汽车车身结构与设计复习题答案

汽车车身结构与设计复习题

1.车身设计的特点是什么？车身设计是新车型开发的主要内容。车身造型设计是车身设计的关键环节。人机工程学在车身设计中占有极重要的位置。车身外形应重点体现空气动力学特征。轻量化、安全性和高刚性是车身结构设计的主题。新材料、新工艺的应用不断促进车身设计的发展。市场要素车身设计中选型的前提。车身设计必须遵守有关标准和法规的要求

2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？

车身设计及制造的数字化

（1）虚拟造型技术(CAS)。

（2）计算机辅助设计(CAD)。

（3）计算机辅助分析(CAE)。

（4）计算机辅助制造(CAM)。

流体分析CFD：

车身静态刚度、强度和疲劳寿命分析：

整车及零部件的模态分析：

汽车安全性及碰撞分析：

NHV(Noise Vibration Harshness)分析：

塑性成型模拟技术：

（5）虚拟现实技术。

（6）人机工程模拟技术。

新型工程材料的应用及车身的轻量化

更趋向于人性化和空间的有效利用

利用空气动力学理论，使整体形状最佳化

采用连续流畅、圆滑多变的曲面

采用平滑化设计

车身结构的变革：

取消中柱，前后车门改为对开；

车内地板低平化；

四轮尽量地布置在四个角

大客车向轻量化和曲面圆滑方向发展

将货车驾驶室和货箱的造型统一

3.简述常用车身材料的特点和用途。

钢板冷冲压钢板等。

汽车车身制造的主要材料，占总质量的50%。

主要用于外覆盖件和结构件,厚度为0.6-2.0mm。

车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。

轻量化迭层钢板

迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～

0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相

比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。

铝合金

铝合金具有密度小（ 2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生

等优点。

镁合金

在镁材中添加一些其它的金属元素，例如铝、锌或者铝、锰等，变成了一种具有较高强度和刚度，具有良好铸造性能和减振性能的轻质合金材料。

目前镁合金一般用于车上的座椅骨架、仪表盘、转向盘和转向柱、轮圈、发动机气缸盖、变

速器壳、离合器壳等等零件，其中转向盘和转向柱、轮圈是应用镁合金较多的零件。

镁合金密度只有 1.7，是铝的2/3，钢的1/4，客易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可以降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动。但从成

本上看它仍然偏高于铝合金。

.塑料

塑料是一种高分子材料，常用工程塑料包括:

热塑性工程塑料（PE、PP、PVC、ABS、PS、PA、POM、PC等）；

热固性工程塑料（酚醛树脂PF、氨基树脂UF、环氧树脂EP等）。

由内外装饰件向车身复盖件和结构件方面发展。例如前照面、保险杠、发动机

罩、行李箱盖、顶盖、翼子板、车门内护板和某些车身骨架构件等。

成型容易，使形状复杂的部件加工简单化。

弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘员起到保护作用。

制成的复合材料具有很高的机械强度，可以代替钢板制作车身复盖件或结构件，减轻汽车的重量。

耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。

塑料的弱点是：大规模的模塑加工，投资大，成本高昂。

另一个更关键的问题就是环境保护：材料能不能够回收

橡胶可用于减振、减轻碰撞、密封等零部件。

轮胎：载重汽车以天然橡胶为主，轿车则以合成橡胶为主。

车用胶管包括水、气、燃油、润滑油、液压油等的输送管通常采用丁腈橡胶、氯丁橡胶等材

料制造。

车用橡胶密封件多用丙烯酸酯橡胶、硅橡胶等材料制造。

门窗玻璃密封件多采用乙丙橡胶制造

玻璃

按照工艺加工分成：

A类夹层玻璃（认证标志代号LA）；B类夹层玻璃（认证标志代号LB ）；

区域钢化玻璃（认证标志代号 Z ）；钢化玻璃（认证标志代号 T ）。

其中A类夹层玻璃安全性能最高。

内饰材料

复合材料、纺织品更加美观、整体化和色彩丰富。轿车内饰件的质量取决于材料。

目前，许多轿车的内饰件已经逐步使用PP(聚丙烯)材料，这是一种工程热塑材料，韧性好、强度大、隔热好、质地轻、耐腐蚀、富有弹性和手感好，成本低，更重要的是PP材料是一种可以循环回收再用的塑料。

目前采用PP材料制造仪表板总成外壳已成主流

4.简述车身承载类型的特点及适用车型。

1.非承载式

车身不承受载荷,而全部载荷由车架承载。

特点：车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。质量大，汽车质心高，高速行驶

稳定性较差。

适用车型：一般用于货车、部分大客车、大部分高级轿车和越野车等车型。

车身通过橡胶块等与车架弹性连接。

2.承载式(无车架式)

车身承受全部载荷.

结构：没有刚性车架，加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身地钣有较完整(厚度也较大)的纵、横承力元件，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。

特点：车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，

高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。

适用车型：主要用于大多数中级、普通级、微型轿车、大客车、微型汽车等。

5.车身设计中的“四化”指的是什么？解释其概念。

产品系列化:将产品合理分档、组成系列，并考虑各种变形。

零部件通用化：同一系列车型上，尽量采用相同结构和尺寸的零部件。

零件设计标准化：适用汽车的大批量生产，有利于产品的系列化和零部件的通用化，便于组织生产，降低成本，维修方便。

模块化设计和平台化战略：汽车的平台就是在开发过程中用差不多的底盘和车身结构，

可以同时承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。实现在一个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。

6. 简述新车型开发的分类

1.全新车型开发新性能新用途新系列采用先进技术

2.已有车型的全面更新

包括外型、车身结构、发动机、行驶系统等。

3.已有车型的中等规模改进

保留原车身外形的特征，车身结构局部改进。外型做局部修改，以改善空气动力性能。

对选装件进行改进，改善汽车性能。

4.已有车型的小规模改进

对局部的一些零件进行改进，如后视镜、门把手等。

7.什么是概念设计

概念设计属于产品设计的前期工作，是始于产品定性之后，指从产品构思到确定产品设计指标，总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止的初步设计

8.简述决定汽车车身设计的主要因素及关键技术。

1.车身外型设计方面

车身空气动力特性；

车身尺寸确定的人体尺寸；

车身外型设计、内饰造型的美学法则；

外型的结构性和装饰的功能性要求；

2.车身室内布置设计方面

人机工程要素；

车身内部设计的安全保护；

3.车身结构设计方面

结构设计的强度、刚度；

轻量化设计，包括结构合理性和合理选材；

结构设计的安全性要求；

车身防腐蚀设计要求；

车身密封性设计要求；

结构设计的制造工艺性；

4 .产品开发方面

产品开发的市场性要素；

系列化产品发展要素；