汽車車身結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計

1、第六章 車身結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計1.車身結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計2.車體的耐腐蝕性3.車身的抗振與降噪4.汽車的碰撞安全性設(shè)計5.汽車車身輕量化設(shè)計概述車身車身覆蓋件（cover panel）： 覆蓋在車身骨架表面的板制件。 外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件車身結(jié)構(gòu)件（body structural; body skeleton; body frame）：）： 組成車身本體，支撐覆蓋件，并保證車身強度和剛度 的零部件。 承載。 車體有書中稱“車身的主體” 也就是我們這里的車身結(jié)構(gòu)件2重慶大學(xué)車輛工程系車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容 設(shè)計一個連續(xù)、完整的受力系統(tǒng)； 確定桿件截面型式（開、閉口） 確定桿件截面的構(gòu)成 確定桿件與桿件、桿

2、件與覆蓋件的過渡、連接的結(jié)構(gòu) 劃分分總成、分塊 應(yīng)力分析計算 主圖板設(shè)計、零件圖3重慶大學(xué)車輛工程系1.車身結(jié)構(gòu)分析設(shè)計一、車身結(jié)構(gòu)件的機構(gòu)分析與設(shè)計車身骨架（body skeleton）：主要為保證車身的強度和剛度而構(gòu)成的空間框架結(jié)構(gòu)。 要求：剛度：變形、振動、噪聲剛度不足，將會引起車門的門框、窗框、發(fā)動機艙口及行李箱口等的變形，導(dǎo)致玻璃破裂，車門卡死；低剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響，并削弱結(jié)構(gòu)接頭的連接強度；此外，還會影響安裝在底架上的總成的相對位置。強度：裂紋、疲勞斷裂4重慶大學(xué)車輛工程系1、桿件的設(shè)置 分為三類1）功能所要求設(shè)置的：如門柱、窗柱、門檻、門框上下橫梁、

3、風(fēng)窗框上下橫梁等。2）加強用的：如大客車頂蓋上的縱梁和底架周邊的擱梁，在后懸架處底架上設(shè)置的加強橫梁等。為了滿足安全法規(guī)，防止正面碰撞和側(cè)面碰撞而設(shè)置的加強件。3）為安裝附件而設(shè)置的非承載件，如頂蓋上為安裝頂窗而設(shè)置的框架等。 1）、2）類是車身的主要承載件，應(yīng)有足夠的剛度和強度，并構(gòu)成一個連續(xù)完整的受力系統(tǒng)。薄殼式車身結(jié)構(gòu)雖無完整的骨架，但殼體與各構(gòu)件組裝后，也應(yīng)是一個完整的受力框架。5重慶大學(xué)車輛工程系轎車骨架 車廂（封閉的主體） 發(fā)動機艙（敞開的前部） 行李箱縱向受力元件：前縱梁及斜撐、地板邊梁（門檻）、 傳動軸通道、頂蓋及邊梁橫向受力元件：前圍板、前斜地板、座椅支撐梁（地板橫梁）、 后

4、壁、后橫梁或后圍板、頂蓋車身前部承受發(fā)動機等的重力和懸架支承反力（集中力）車廂承受乘客、車門、自重、懸架支承反力。（分散力）6重慶大學(xué)車輛工程系 車身骨架設(shè)計除考慮剛度與強度，還應(yīng)注意不能破壞造型設(shè)計骨架里板應(yīng)考慮內(nèi)護板緊固用最佳截面形狀獲得最大的截面系數(shù)滿足相鄰部件的性能要求7重慶大學(xué)車輛工程系2、桿件截面形狀與剛度的關(guān)系 影響剛度的截面幾何特性： 彎曲慣性矩、扭轉(zhuǎn)慣性矩（極慣性矩） 2 2 （F是材料面積） I k = e dFI y = z dFFF表1 截面特性比較截面尺寸/cmA材料斷面積相等時，表中尺寸的： 的彎曲剛度最好， 扭轉(zhuǎn)剛度最差 的彎曲剛度最差， 扭轉(zhuǎn)剛度最好為提高車身剛

5、度，宜多 采用閉口斷面。重慶大學(xué)車輛工程系截面形狀JkIyWyWkh=12.8 b=4.8 t=0.410.0044110.0043h=6.4b=4.8t=0.410.590.690.7330.768h=7.13 t=0.4110.6910.656189重慶大學(xué)車輛工程系車身骨架典型截面a）頂蓋側(cè)梁 b）中立柱c）前風(fēng)窗立柱d）后風(fēng)窗立柱e）門檻10重慶大學(xué)車輛工程系承載式車身骨架示例11重慶大學(xué)車輛工程系3、骨架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中 桿件的截面形狀、尺寸突變時，會由于剛度突變而產(chǎn)生 應(yīng)力集中。 避免應(yīng)力集中的措施 避免截面急劇變化避免截面急劇變化12重慶大學(xué)車輛工程系3、骨架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中 避

6、免應(yīng)力集中的措施 加強板的厚度與被加強板的厚度不宜相差懸殊。（如門鉸、固定 處） 孔洞應(yīng)開在應(yīng)力較小部位 縱、橫桿件的連接13重慶大學(xué)車輛工程系14重慶大學(xué)車輛工程系二、汽車覆蓋件結(jié)構(gòu)與分析 車身的大型板殼零件可分為三類：1）、外覆蓋件：如車身頂蓋，發(fā)動機罩外板、門外板、翼子板等。對這些零件的要求是：表面光滑，棱角線條清晰，與相鄰部件棱線吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的剛度。2）、內(nèi)覆蓋件： 如前圍內(nèi)板（發(fā)動機擋板）、地板、門內(nèi)板等，即在車身外面看不見的內(nèi)部大零件。這些零件的剛度要足夠，零件上的裝配尺寸要準(zhǔn)確。3）、骨架零件：它們在車身上起支撐作用，如支柱、門窗框以及各種縱、橫梁等。15

7、重慶大學(xué)車輛工程系1、板殼的合理分塊 分塊應(yīng)考慮：沖壓、 裝配、工藝設(shè)備、產(chǎn) 量、成本等因素駕駛室分塊16重慶大學(xué)車輛工程系 考慮如下幾個方面（1）板料的尺寸規(guī)格（2）考慮拉延工藝：拉延深度適當(dāng)、形狀簡 單、圓角、脹形深度（3）裝配精度（4）易損件、做成可拆卸（5）產(chǎn)量、成本、設(shè)備17重慶大學(xué)車輛工程系2、板殼的構(gòu)造、過渡、連接 確定板殼的一個面與另一 個面的過渡變化。如圖由 AA的風(fēng)窗框翻邊至CC 的風(fēng)窗框翻邊、由CC的 門框翻邊至BB的門框翻 邊。殼體草圖18重慶大學(xué)車輛工程系3、提高零件的剛度 剛度差，則產(chǎn)生振動、噪聲；易疲勞損壞；生產(chǎn)、搬運不便 措施： 采用曲面，加棱線， 使拉延變形大

8、 內(nèi)覆蓋件設(shè)加強筋 （圖8-8） 3）大客車承載式車身上 的板殼零件蒙皮， 可分為兩種:應(yīng)力蒙皮、 預(yù)應(yīng)力蒙皮加強肋的布置的肋的形狀a)好 b) 不好 c)肋的形狀19重慶大學(xué)車輛工程系 設(shè)計加強肋應(yīng)注意如下幾點：在平的或稍鼓起的零件上，加強肋應(yīng)沿著零件的對 角線布置，最好不用交叉肋。如果采用交叉肋，則應(yīng) 避免交叉處因應(yīng)力集中而喪失剛性，為此，在交叉處 用半徑大于2倍肋寬度的圓弧來過渡。為減輕彎曲零件的回彈，可以在彎曲部位局部壓出 三角肋；對彎曲半徑很大的零件，應(yīng)垂直與零件的彎 曲軸線方向布置條形肋。加強肋的軸線宜直，否則在運動時會引起扭轉(zhuǎn)。加強肋應(yīng)沿支撐之間的最短距離布置。肋的剛性主要取決于

9、它的深度，但為防止破裂，深 度不宜過大，原則上應(yīng)滿足板料拉延成型所允許的條 件（見下節(jié)）。20重慶大學(xué)車輛工程系三、 車身的結(jié)構(gòu)工藝性 結(jié)構(gòu)工藝性指的是所設(shè)計的產(chǎn)品既要滿足使用要 求，又要能夠在一定的生產(chǎn)條件和規(guī)模下，使加 工方法最簡單、最經(jīng)濟。 汽車的造型會影響車身結(jié)構(gòu)的工藝性21重慶大學(xué)車輛工程系1、沖壓工藝性 圖8-14（P170）、 彎邊高度不宜短 圖8-15、翻邊高度 過寬會引起起皺或 拉裂 圖8-16 b)孔的翻邊 高度不宜過高，a) 包邊。轉(zhuǎn)角處屬壓 縮類翻邊，切除零件壓彎工藝要求曲面翻邊車門外板翻邊和孔的翻邊重慶大學(xué)車輛工程系221、沖壓工藝性 圖8-17、鼓包、筋 條、翻邊的

10、沖壓方向 盡量一致，以便一次 沖出 圖8-21、頂蓋3，a)內(nèi) 翻b)外翻 外翻可在切 邊時翻邊，而內(nèi)翻還 需較復(fù)雜的斜楔翻邊 模。圖8-17 駕駛室地板 圖8-21 流水槽與頂蓋的連接1-內(nèi)邊槽 2-外邊槽 3-頂蓋 4-流水槽23重慶大學(xué)車輛工程系2、裝配工藝性 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計對焊接裝配工藝性的影響主要是兩 方面：1）車身結(jié)構(gòu)的劃分。2）焊接接頭型式的設(shè)計。 圖8-18 a）需側(cè)窗柱與頂蓋橫梁對應(yīng)一致，b）則 不要求重慶大學(xué)車輛工程系 圖8-18 客車車身結(jié)構(gòu)劃分與組裝方式的改變1-前圍上部 2-頂蓋 3-后圍下部 4-前圍下部 5-側(cè)圍 6-前圍 7-后圍242、裝配工藝性圖8-20、車身

11、焊接的主要型式圖8-21、a）焊槍焊極難以接近，改為b）圖8-22、考慮焊接定位的結(jié)構(gòu)。P173 例4）5）盡可能少用三層疊焊（強度不易保證）大型件焊點布置應(yīng)對稱（防產(chǎn)生不規(guī)則變形和應(yīng)力集中）圖8-20 點焊連接型式 a)搭接 b)翻邊連接圖8-22 焊件定位 圖8-21 流水槽與頂蓋的連接1-內(nèi)邊槽 2-外邊槽 3-頂蓋 4-流水槽重慶大學(xué)車輛工程系253、車體的其它連接方法 拉鉚、粘接 二氧化碳保護焊多用于骨架構(gòu)件的連接。蒙皮與骨架的連接則多用點 焊和鉚接，為了改善車身外觀，用裝飾條將板的接縫壓住。而鉚接的 方法則常用空心鉚釘進行單槍拉鉚，見圖8-23，這種鉚接方法可以將 蒙皮鉚于閉口的骨

12、架型材上；鉚接品質(zhì)好，效率高。 為實現(xiàn)側(cè)壁外蒙皮的光滑美觀和無鉚釘化，可以采用預(yù)應(yīng)力蒙皮。但 為達到輕量化的目的，應(yīng)加強大客車上焊接及粘接技術(shù)的研究。如德 國Neoplan大客車采用粘接蒙皮工藝，蒙皮為鋁板或玻璃鋼，用特制 的高強度粘接劑粘在骨架上，密封性好，振動噪聲也小。 在汽車生產(chǎn)中使用粘接劑與點焊相比有很多優(yōu)點；沒有焊痕，外觀平 整，不產(chǎn)生焊接形；粘接面的應(yīng)力比點焊均勻；不能焊接的部位可用 粘接方法代替；不同材料可用粘接法；此外還可起加強、密封和防銹 作用。缺點是：易污染；需要固化時間，因而影響工藝流程；對氣候 適應(yīng)性差等。26重慶大學(xué)車輛工程系4、產(chǎn)品的設(shè)計精度和制造精度 為獲得大量生

13、產(chǎn)時零部件的互換性和滿足對產(chǎn)品的要求，設(shè)計應(yīng)該對 制造精度提出要求，即根據(jù)使用要求和生產(chǎn)條件，制定公差和技術(shù)條 件。 設(shè)計覆蓋件時，其輪廓尺寸是在主圖板上精確確定的。零件圖標(biāo)注尺 寸時要準(zhǔn)確反映主圖板上的圖形，其偏差應(yīng)控制在0.25mm之內(nèi)。 覆蓋零件的最后形狀決定于沖模。沖模是根據(jù)主模型加工出來的，而 主模型又是按圖紙尺寸和樣板制作的。因此，必須控制這一系列“移 形”過程的積累誤差，否則將給合件或總成的裝配帶來困難。 車體各部分，如門框、窗框等的裝配尺寸精度是由裝配夾具來保證 的，只有嚴(yán)格控制裝配夾具的精度，才能保證車體總裝后的尺寸精 度。 設(shè)計時應(yīng)對車體總裝后的尺寸精度提出要求，如門與門框

14、的配合間 隙，車身表面零件接縫處的高低不平度等。但是過于精確的規(guī)定將給 制造裝配工藝帶來很大困難，所以零件設(shè)計公差、裝配調(diào)整公差合技 術(shù)條件制定得應(yīng)該合理。27重慶大學(xué)車輛工程系28重慶大學(xué)車輛工程系29重慶大學(xué)車輛工程系2 車身的耐腐蝕性 汽車經(jīng)常處于容易使鋼板銹蝕的環(huán)境中，如雨水的浸蝕、工業(yè)區(qū)的大氣污染以及沿海地區(qū)氯化鈉的侵蝕等，影響汽車的使用壽命。近代為了減輕車身質(zhì)量，用于車身結(jié)構(gòu)的鋼板有日益減薄的傾向，加之車身形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接接頭多，易受腐蝕的部位也隨之增加，所以必須很重視防止車身銹蝕的問題。 三種途徑：改進車身結(jié)構(gòu)采用各種保護膜采用防腐材料30重慶大學(xué)車輛工程系一、結(jié)構(gòu)方面1、不

15、積泥、水。設(shè)排水孔，不積水泥，易干燥（通風(fēng)）圖8-25 不積水的結(jié)構(gòu)圖8-26 車門下部的排水口重慶大學(xué)車輛工程系圖8-27 操縱板式通風(fēng)裝置3132重慶大學(xué)車輛工程系33重慶大學(xué)車輛工程系一、結(jié)構(gòu)方面2、易銹蝕部位的防腐措施焊點貼合部（和鉚接處）：涂不到 漆、又不通風(fēng)板切割邊：毛刺破壞漆膜，振動亦 破壞漆膜。措施：加密封膠，以防水進入縫隙。 并防止振動破壞漆膜；還可隔離開 兩種金屬，以免電化學(xué)腐蝕。兩種金屬接合處、電化學(xué)腐蝕 兩種金屬之間的接合，特別易發(fā)生 電化學(xué)腐蝕，應(yīng)盡量避免。當(dāng)必須 采用時，應(yīng)在兩層之間采用塑料隔 層。石擊部位。措施：防石擊膠 汽車行駛過程中，車身底部容易受 到石頭撞擊

16、，應(yīng)該貼防石擊膠。相鄰板件的摩擦。措施：橡膠條使用密封膠的部位示意圖34重慶大學(xué)車輛工程系二、保護膜方面“油漆”磷化鍍鋅鋼板密封膠（與隔離隔熱結(jié)合）涂（層）料隔層（兩板間）采用水溶性油漆的浸漬涂漆35重慶大學(xué)車輛工程系三、采用防腐材料 冷軋鋼板防腐處理：鍍鋅、鍍合金、涂防腐材料 塑料制件，作為易蝕部位的保護罩：擋泥板、門框罩 鋁合金：鋁合金車架最大優(yōu)點是輕（相同剛度的情況 下）。但是成本高，不宜大量生產(chǎn)，而且鋁合金本身的特 性決定了其承載能力受限制，暫時只有少數(shù)車廠運用在小 型的量產(chǎn)跑車上，如蓮花ELISE和雷諾SPIDER。 碳纖維：碳纖維車架的剛度極高，重量比其它任何車架都 要輕，重心也可

17、以造得很低。但是制造成本是它的致命 傷，因此目前都只用于不計成本的賽車和極少數(shù)量產(chǎn)車 上。 鋁合金和碳纖維還有一個缺點是維修成本高，沒有鋼板等 制成的車身那么容易維修。這也是制約其推廣的一個主要 原因。36重慶大學(xué)車輛工程系3 車身的抗振與降噪設(shè)計一、車身的振動1.車身振動概述 防止共振 共振不僅使乘員感到很不 舒適，而且?guī)碓肼暫筒?件的疲勞損壞；還會破壞 車身表面的防護層和車身 的密封性，從而削弱抗腐 蝕性能。 車身振動頻率大致在 2050Hz。汽車在輪胎上 的振動頻率及發(fā)動機在其 懸置上的振動頻率等，與 車身低階頻率很接近，因 此應(yīng)注意提高車身的剛 度。37重慶大學(xué)車輛工程系一、車身的振

18、動 用實驗方法，激振，找出 共振頻率、分析共振的原 因、修改結(jié)構(gòu) 車身頻率響應(yīng)1-車身前部的扭轉(zhuǎn)振動 2-車身彎曲振動 3-左前梁的測點 底架的振型1-前附加橫梁（副車架）固定點 2-發(fā)動機后懸置橫梁 3-傳動軸中間支承點 4 后懸架支點38重慶大學(xué)車輛工程系一、車身的振動 可用有限元法進行振動分析。 采用有限元法進行振動分析，可迅速而經(jīng)濟地選擇最佳結(jié) 構(gòu)方案。39重慶大學(xué)車輛工程系 板殼的局部振動 剛度差的板殼，易產(chǎn)生振動，或共振。這是車內(nèi)噪聲的一個聲源。 地板是容易振動的部位。 以四方簡支長方形板為例?？煞治龅玫狡?22 D mn 2 固有頻率 =(+ )nt a2b2m和n沿板邊a方向和

19、板邊b方向的階數(shù)；a和b板的長度和寬度；材料的密度；g重力加速度； 3 Et D=t板的厚度； 2 12(1 )D表示板的彎曲剛度或抗撓剛度； 板殼的各階振型-一階振型 、-高階振型 -沿xx方向沖壓筋或楞線后的振型40重慶大學(xué)車輛工程系 長方形板的最低階頻率f1（即m=1，n=1時）應(yīng)為： n D 1 1 最低階頻率 f =( + )122t a2b2 固有頻率與邊長平方成反比。故可以加筋來減小邊長尺寸 a、b，從而增大固有頻率，以免低頻率下共振。 地板加筋：應(yīng)無貫通地板面的直線不通過橫跨筋條的情 況。41重慶大學(xué)車輛工程系2.車身減振設(shè)計 (1)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計 避免發(fā)動機、底盤的振動頻率以及

20、激勵力頻率與車身的整體固有 頻率一致。 將車身各主要部分（外板、車頂、地板等）的固有頻率錯開，避 免車身局部共振。 提高車身支撐受力點處的剛性42重慶大學(xué)車輛工程系 （2）車身隔振減少外部振動輸入 1）采用隔振措施，改善系統(tǒng)的傳遞特性 2）在車架與發(fā)動機之間選擇恰當(dāng)?shù)膽抑媒Y(jié)構(gòu) 3）合理地選擇發(fā)動機懸置元件的特性，減少 振源的振動 橡膠元件的允許應(yīng)變不應(yīng)大于15%20%，故固 有頻率不會很低，50HZ以下的振動很難隔斷。 4）合理選擇車身懸置點位置，盡量減少懸置 點數(shù)目重慶大學(xué)車輛工程系 附加橫梁與縱梁的連接1-縱梁 2-附加橫梁 3-橡膠墊 車身懸置實例a)壓縮型 b)剪切型 1-車架 2-車

21、身 43 懸置點數(shù)應(yīng)盡可能少,以減少車 架對車身的影響. 長頭駕駛室：4、5、6點 短頭：4點 轎車：1214個懸置點節(jié)點支承的例子 懸置點位置應(yīng)可能在車架振動節(jié) 點附近. 對懸置的要求： 垂直方向剛度低，（靜撓度大，固 有頻率小），以隔振。 橫向剛度大，防止車身水平竄動。 橡膠彈性元件應(yīng)始終不出現(xiàn)零撓度 的情況，以防破壞。 布置在車架振動節(jié)點附近，減少懸 置數(shù)目，以防車架變形和振動對車 身的影響。重慶大學(xué)車輛工程系貨車駕駛室的懸置點布置44合理確定懸置點數(shù)目45重慶大學(xué)車輛工程系二、車內(nèi)噪聲控制（一）車內(nèi)噪聲成因 噪聲與大氣污染、水污染并稱為現(xiàn)代社會的“三大 公害” 車內(nèi)噪聲包括：空氣動力噪

22、聲、機械性噪聲、空腔共鳴噪聲等空氣動力噪聲大都由氣體振動產(chǎn)生，由外部環(huán)境噪聲、 發(fā)動機噪聲、傳動系及行走系噪聲通過地板、前圍等傳 入室內(nèi)，還包括汽車高速行駛時2000Hz以上的風(fēng)噪聲。機械噪聲大都由車身殼體收到激勵而振動或者受到撞 擊、摩擦使室內(nèi)設(shè)備振動而產(chǎn)生?？涨还缠Q噪聲是由于車身振動而向車內(nèi)輻射的聲波在遇 到車后一部分被反射回來，如遇原來的聲波頻率相同， 則聲波被加強，且成為一種激勵加劇車身結(jié)構(gòu)的振動。46重慶大學(xué)車輛工程系 （二）噪聲的度量及評價標(biāo)準(zhǔn)聲音的聲調(diào)：（聲波的）頻率 20（16）20000Hz 次聲 超聲聲音的強弱：聲壓有聲波時，空氣壓強的變化量。 大氣壓 105Pa 對于10

23、00Hz的聲音，可聽見的范圍： 2x10-5Pa 20Pa 聽閾聲壓痛閾聲壓聲音的響度：人的聽覺對聲音的反應(yīng)。對頻率和聲壓的 綜合感覺聲音的音色：聲音所含頻率的分布。噪聲：聽者不喜歡或無好感的聲音。47重慶大學(xué)車輛工程系 1聲壓級 由于可聽見的聲壓范圍寬，用壓力單位表 示不方便。常用 聲壓級LP =20 lg(P/P0) (dB) P聲壓 -5PaP0基準(zhǔn)聲壓；一般取2x10 -5Pa 0dB這樣：聽閾聲壓 2x10 痛閾聲壓 20Pa 120dB48重慶大學(xué)車輛工程系 聲強級 聲強是單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲的能量。 PI= V 02 P聲壓 空氣密度 V0聲速 I 聲強級 LI = 1

24、0 lg(dB)（功率比為10）I0I0 參考聲強，一般取10-12 W/m2 （對應(yīng)聽閾值） 對應(yīng)痛閾聲壓的聲強1 W/m2 聲強與聲壓在數(shù)值上有一定關(guān)系。 聲強具有方向性。由此，可在各種噪聲混雜的環(huán)境中測出特定的噪聲 源發(fā)出的噪聲。49重慶大學(xué)車輛工程系 響度級與等響曲線 響度用一數(shù)值來表示。單位用“方”（phon）；以1000Hz純音的聲壓 級作為響度級。 等響曲線： 聲壓級越高，響度級越大 對于同一聲壓級的聲音，頻率不同，響度級也不同。 響度級與聲壓和頻率都有關(guān)。 人對2000（1000）5000（6000）Hz的聲音最敏感；500Hz時，頻 率越低，越不敏感； 如：能聽到：4000H

25、z 8dB 500Hz 6dB 100Hz 35dB 頻率較低且聲壓級又不太大的區(qū)域，曲線密集。這對低頻噪聲的控 制有意義（稍降低其聲壓級，響度級降低較大） 響度級較大的曲線，接近水平。即頻率的影響不大了。50重慶大學(xué)車輛工程系 實際中，難于嚴(yán)格按照人耳反應(yīng)特性由聲壓、頻率測出響 度級。在聲學(xué)測量儀器中設(shè)置頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，模擬人耳特 性。 A計權(quán)網(wǎng)絡(luò) 、模擬 40 方 等響曲線對頻率的變化 B70 C85 D 用于測量飛機噪聲 A、對可聽頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲有較大衰減。與人耳聽 覺特性相似。 B、對低頻噪聲有一定衰減 C、幾乎不加衰減。稱總聲級 通常用A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。計dB(A)51重慶大學(xué)車輛工程

26、系（三）噪聲控制與減噪措施 控制方法被動控制：除聲源外沒有其他外加能量輸入的方法 吸聲 隔聲 消聲 隔振主動控制:人為加入能量（次級聲源或次級力源） 加入另一個聲源抵消噪聲 靠力源抑制結(jié)構(gòu)振動52重慶大學(xué)車輛工程系 1.汽車車身結(jié)構(gòu)噪聲的控制 設(shè)計車身結(jié)構(gòu)注意使車身固有頻率避開發(fā)動機、底盤固有頻率及激勵力頻率避免主要部分（外板、車頂、地板）局部共振提高車身支撐受力點處剛度，減小振動降低噪聲抑制板殼結(jié)構(gòu)件振動：加強肋，加裝阻尼材料，涂吸聲材料車身支承使用彈性阻尼支承改進外形，盡量減少凸出部件地板上采取隔聲、隔熱、防振措施，減少傳入車內(nèi)噪聲 切斷噪聲傳播途徑 改進地板密封性：接縫涂密封膠 前圍擋板

27、上的空加密封圈53重慶大學(xué)車輛工程系 2.采用降噪材料降低車內(nèi)噪聲（1）吸聲（減少聲音反射）（用于抑制共鳴） 用吸聲系數(shù) 表示吸聲效果。 多孔性吸聲材料。（如玻璃棉、毛氈、泡沫塑料等） 多孔性吸聲材料中空隙里空氣的振動，由內(nèi)摩擦和粘滯阻 力，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能。 多孔性吸聲材料對中、高頻噪聲的吸聲效果好。 開孔壁吸聲材料 材料上開小孔，小孔后有一定空氣層。讓聲能從小孔進入 空氣層，空氣層里產(chǎn)生共振而消耗能量。54重慶大學(xué)車輛工程系（2）隔聲降噪（減少、防止聲音透過） 用透射損失TL（定義 (dB)） 來表示隔聲效果。 由 TL0 20 lg mf 47.5 (入射聲波垂直與 單層隔壁) 可知：隔

28、壁面密度較大（密度大、厚度大），隔 聲效果較好； 聲音效率越高，隔聲效果越好。（見圖8-44） 雙層隔壁比單層隔壁效果好。（單層壁的振 動，增加透過聲能） 壁上的孔應(yīng)予密封55重慶大學(xué)車輛工程系 （3）用緩沖減振材料瀝青（溫度、強度限制，用的少），橡膠，樹脂，塑 料，皮革，纖維56重慶大學(xué)車輛工程系4 汽車碰撞安全性設(shè)計 汽車交通安全事故造成的人員傷亡和財產(chǎn) 損失巨大，已成為一大社會公害。汽車消 費者逐步將安全性指標(biāo)作為選擇汽車的一 個重要參考因素。 汽車碰撞安全技術(shù)是交通安全的重要內(nèi)容 之一。應(yīng)使汽車在碰撞事故中最大限度地 保護乘員。努力做到“車毀人不亡”或 “車傷人不傷”58重慶大學(xué)車輛工

29、程系 汽車碰撞事故典型類型單車事故 翻車事故：與車速、路況有關(guān) 障礙物碰撞事故正面碰撞尾部碰撞側(cè)面碰撞：較少多車事故：兩輛及以上汽車在同一事故中碰撞59重慶大學(xué)車輛工程系 汽車碰撞事故造成傷亡人員 車內(nèi)乘員 由于汽車碰撞導(dǎo)致司乘人員與車內(nèi)部件碰撞造成。 二次碰撞 車外行人 由于汽車對人體直接碰撞造成 一次碰撞 損傷類型 機械損傷、生理損傷、心理損傷 乘室內(nèi)人員損傷原因 一次碰撞加速度值超過人體耐受極限 外部剛硬物體侵入室內(nèi)，將乘員擠壓傷亡 二次碰撞受傷 乘室剛性不足產(chǎn)生過大變形，乘員缺乏生存空間60重慶大學(xué)車輛工程系國內(nèi)外碰撞機構(gòu)的組織形式中國的汽車碰撞試驗是由政府機構(gòu)組織(技術(shù)監(jiān)督部門)經(jīng)辦

30、的，它要求企業(yè)無償提供車輛來進行，這中間有任何一方有貓膩(比如政府官員貪污或企業(yè)行賄)都會導(dǎo)致試驗的虛假。而歐美的碰撞試驗則是由社會第三方來進行的，如：歐洲NCAP是一個行業(yè)性組織，它由歐洲各國汽車聯(lián)合會、政府機關(guān)、消費者權(quán)益組織、汽車俱樂部等組織組成。NCAP不依附于任何汽車生產(chǎn)企業(yè)，因此試驗的結(jié)果具有絕對的公證性和權(quán)威性。其所需經(jīng)費由歐盟提供(廠家做試驗時也要付出較高費用)，不定期對已上市的新車和進口車進行碰撞試驗，這些試驗往往是廠家主動要求的，以保證試驗的公正性。試驗的方法目前我國實施的GB11551汽車正碰強制標(biāo)準(zhǔn)遠遠低于歐洲NCAP標(biāo)準(zhǔn)，碰撞實驗只有正前方一個方向，正碰速度我國標(biāo)準(zhǔn)為

31、50km/h，碰撞方式的標(biāo)準(zhǔn)為100正面碰撞，此外國內(nèi)試驗中使用的墻壁為可吸收部分能量可變型墻壁。另外歐洲NCAP有車速50公里/小時的側(cè)面撞擊，中國沒有相關(guān)的強制性法規(guī)。歐美國家的試驗則是有前、后、左、右、上等五個方向。歐洲NCAP的正面碰撞的車速為64 km/h，側(cè)面碰撞的車速為50 km/h。測試結(jié)果以星級表示，共有5個星級，星級越高表示該車的安全性能越好，此外，NCAP還要對車輛在保護兒童和行人方面進行測試。因此近年NCAP也將汽車對行人保護程度劃分為4星級。NCAP為模仿出現(xiàn)幾率最高的兩車對撞情況40重疊正碰，而NCAP使用的還是剛性墻壁。另外歐洲還多一個側(cè)面扭曲碰撞：即用一根30公

32、分鋼棒以時速50公里撞向車側(cè)。61重慶大學(xué)車輛工程系一、對汽車結(jié)構(gòu)碰撞性能提出的要求 汽車對正面固定障礙物的沖擊 48.3km/h，轉(zhuǎn)向柱相對于乘坐室向后移動量不得超過12.7cm 風(fēng)窗玻璃安裝條的完整性 燃料系的完整性 車后移動障礙物對汽車的沖擊 側(cè)向移動障礙物對汽車的沖擊 車頂抗撞壓強度 加載力車重1.5倍或22240N兩者中較小者，要求試驗裝置移動量不超過127mm 車內(nèi)撞擊中的乘員保護62重慶大學(xué)車輛工程系二、碰撞時人員損傷的評價指標(biāo)碰撞時人體響應(yīng)的安全性指標(biāo)A傷害指數(shù)和腦損傷程度胸部忍受撞擊性能要求的評價指標(biāo)下肢忍受的撞擊極限性能評價指標(biāo)63重慶大學(xué)車輛工程系三、汽車碰撞時的車身安全

33、性設(shè)計 車身結(jié)構(gòu)必須具有緩沖變形功能，以吸收碰撞能量，降低 碰撞加速度和撞擊力 應(yīng)為車內(nèi)乘員提供生存空間，即車身整體剛度分布應(yīng)合理 且能夠控制，以保證乘坐室撞擊時的完整性64重慶大學(xué)車輛工程系 正面碰撞的變形區(qū)域要盡可能多地吸收撞擊能量，變形形 式及變形特性滿足一定要求。 尾部碰撞，理想碰撞變形特性與前部相同，因車速較低， 尾部吸能設(shè)計不如前部重要。傷害形式是頸部沖擊損傷， 尾部區(qū)段應(yīng)盡量軟化，座椅頭枕要起保護作用。 側(cè)面碰撞，撞擊部位是車門或立柱。要求具有足夠大的剛 性、車門和立柱不發(fā)生大的變形。車門內(nèi)板應(yīng)柔軟或安裝 有安全氣囊。65重慶大學(xué)車輛工程系四、碰撞安全性的設(shè)計方法 經(jīng)驗法 以大量的碰撞事例為基礎(chǔ)。 如轉(zhuǎn)向機構(gòu)造成駕駛員致命傷害，用彈簧或鉸接桿代替剛性直桿 轉(zhuǎn)向柱。 周期長、成本高，不能直接為不同類型設(shè)計提供有效指導(dǎo) 試驗法 試驗過程是對典型汽車碰撞過