底盘材料：汽车底盘的材料一般选择高强度的合金材料，以承受汽车的各种力的作用。
汽 车 车身设计第四章 汽车车身的结构分析与设计
2.整体承载式车身
图4-13 лEA3—677型整体承载式大客车车身及其底座结构
2.整体承载式车身
图4-14 轿车承载式车身上部 1—前围板 2—前轮挡泥板 3—前围内侧板 4—外围内侧板 5—前立柱 6—
门下边梁 7—中立柱 8—后翼子板 9—中立柱内板 10—后围下板 11—车门上框加强板 12—顶盖
(一)非承载式车身
图4-4 轿车车架 a) 周边式车架 b) X形车架 c)梯形车架
(一)非承载式车身
图4-5 丰田皇冠轿车的车架和车身结构 1—车身 2—车架
图4-6 货车驾驶室与车架结构
图4-7 车架的结构类型 a) 中型货车车架 b) 大型货车车架 c、d) 轻型货车车架
(二)半承载式车身
1.基础承载式车身
图4-11 承载式大客车车身类型 a) 基础承载式 b) 整体承载式
1.基础承载式车身
图4-12 瑞典Scania K112型大客车车身和车架 a) Scania K112型大客车车身 b) Scania K112型大客车车身底架
c) Scania K112型大客车车架 1—前段副车架 2—中段格框结构 3—后段副车架
2.整体承载式车身
图4-16 Volkswagen K70型轿车承载式车身
二、车身结构件的结构分析与设计
1)不能破坏造型设计，外露骨架要与外形曲线相吻合。 2)骨架的里板应考虑内护板的紧固。 3)用最佳的截面形状获得最大的截面系数。 4)要满足相邻部件的性能要求，如要适应门锁、铰链、限位器等 的安装和性能要求等。
框上横梁 19—顶盖纵梁 20—上边梁 21—侧窗上梁 22—顶盖横梁 23—侧围搁梁
一、车身承载类型的分析
(一)非承载式车身 (二)半承载式车身 (三)承载式车身 1.基础承载式车身 2.整体承载式车身
汽车车身结构设计讲解
三、车身基本结构设计——地板设计
4）前地板的中央通道：设计时注意高度变化，Z向高度要根据传动轴在整车的布置 要求，一般在80-100mm之间，具体数值请根据具体车型给定。型面走向在有限的 空间里尽力放缓，与前围下板的搭界面一般采用圆弧型面搭界。 5）地板的漏液孔： 孔的布置主要在前地板上，是由于在整个的地板总成中前地板 最低，并且前面存在下前围板。
具体位置是：前座椅地脚加强梁前方和后方，左右对称，避免孔的位置高于四 周型面 。其数量根据地板型面确定，无具体要求。
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三、车身基本结构设计——顶盖总成
顶盖是车厢顶部的盖板。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与 支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。当然，为了安 全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶 盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。 代号5700 车身顶盖系统顶盖外板顶盖前横梁总成顶盖后横梁总成顶盖加强梁总成天窗加 强件(带天窗)
非承载式（有车架） 一般货车、大客车、专用车和大部分高级轿车都装有独立的车架，车 身上的载荷主要由车架来承担，车身在一定程度上只承受由车架的弯 曲和扭转变形引起的载荷。 H3,H5为非承载式车身。
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二、车身分类
承载式（无车架） 承载式车身无车架，车身的刚度和强度通常由车身下部来予以保证，一般 部分高档车和目前主流的中低档轿车车身都属于承载式车身。例如，我公 司开发的部分车型。 C30,C50,H6,M4均为承载式车身。
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三、车身基本结构设计——地板设计
在现有的车型中，整个地板区域通常分成了三块，前地板、中地板、和后 地板。
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三、车身基本结构设计——地板设计
车身底板结构
车身底板结构车身底板是汽车结构的重要组成部分，负责支撑和连接整个车身，承受车辆荷载和保护车辆底部。
它的设计对于车辆的性能、安全和舒适性都有着重要的影响。
本文将介绍车身底板结构的主要类型和设计原则。
一、车身底板结构类型1. 梯形底板结构梯形底板结构是一种常见的车身底板设计，它的横截面呈梯形或梯形变化。
这种结构可以提供较好的空间利用率，使得车辆内部空间得到最大程度的扩展。
同时，梯形底板结构还能够增强车辆的刚度和强度，提高车身的稳定性和安全性能。
2. 平底板结构平底板结构是一种指底板平整无隆起或凹陷的设计。
这种结构能够有效降低底部的风阻，提高汽车的空气动力性能。
平底板结构也常被运动型汽车采用，可以增加车辆的操控性能和稳定性。
3. V底板结构V底板结构是一种底板横截面呈V字形的设计。
这种结构能够提高车辆底部的刚度和强度，提升车辆的安全性能。
同时，V底板结构还能够改善车辆的空气动力性能，减小底部的风阻。
二、车身底板结构的设计原则1. 强度与轻量化车身底板结构需要具备足够的强度，能够承受不同条件下的荷载，并保护车辆底部不受损坏。
同时，车身底板还需要尽可能轻量化，在满足强度要求的前提下减少重量，以提高燃油经济性和行驶性能。
2. 空间利用率车身底板结构应充分利用空间，最大程度地扩展车辆内部空间。
不同型号的车辆有不同的用途和需求，车身底板的设计需要根据具体情况进行调整，以满足乘坐舒适性和储物空间的需求。
3. 安全性能车身底板结构需要具备良好的抗撞性能，能够在碰撞事故中保护车辆底部的关键部件，减轻事故对车身的损害。
同时，底板结构还需要具备较高的刚度和强度，以提高车辆的稳定性和操控性能。
4. 操控性能与空气动力性能车身底板结构的设计也要考虑对车辆的操控性能和空气动力性能的影响。
合理设计的底板结构可以改善车辆的操控性，提高行驶的稳定性和操纵的灵活性。
同时，底板结构也会影响车辆的空气动力性能，合理设计的底板可以降低风阻，减少空气阻力对车辆行驶的影响。
轿车车身结构分析
顶盖
车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身 的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这 也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。，重要 的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺 过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻 力。一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶 盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的 传导及减少振动时噪声的传递。
空气动力学要素 车身尺寸确定的人体要素 车身外形设计、内饰造型的美学要素 外形的结构性和装饰的功能性要素
车身设计要素
产品开发 车身外形设计
人体工程要素，包括人体尺寸、人体驾驶 和乘坐姿势、人体操纵范围、人眼视觉和视 野、人车视野、人体运动特征、人体的心理 感觉等。
车身内部设计的安全保护要素。
车身室内布置设计
解决这一问题可以利用CAE 技术中的形貌优化快速、有效的得 到加强筋的数量、形状、布置位置。
底板
底板
后减振器座区域 为保证车身后部有较好的扭转刚度，应用有足够截面积的封闭结构连
接衣帽架和地板纵梁。如下图支撑衣帽架的支架和后轮罩形成封闭截面， 而且其和纵梁相交处也是地板后横梁和纵梁交汇处。这种设计不仅确保了 车身刚度，同时提高了后减振器座的局部刚度。
（3）烘烤硬化钢BH钢 烘烤硬化钢是为提高钢板的抗凹性、抗划痕性和表面质量而开发的高强度钢板。 常将其用于表面覆盖件，如门外板，顶盖等。
车身钣金件材料
（4）双相钢 在C，Mn钢中，成品以快速冷却方式冷却到Ms点，得到铁素体＋马氏体
组织，马氏体量为5～20％，马氏体量越高，钢板强度越高。B240/390DP， B280/440DP，B340/590DP和B400/780DP。双向钢一般用于成形要求严格 并具有高强度，高碰撞吸收能的汽车零件，如：车轮，保险杠，悬挂系统和 加强件等。 （5）镀锌板
汽车车身结构设计详解
3） 建立数字式全尺寸模型，形成初步的零件表，进行方案重量的初步估算，研 究基本的装配方法和制造方法，包括研究材料的选用和车身结构总成如何划 分为分总成和零件，车身装配连接形式和装配顺序，确定定位参考系统和各 种工艺孔等。
车身结构的拓扑空间受车辆总体外形和内部布置 要求的约束。构件的布置是否合理，可以通过简 化模型的载荷计算分析进行判断，在这个阶段， 要研究结构拓扑模型和定义初始的几何尺寸参数, 而拓扑模型是研究构件几何参数(如构件截面、接 头参数和板料厚度等) 的基础。
车身和底架结构拓扑
车身结构载荷传递路径
车身结构由构件及其接头组成的车身骨架和板壳零 件共同组成，是承受载荷和传递载荷的基本系统, 其中骨架结构设计决定了载荷的传递路径。
后纵梁与乘客室的连接，原则上与前纵梁相同，即将载 荷分流是有利的。
车身结构载荷传递路径
乘客室上部的框架结构由侧围总成、前/ 后风 窗框、前围板/ 后隔板及车顶梁构成，并焊装 上顶盖。
侧围在车身整体弯曲刚性中起重要作用。前围 板、后隔板分别与前、后风窗框相连，具有很 高的车身横向抗剪刚度。
对于阶梯背式车身，车尾的后隔板由上部后风 窗隔板和后座椅支承板组成，用于承受车身扭 转时的剪力。对于方背式或快背式，在扭转时 的剪力则主要由后部的框架来承受。
汽车车身结构设计
现在的车身结构设计已经由满足车身结构的基本功能要求为主的功能设计逐 步过渡到满足车身结构的各项性能要求(如刚度性能、安全性、舒适性、可靠 性与耐久性等性能) 为主的性能设计。主要内容包括：
汽车工程中的车身结构设计资料
汽车工程中的车身结构设计资料车身结构设计是汽车工程中的重要环节，它直接关乎到车辆的安全性、舒适性以及整车的性能表现。
本文将介绍汽车工程中的车身结构设计相关的资料，包括设计要求、设计流程和常用工具。
一、设计要求1.安全性：车身结构设计必须满足车辆在各种行驶状态下的碰撞安全要求，包括正面碰撞、侧面碰撞和倒车碰撞等。
此外，还需要考虑行人保护、防滚架构和撞车安全气囊等安全性能。
2.舒适性：车身结构设计应保证车辆在行驶过程中提供舒适的乘坐环境，包括减少车身噪音、振动和车厢内部温度的控制。
3.轻量化：车身结构设计需要考虑材料的轻量化，以提高燃油经济性和减少环境污染。
4.结构强度：车身结构设计必须满足一定的结构强度要求，以确保车辆在各种工况下的稳定性和刚性。
二、设计流程1.需求分析：根据用户需求和市场需求，确定车身结构设计的功能要求和性能指标。
包括车辆类型、座位数、载重量、行驶环境等。
2.概念设计：进行初始的车身结构设计，并通过仿真和测试验证各项性能指标是否满足要求。
3.详细设计：根据概念设计的结果，进行详细设计，包括材料选择、连接方式、强度计算等。
4.验证与优化：通过虚拟仿真和实际测试，验证车身结构的安全性和性能表现，并对其进行优化。
5.制造与组装：根据最终设计方案，进行车身结构的制造和组装，包括焊接、钣金等工艺。
6.试验与认证：对车身结构进行各项试验和认证，确保其符合国家和行业标准。
三、常用工具1.计算机辅助设计（CAD）软件：通过CAD软件可以对车身结构进行三维建模和分析，提高设计效率和准确度。
2.有限元分析（FEA）软件：FEA软件可以对车身结构进行强度、刚度和振动分析，帮助设计师优化结构设计。
3.碰撞模拟软件：碰撞模拟软件可以通过虚拟仿真的方式评估车身结构在碰撞时的安全性能。
4.试验设备：包括拉力试验机、冲击试验机等设备，用于验证车身结构设计的物理性能。
总结：汽车工程中的车身结构设计是一项复杂而又关键的任务，它直接关系到车辆的安全性和性能表现。
车身结构设计要点分解共110页文档
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
车身结构设计要点分解
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活பைடு நூலகம்来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
第8章 车体结构设计
图1-9 立柱/门槛板位置及车身加强件示意图
三、车体前部构件的设计
1、非承载式车身结构 结构设计中应考虑的技术问题：
❖ 车前钣金件应能有效地吸收撞击能量，提高碰撞时的 安全性。
❖ 车身前部结构应具有 一定的刚性，以减小钣 金件的振动和噪声。
❖ 与此相反，非承载式轿车的车身前部就较薄弱，其 车前钣制件通常不是焊接在车身壳体上，而是用螺 钉相互连接起来并安装在车架上。
车身结构特点
适用于大、 中型，批量 小的车型
有独立车架 的非承载式 车身结构
优点：
提高车身寿命；提高舒适性；
提高安全性；便于协作生产。
缺点：
不利于轻量化；不利于上下车；
制造、装配技术需提高。
轻质车身结构设计的新观点： “将合适的材料应用于合适的部位” 。
一、车身的总体组成
1、车身本体（白车身）：车身本体是指车身结构
件及覆盖件的焊接总成，并包括前翼子板、车门、发动机 罩和行李舱盖在内的未涂漆的车身，形成车身的封闭刚性 结构
2、外装件：外装件是指车身外部具有对车身起保护或
装饰作用的部件，以及具有独立功能的车外附件
强板等构件焊接而成，通常采用具有很大的扭转刚度 的箱型断面结构
闭口断面
开口断面
根据轿车前风窗下沿的造型特点，前围上盖板可分为吸 气口可见和隐蔽的两种布置型式。有利于适应汽车空气 动力特性的要求
设计考虑的问题： A、前围上盖板的结构设计应确保车身的扭转刚度； B、结构上应设置流水槽，使得流入或吸人的雨水能
3、内装件： 内装件是指车身室内对人体起保护作用或
起装饰作用的部件，以及具有独立功能的车内附件。
汽车车身结构
汽车车身结构
汽车是现代社会不可或缺的交通工具，而汽车的车身结构是其最基本的组成部
分之一。
汽车车身结构的设计和制造不仅关系到汽车的外观美观，还影响到汽车的性能、安全性和乘坐舒适性。
下面将介绍汽车车身结构的基本组成和设计原则。
车身结构的基本组成
汽车的车身结构主要包括车身箱、车门、车窗、车顶、引擎盖等部分。
车身箱
是汽车的主体结构，支撑着整个车辆的其他部件，包括前杠、后杠、车顶和底盘等。
车门作为进出汽车的门，是车身结构中比较关键的部分，需要具备良好的密封性和强度。
车窗的设计除了考虑视野和通风外，还要保证安全性和防盗性。
车顶和引擎盖在车身结构中起到保护车内空间和引擎的作用。
车身结构的设计原则
汽车车身结构的设计需要考虑多方面因素，包括安全性、舒适性、节能性和环
保性等。
在安全性方面，车身结构需要具备足够的强度和刚度，能够在碰撞时有效吸能和分散冲击力，保护车内乘员安全。
在舒适性方面，车身结构需要考虑减少噪音和振动，确保乘坐的舒适性。
在节能性和环保性方面，车身结构需要尽量减少车辆的整体重量，以提高燃油效率和减少尾气排放。
另外，车身结构的设计还需要考虑到生产成本和制造工艺的因素。
合理的设计
能够降低生产成本，提高生产效率，从而降低汽车的销售价格，提高竞争力。
总的来说，汽车车身结构是汽车的重要组成部分，其设计不仅要考虑外观美观，还需要兼顾安全性、舒适性、节能性和环保性等方面的要求，以满足用户对汽车的各种需求。
希望本文对汽车车身结构有所帮助，以提高对汽车设计的了解和认识。
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8.5 车身结构设计准则
• 座位组件
– 头部保护装置 –座位总成 –座椅安全带固定装置
8.6 车身结构分析-结构的理想化
• 车身结构分析的难点-构造的复杂性
– 边界条件复杂 – 横截面的变化 – 板材厚度的变化 –...
– 提出了对汽车的基本需求
• • • • 经济 耐久、可靠 舒适、吸引人 操纵、使用安全
8.2 车身结构设计的发展历史
–1926年开始出现车身造型 设计的实践 – 借助于试验和其它的一些基本工具，对车身的 结构进行了有效的设计 – 汽车的基本结构已定型
8.2 车身结构设计的发展历史
• 安全时期（1956-1970）
8.2 车身结构设计的发展历史
• 向自行驱动的车辆过渡
– 三轮电能驱动车 – 蒸汽机驱动的四轮车 – 内燃机驱动的车
• 荷兰人Christiaan Huygens • 法国人Etienne Lenoir • 德国人Nicholas A. Otto
– 英国人Lanchester
• 根据基本原理进行功能性设计
汽车车身设计 Automotive Body Design
Dept. of Automotive Engineering Jiangsu University
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 车身结构设计 车身骨架设计 板壳零件 结构工艺性 耐腐蚀性 弹性振动与隔震 噪声控制
第8章 车身结构设计
– 着重考虑如何减轻汽车碰撞后的后果 – 美国颁布了安全法规 – 结构设计仍然以实验方法为主，开始研究计算 分析的理论和工程方法
8.2 车身结构设计的发展历史
• 计算机结构分析时期（1970年以后）
– 特定构件的应力计算 – 有限元方法
8.3 车身结构设计主要内容
• 车身结构设计的主要内容
– 功能设计
– 散热器支架
• 用约束模拟螺栓的固紧状况 • 有216个节点和144个平板单元
8.9 车身结构设计步骤
1. 确定车体的构件组成，分出主要、次要件，其 目标是：使车体成为一个连续的完整的受力系 统。 2. 确定主要杆件的截面型式-闭或开式； 3. 确定截面的构成方式、与其它部件的配合关系、 密封和外形的要求、内、外装饰板的固定方法 以及相关的制造方法； 4. 绘制截面过渡草图 5. 化分分总成，分块； 6. 应力计算； 7. 绘制零件图。
车辆行驶模型
8.5 车身结构设计准则
• 乘客满意度准则
– 平顺性 – 噪声环境
• 安全准则
– 汽车安全标准
• • • • 减少伤害的可能性 将乘员被从车内抛出的可能性降至最小 保证与安全有关的零件有足够的强度 将火灾的危险降至最低
8.5 车身结构设计准则
• 整车结构
–48.3km/h正面固定障碍物冲击（FMVSS204、 FMVSS212、301）
– 钢管铜焊构成车架...
8.2 车身结构设计的发展历史
• 大量生产时期（1900-1927年）
– 大约五百多家汽车生产公司 –1929年：产生了“设计”车身结构以使汽车 有较轻重量的“需要”。 –1900年出现了第一个金属车身专利 –主体仍然是木、钢结构的车身
8.2 车身结构设计的发展历史
• 美观和舒适的时期（1927-1956年）
– 重量轻，需要能量最小 – 具有抵御空气动力阻力的能力 – 提供对乘员的安全保护 – 所用材料来源丰富，价格低廉，便于高效率 地制造和装配 – 汽车使用寿命后材料应能再循环和使用 – 满足各种环境下的使用要求 – 成本低，以使千百万人能够买得起
8.5 车身结构设计准则
• 工作负荷
– 运行谱
• 平均运行工况 • 运行速度分布 • 超载形状-动力负荷造成的疲劳损坏
8.8 车架模型
• 纵梁：承受弯曲负荷 • 横梁：提供基本的扭转约束 • 难点：断面形状突然变化处会出现梁转 角的急剧变化，一般用允许变形后轴线 斜角不连续的旋转弹簧来模拟。 • 局部柔量：影响总体结构响应的局部变 形，通常发生在集中载荷和结构的连接 处。
保险杠
立柱
前板金件
应力分析
• 确定结构形状及其应力分布 • 实例
8.10 车身骨架设计
(1) 骨架设计的基本要求
强度
刚度
(2) 骨架设计的基本 要求 – 刚度不足有什 么问题？ • 变形 • 噪音 – 强度不够有什 么问题？ • 裂纹 • 疲劳断裂
• 如支撑发动机、变速箱等
– 性能设计
• 如安全性、噪音控制等
8.4 车身结构设计的基本约束和目标
– 车身结构必须能够承受在其整个使用寿命周期 内可能遇到的所有静力和动力负荷 – 必须提供一个舒适惬意的车内空间、满意的行 驶平顺性、操纵稳定性以及对大自然的影响的 抵御能力 – 必须提供对车内外噪音源的隔音 – 必须保证驾驶员和乘客有适当的可见度
• 转向机向后位移 • 挡风玻璃安装条 • 燃料系的完整性
–48.3km/h后面移动障碍物冲击（FMVSS301） –32.2km/h侧向移动障碍物冲击（FMVSS301） –车顶撞压抗力试验
8.5 车身结构设计准则
• 车门零部件
– 侧门强度（FMVSS214） – 门锁组件（FMVSS206）
• 难以获得精确的解析解
8.6 结构的理想化
• 用离散的模型代替连续的模型 • 用有限元的方法对车身进行结构分析 • 基本工作过程
– 基本量：单元 – 总体结构：单元的装配
• 位移的转换 • 力和刚度的转换
车身结构有限元模型实例
• 车身二维模型
– 考虑正面加载、弯曲、顶面加载和立柱加载
8.7 车身总成模型
8.1 什么是车身结构设计？
– 车身结构设计之前已完成工作
• 汽车总体设计 • 车身总布置设计 • 车身外形和内饰设计
– 完成构成车身的结构件的形状、尺寸以及结构 件之间联接关系的设计
8.2 车身结构设计的发展历史
• 自行车--汽车的技术先驱
– 第一种大量生产、用于人员运输的机器 –1816-1818首次将两轮车的思想变为实物 –1885年，现代自行车的基本型在商业上获得成 功 –由此出现的种种变革的要求为汽车的出现奠定 了基础