車身結構設計總結.doc

1、車身：車身是指各種汽車底盤上構成的乘坐空間及有關的技術裝備。（一般來說，車身包括白車身及其附件）*2、白車身：白車身通常系指已經裝焊好但尚未噴漆的白皮車身。*3、非承載式（有車架式）:非承載式車身的汽車有獨立剛性車架，又稱底盤大梁架。車身本體懸置于車架上，用彈性元件聯接。特點：有獨立的車架；車身受力?。粡椥赃B接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上，大部分振動被減弱或消除，發(fā)生碰撞時車架能吸收大部分沖擊力，在壞路行駛時對車身起到保護作用，因此車廂變形小，平穩(wěn)性和安全性好，而且?guī)麅仍胍舻?。但這種非承載式車身比較笨重，質量大，汽車質心高，高速行駛穩(wěn)定性較差。 4、車架：是跨裝在汽車前、后軸上的橋梁式結構。車架的主要型式有：框式、脊梁式、綜合式三大類?？蚴杰嚰芸煞譃檫吜菏胶椭苓吺絻煞N。*5、非承載式車身結構的優(yōu)點：除了輪胎和懸架系統(tǒng)對整車的緩沖吸振作用外，撓性橡膠墊還可以起到輔助緩沖作用，適當吸收車架的扭轉變形和降低噪聲有作用，既延長了車身的使用壽命，又提高了乘坐舒適性；底盤和車身可以分開裝配，然后總裝在一起，簡化了裝配工藝，便于組織專業(yè)化協(xié)作；由于有車架作為整車的基礎，這樣就便于汽車上各總成的安裝，同時也易于更改車型和改裝成其它用途的車輛；發(fā)生撞車事故時，車架還可以對車身起到一定的保護作用。6、半承載式車身：還有一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結構，被稱為半承載式車身。它的車身本體與底架用焊接或螺栓剛性連接，加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用 ，車身與底架成為一體共同承受載荷。 這種形式實質上是一種無車架的承載式車身結構。因此，通常人們只將汽車車身結構劃分為非承載式車身和承載式車身。*7、承載式車身的主要缺點：由于取消了車架，來自傳動系和懸架的振動和噪聲將直接傳給車身，而車廂本身又易于形成空腔共鳴的共振箱，因此會大大惡化乘坐舒適性；改型較困難；*8、“三化”指的是產品系列化，零部件通用化以及零件設計的標準化。9、車身的表達方式: 傳統(tǒng)的表達方式：坐標網格；1:1油泥模型。 現代車身的表達方式：基于CAD系統(tǒng)的曲線、曲面和實體。10、動力總成的布置：初步設計時，必須確定車身與動力總成相對于前輪軸線的位置。在確定各總成相對于前輪的縱向位置之前，應預先估算軸荷分布。因此，車身總布置與整車總布置工作是很難截然分開的，往往需要反復交叉進行。*11、地板凸包（傳動軸通道）和傳動軸的布置：為了保證車身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座墊有足夠的厚度，通常采取在垂直平面內將傳動軸布置成U形的方案。這樣可以降低傳動軸的軸線，同時又能保證動力總成的外廓不致減小離地間隙，而且萬向節(jié)叉軸線之間的夾角也不致超過允許值。12、油箱和備胎的布置：在轎車上，油箱和備胎的布置車身的有效容積和汽車的軸荷分配都有很大的影響。為保證安全，油箱不應布置在發(fā)動機艙內，備胎則可根據需要任意布置。油箱和備胎往往同時布置在行李艙內。當備胎布置在行李艙內時，應保證在裝滿行李的情況下仍能方便地取出備胎。13、車身試制和試驗的目的：主要在于通過實踐來具體檢驗車身外形和結構設計的合理性，考核其性能、強度和壽命，以及預先了解制造上的關鍵等。14、概念設計的主要工作有：1.對市場、法規(guī)、競爭對手和競爭車型進行認真調查與預測；2.確定所開發(fā)新車在性能、質量、成本等方面適當的目標水平、具體指標和規(guī)格要求；3.進行整車和車身的總布置； 4.產品、工藝、生產、銷售和零部件等方面的專家在車身造型凍結前進行新車方案的較詳細的可行性研究工作。 15、所謂A級曲面的定義：是必須滿足相鄰曲面間之間隙在 0.005mm 以下。16、計算幾何：是一門興起于二十世紀七十年代末的計算機科學的一個分支，主要研究解決幾何問題的算法。17、計算機輔助設計的主要問題：曲線的生成；曲面的生成；曲面間的拼接；曲面間過渡曲面的生成；曲面質量的評價；車身外表面曲面的分塊。*18、轎車車身的布置：傳統(tǒng)式布置型式有利于車室內部（包括行李艙）布置，而且可以提高操縱穩(wěn)定性、行駛平順行和乘坐舒適性，但其缺點在于地板中部出現凸包，影響踏板布置、整車高度的降低和質量的減輕。 對于前驅動布置型式，由于取消了傳動軸，可以降低地板和整車高度，如果采用橫置式發(fā)動機，則更方便于車室內部布置。此種布置型式對車身總布置、降低風阻、整車輕量化等都是很有利的。19、布置動力總成要考慮的因素：軸荷分配；K點的位置；曲軸中心線的傾角；發(fā)動機與其它零部件的間隙；20、地板凸包（傳動軸通道）和傳動軸的布置：為了保證車身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座墊有足夠的厚度，通常采取在垂直平面內將傳動軸布置成U形的方案。這樣可以降低傳動軸的軸線，同時又能保證動力總成的外廓不致減小離地間隙，而且萬向節(jié)叉軸線之間的夾角也不致超過允許值。21、影響車身地板高度的因素：傳動軸；車架縱梁和橫梁；22、降低轎車地板平面的措施：減小車架縱梁的高度；前后軸上面的一段縱梁做成向上彎的形狀；后橋采用雙曲面齒輪傳動以降低傳動軸等。23、R點定義：座椅調至最后、最下位置時的“胯點” 。 *H點定義：實車測得軀干與大腿相連的旋轉點“胯點” 位置。24、車身內部布置的依據：標準人體（人體樣板尺寸）；車身的內部空間。25、車身內部布置的主要工作：決定座椅的位置、幾何參數；決定座椅的調節(jié)范圍；方向盤的位置、大小、傾角；方向盤的調節(jié)范圍；組合儀表和儀表臺的位置、大??；組合儀表表面的角度；各種操縱手柄的位置、大小。26、影響視野性的因素：座椅的布置、高度以及座墊和靠背的傾角；車窗尺寸、形狀和布置；立柱的結構；發(fā)動機罩和翼子板的形狀。*27、長途大客車的特點：由于乘客乘坐時間長，站距遠，客流量較穩(wěn)定，所以主要應保證乘客在座椅上的舒適性。 長途大客車平面布置的特點：座椅的布置應盡可能使乘客面朝前方，為了增加載客量，一般可以兩排座中間的過道處增設活動座。*28、城市大客車的特點：站距短、乘客流動頻繁，所以主要應保證乘客上、下車方便和便于在車內走動。 城市大客車平面布置的特點：一般多采用單排、雙排座的布置方案，以增大過道寬度和立席面積。29、蓄電瓶布置考慮的因素：軸荷分配合理；蓄電瓶盡可能靠近起動電機。30、儀表板上的布置：控制系統(tǒng)應盡量布置在駕駛員的右手邊；儀表布置在左手邊；指示燈應安排在儀表的上方。*31、大客車的安全性：車身結構；座椅及安全帶；安全玻璃；車內軟化*32、貨車駕駛室按其結構可分為四類：駕駛室位于發(fā)動機之后的長頭式（安全但整車面積利用差）；駕駛室部分地位于發(fā)動機之上的短頭式（綜合安全和面積利用）；駕駛室位于發(fā)動機之上的平頭式（整車面積利用好但安全、維修、隔熱差）；駕駛室偏于一側的偏置式（ 整車面積利用、維修、隔熱性好但安全性差 ）33、人體工程學：是研究“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機、環(huán)境三大要素之間關系，為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康問題提供理論與方法的一門技術科學。*34、H點是人體身軀與大腿的交接點。用它來確定人體乘坐位置。H點人體模型：確定車身實際H點位置用的人體模型。模型的背盤與臀盤交接處，在相當于人體胯點的位置上設有鉸接副，鉸接線的中點即為H點。H點人體模型由背盤、臀盤、小腿桿、及頭部探桿等組成。35、H點三維人體模型的作用：確定轎車的實際H點；檢驗轎車座椅設計的合理性。*36、汽車駕駛員眼橢圓：駕駛員以正常駕駛姿勢坐在座椅中時其眼睛位置在車身中的統(tǒng)計分布圖圖形。 眼橢圓樣板作用：車身內部設計或校核。37、汽車風窗玻璃刮掃系統(tǒng)的基本要求：有足夠的刮掃能力；正確的刮掃部位；合格的刮凈率。刮掃面積和部位的校核基準：眼橢圓。38、刮掃面積和部位的校核方法：在車身側視圖與府視上畫出第95百分位的眼橢圓；根據刮掃要求作眼橢圓上下左右四個切平面；39、百分位表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人占統(tǒng)計對象總人數的百分比。40、影響駕駛員手操作鈕件布置合理性的因素主要有兩個：駕駛員自身的伸及能力，汽車駕駛室內部設計尺寸41、影響駕駛員手操作鈕件布置合理性檢驗步驟：測量出被檢車輛駕駛室的相關參數；計算駕駛室尺寸綜合因子G；計算基準面HR離踵點的距離d，d=786-99G；建立三個正交平面：HR基準面、駕駛員座椅對稱平面、通過最后H點的水平面。測量出被檢驗的手操作鈕件在這一坐標系中的坐標值；根據算得的G值和使用情況確定的男女駕駛員比，從21張表格中選取相應的表格。42、汽車造型設計：使汽車獲得具體形狀和藝術面貌的過程。43、汽車造型設計的內容：外形設計；室內造型設計；色彩設計；標志設計。車身附件設計；44、造型設計的主要工作：參與汽車總布置設計和車身總布置設計；繪制效果圖；塑制模型；將外形形體上的曲線表達在主圖板上；制訂室內造型和覆飾設計方案；協(xié)同結構設計師將造型形象體現在具體的車身結構上。45、汽車造型設計的基本要求：使汽車具備有完善的藝術形象；使汽車具有良好的空氣動力性能；使汽車車身具有良好的工藝性；應保證汽車良好的適用性；應考慮材料的裝飾效果。46、決定汽車外形的因素：形體構成，線形構成，裝飾和色彩構成三個因素47、效果圖是造型設計仔細構思的最終紙面產品，主要用于展示和評審之用。48、透視投影是一種符合視覺近大遠小規(guī)律的作圖方法，它能較真實的表達人眼視物時的立體感。49、油泥的特點：油泥經過加溫，硬度會迅速降低，得到相當好的柔軟性，特別適合重塑；溫度回落，其硬度又很快恢復，適合細節(jié)的刻畫。但油泥模型不能長期保存。 油泥的成分： 填料：粘土干粉或滑石粉60%；柔性粘結劑：滑脂（黃油）30%；固性粘結劑石蠟10%。50、色彩視覺是人們辨認不同波長的光波的能力。51、色彩的三要素是區(qū)別各種顏色的標準：(1)色相 是區(qū)別色彩種類的名稱。如紅、黃、藍。(2)明度 也稱光度，是色彩的明暗程度，亦即色彩對光線的反射程度。(3)純度 又稱飽和度成色度，也就是接近標準色(標準光譜色)的程度。52、汽車造型的發(fā)展趨勢：繼續(xù)改善空氣動力性，降低能耗；進一步提高空間利用率；新材料、新工藝的不斷發(fā)展與應用；功能性結構的發(fā)展導致車型全新。53、汽車空氣動力學所研究的內容，主要有下列方面：汽車行駛中的氣動力和力矩的研究；汽車表面及周圍的流譜和局部流場的研究，以分析作用在汽車上的氣動力機理；發(fā)動機和制動裝置的空氣冷卻問題的研究；汽車內部自然通風和換氣問題的研究；54、汽車的風洞試驗分為全尺寸模型和縮尺寸模型風洞試驗兩類。風洞：是一種按一定要求而設計建造的管道，可借助于動力裝置產生可調節(jié)的氣流以便模似大氣流場的作用。55、流場：在空氣動力學中，可把流經物體的氣流的屬性，如速度v，壓強p，密度 ?等，表示為空間坐標（x,y,z）和時間t的函數，例如：v=v(x,y,z,t)； p=p(x,y,z,t)；r = r(x,y,z,t)等。分別為速度場，壓強場和密度場。所有這些場的總合，稱為流場。56、非定流場：隨時間變化的流場，稱為非定流場。定流場：不隨時間變化的流場，稱為定流場。流線：為了研究氣流的運動，可在氣流中引入一條假想的曲線，認為它任何一點切線的方向都與該時刻氣流質點速度向量的方向相同，該曲線稱為流線。流線給出的是在同一瞬時，線上各氣流質點的運動方向的圖形。流譜：在某一瞬時的流場中，許多流線的集合，稱為該瞬時氣流的流譜?？赏ㄟ^流譜來描述氣體流動的全貌。57、氣動力：將整個汽車外表面上空氣壓力合成而得到作用在汽車上的合力，稱為氣動力。風壓中心：氣動力在汽車上的作用點稱為風壓中心。記作：C.P.。58、汽車的空氣阻力：是與汽車運動方向相反的氣動力。其大小與空氣阻力系數CD，迎風面積S，空氣密度?及車速?的平方成正比。59、汽車的空氣阻力由以下五部分組成：1）形狀阻力2）摩擦阻力3）誘導阻力4）干擾阻力5）內部阻力60、 汽車的氣動升力垂直于汽車的運動方向，即垂直于地面。升力向上為正，向下為負61、中線：中線指的是汽車橫截面中心點的聯線。前后緣：中線與汽車前端面和后端面的交點，稱為前緣和后緣。弦長：前緣和后緣的連線稱為弦線。拱度：中線弧線高度與弦長之比稱為拱度。62、減小汽車氣動升力的措施：1）采用負迎角造型，可使流入汽車底部的空氣減少，避兔底部氣流阻塞，也有利于底部空氣向尾部低壓區(qū)疏導，使底部氣流保持一定的流速，從而減小升力。2）在汽車前端底部加一個擾流板，可減少進人底部的氣流量，還能使底部氣流順利地向尾部或側面流動，并保持一定的流速，這樣也可使升力系數下降。63、風壓中心C.P的位置對汽車空氣動力穩(wěn)定性影響：若風壓中心C.P在質心C.G之前，則進一步增強側向風力的作用，從而導致惡性循環(huán)使汽車失穩(wěn)；若風壓中心C.P在質心C.G之后，從而削弱側向風力的作用，使汽車趨于穩(wěn)定。64、附面層：圍繞著運動物體一個相對薄的空氣層內，氣流速度有著急劇的變化，存在著速度梯度。該氣流層稱為附面層。65、層流：當氣流速度不很大時，附面層內各層間速度變化小，各層間是以不同速度錯動的，稱之為“層流”。湍流：當附面層內各層間速度梯度較大時，整個附面層充滿了渦流，稱之為“湍流”。66、分離點：當氣流從凸起部分向凹下部分流動時，氣壓由低升高，氣流要克服壓力的升高才能繼續(xù)運動，氣流速度也就變慢，這不僅對外部氣流有影響，更重要的是對附面層的氣流帶來影響。由于附面層內的氣流速度變慢而使附面層內的氣體“堆積”起來并逐漸變厚，于是會在距物體表面某一點K處的氣體粒子失去其動量，速度為零。氣流在這一點與表面開始分離，該點稱為分離點。67、分離現象：靠近物體表面的氣流方向變成負值，空氣發(fā)生倒流，從K點起形成一個分離面K-K，在分離面后部，產生了一個個渦漩，渦漩被外層氣流帶走，同時又從分離面上卷進新的渦漩以補允被帶走的部分，這種現象稱為分離現象。68、汽車底部和地面之間的氣流狀態(tài)受下列因素的影響：(1)地面和底部間的距離；(2)車輛寬度、長度和高度之比以及車身造型；(3)底部的平穩(wěn)程度；(4)地板的縱向曲率和橫向曲率。69、渦漩：在氣流作用下，上表面流速快而形成低壓，下表面流速慢而產生高壓，這兩個區(qū)域沿邊緣相連接。氣流在邊緣上自然會由高壓區(qū)向低壓區(qū)流動，這種交叉流動構成了兩股氣流間的空氣動力學干擾而產生旋轉的空氣運動，稱為“渦漩”。70、車身后部形狀對阻力的影響：車身后部形狀對尾部流譜有顯著影響。當?300時，氣流的分離點在B點，一般稱為快背型流譜。當? 300時，分離點產生在A點，一般稱為方背型流譜。71、汽車外形的空氣動力學開發(fā)程序可歸納為：l）將完成初期造型的多個縮尺模型方案，按空氣動力學的基本要求進行初期風洞試驗，以用于選型；將選定的模型進行空氣動力學修改后再進行風洞試驗，如此反復多次優(yōu)選直至定型；2）按定型方案制成l：l模型，并裝上刮水器、后視鏡等各種附件后再進行風洞試驗予以改進；3）按改進后的摸型制作樣車，并完成最終的整車風洞試驗。72、連續(xù)曲線：過曲線上的每一個點，只能作出該曲線的一條切線的曲線，稱之為連續(xù)曲線。光滑曲線：在連續(xù)曲線上，如果任一點只有一個曲率半徑，或者說在整個曲線長度范圍內曲率半徑是逐慚變化的則稱之為光滑曲線。73、曲線光順的概念：在車身設計中，曲線光順是指曲線應連續(xù)，光滑，曲率變化均勻且無多余拐點。 比例曲線：若兩條曲線上所有對應點的縱坐標與各自的高之比相等，并且橫坐標與各自的底之比相等，則此兩曲線互為比例曲線。74、曲面：可看作是由一條在空間運動的線段所有連續(xù)位置的總和。形成表面的線段為母線，母線沿其運動的線為導線，在每個位置的母線稱為表面素線。 直紋面：直母線形成的曲面為線性曲面（直紋面），它又可分為單曲面和扭曲面兩種。 扭曲面：在直母線連續(xù)運動形成的曲面上，任意相鄰兩素線彼此交叉時的曲面為扭曲面。扭曲面為不可展曲面。如柱狀面和錐狀面。 柱狀面：直母線沿兩根曲導線且始終平行于一固定導平面連續(xù)運動所形成的曲面。75、錐狀面：是母線沿一根曲導線且始終相交于一直導線而運動所形成的曲面。 非線性曲面：曲母線在空間連續(xù)運動所形成的軌跡，稱為非線性曲面。非線性曲面又可分為母線不變和母線可變兩種。大部分車身曲面均為可變母線的復雜曲面（自由曲面）。*76、車身分塊原則如下：1）車身的主霎輪廓線，如車身表面上的對稱中心線，車身的最寬截面線等，必取為邊界線；2）考慮曲面形成規(guī)律，如圖7-7中塊4跨過數個零件，使制出的表面保證車身側面的連續(xù)性；3）車身表面造型設計要求的特殊線，可取為分塊線；4）表面分塊應使表面單凸或單凹；5）邊界條件盡量取為平面曲線。77、加強板設計：減小兩端的剛度突變；合理的大小和厚度；減輕加強板的重量。78、接頭的設計：(縱、橫桿件的連接點即通常所謂的“接頭”）縱梁與橫梁應以翼緣連接；合理地擴大連接面積；79、車身承載桿件的開孔：由于這些孔洞將產生應力集中，應盡可能將孔位選在應力較小的部位。如截面中性軸附近。此外，開一個大孔要比開數個小孔應力集中更嚴重。80、車體結構分析與設計的主要內容：確定整個車體應由哪些主要的和次要的構件組成；確定承載桿件的截面；確定承載桿件間的過渡方式；將車體進行分塊，構建分總成，建立分總成間的連接關系；進行零件、部件和總成數學模型設計和裝配；對車身焊接總成進行強度和剛度分析。81、圓形截面對抗扭最有利。矩形截面中，正方形抗扭能力最強，當矩形兩邊之比h/b2時，扭轉剛度明顯下降；在材料面積A和壁厚t保持不變的情況下，閉口截面的抗彎性能稍次于開口截面，但閉口截面的扭轉慣性矩要比開口截面大多了。82、車身承載桿件的開孔：由于這些孔洞將產生應力集中，應盡可能將孔位選在應力較小的部位。如截面中性軸附近。此外，開一個大孔要比開數個小孔應力集中更嚴重。83、 車身的大型板殼零件可分為三類： 1）外覆蓋件，對這些零件的要求是：表面光滑，棱角線條清晰