汽车车身结构与设计(2)

第二章车身设计方法车身设计的特点；概念设计技术设计方法汽车车身是工业技术和艺术造型相结合的产物，在汽车设汁和生产中占有极其重要的位置。由于车身壳体是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件(顶盖、发动机罩、翼子板等)光顺地组合而成，在装配时对互换性和装配精度也有比较严格的要求，因而决定了车身设计必须采取一整套有别于其他机械总成设计，而自成一体的设计方法。2-1车身设计的特点近年来，许多新的车身设计方法及设计技术，如车身设计线图、立体模型制作及空气动力特性研究，计算机辅助设计、预测和制造等已广泛地应用于车身的研究和设计中，从而促进了车身设计方法的发展。目前，在现代汽车工业发达的国家中，汽车产品的设计大致都分为两个阶段:概念设计阶段和技术设计阶段。2-2概念设计一、概念设计的涵义概念设计属于产品设计的前期工作，是指从构思产品到确定设计的技术指标、下达产品设计任务书为的这一设计阶段。概念设计对未来投产的汽车的概念进行概括的描述，初步确定汽车性能、外形与内部布置等主要方面。二、概念设计的内容(一)市场调查（二）产品的使用调查（三）产品的先进性分析（四）产品的形体概念（五）产品的通用化、标准化、系列化（六）产品的目标成本（七）产品设计任务书的制定（八）产品开发的组织管理前期设计1）草图+说明（软件建模）2）外部效果图3）内部效果图4）修改确认2-3技术设计(一).绘制1:5的车身布置草图根据概念设计中提供的规划及设计概念、总布置方案等，即可绘出车身总布置草图，这项工作由充分理解了规划内容和设计概念的设计师来完成，是一项富有创造性的活动。2-3技术设计（二）绘制l:5的外形设计构思图车身外形的构思图，是表现预想的汽车造型效果的图画。这种构思应与新车型整车总休设计的比例、功能要求相符合。（三）绘制1:5的车身布置图确定如前所述的车身外形的主要控制尺寸(如前悬、后悬、前后风窗位置及倾角、发动机罩和行李箱盖的高度等)和内部布置尺寸（如地板形状与高度、座椅布置位置、操纵系统的布置位置等)，并采用二维人体样板进行初步校核。（四）绘制1:5彩色内饰效果图根据1:5车身布置图，进行车身内部布置效果设计(五)绘制彩色（立面）效果图在上述车身布置图的慕础上绘制多方案的彩色效果图，严格按照1:5车身布置图和透视规律绘制的透视效果图。(六)制作I:5油泥模型以1:5车身布置图的外形尺寸和彩色效果图的外观为依据，即可进行雕塑1:5油泥(或石膏)模型。。（七）绘制车身布置胶带图作用：(1)检查放大后的效果(2)校核布置的合理性(3)检查结构设计的合理性、可行性（七）绘制车身布置胶带图在二维图面表达和三维模型之间转化的时候，很多设计师之前没有考虑到的问题会暴露出来。为了最大限度地保证二维到三维转换的完整性，胶带图成为必不可少的一个环节。（七）绘制车身布置胶带图在贴胶带图的时候，很多工程数据也随之导入了，比如底盘数据（前后悬长度，轴距轮距，前挡风玻璃的位置，人机模板等等）（七）绘制车身布置胶带图在胶带图完成后，设计师对自己的车子应该有了一个预先的构想。不过，胶带图的历史使命还没完成，最初所有的模型数据都应该来自于胶带图，按照胶带图取线，制作模板来控制模型的体量关系。（八）制作1:1看样模型以1:5油泥模型和1:1车身布置胶带图来雕塑1:I油泥模型。它是车身造型设计定型的最终步骤。在全尺寸油泥模型雕塑过程中全部造型设计的构思已与准确的车身布置尺寸统一融汇成车身的全部表面。（九）制作1:1内部模型全尺寸内部模型是设计车厢内部造型和室内装备环境的定型模型。内部模型的装备应用真实内饰材料制成，比例真实地表达乘车时的环境状态与质感。内部模型的另一个中要作用是最终验证内部空间尺寸、乘坐的舒适性和驾驶操纵的方便合理性。（十）绘制车身主图板在主图板上应准确地反映出:(1)车身外形的表面曲线(2)车身各零件的装配关系及缝隙要求;(3)车身主要结构断面;(4)车身中运动部件的轨迹及运动校核(5)与车身相关的其他总成的位置、轮廓线及运动部件的运动轨迹（十一）绘制车身零件图（十二）试制样车样车试制的目的，就是为了检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，从中找出缺陷。取得进行修正的数据。根据试制样车，分析大量生产时的工艺性，评定车身外形，开展样车试验，考核车身的使用性能。（十三）制作主模型主模型与零件图是大批量生产准备工作时制造车身模具、装焊夹具、检验样架等的杯据，也是检验车身零件尺寸和形状、车身总配尺寸以及修复损伤模具的依据。主模型必须具有极高的精度，井一直保存到该车型停止生产为止。车身设计过程中需要考虑的因素以轿车，承载式车身为例一安全强度要求根据碰撞安全性的要求，车身壳体的正确结构应是，使乘客舱具有较大的刚度以便在碰撞时尽量减小变形，同时使车身的头部、尾部等其它离乘员较远的部分的刚度相对较小，在碰撞时得以产生较大的变形而吸引撞击能量，显然，如果车身乘客舱按照汽车行驶时的载荷来设计，其刚度就显得不足，还需要进行局部加强。乘客舱较易加固的是地钣、前围内钣、后围钣等宽大的部件。车身设计过程中需要考虑的因素以轿车，承载式车身为例一安全强度要求1.根据碰撞安全性的要求，车身壳体的正确结构应是，使乘客舱具有较大的刚度以便在碰撞时尽量减小变形，同时使车身的头部、尾部等其它离乘员较远的部分的刚度相对较小，在碰撞时得以产生较大的变形而吸引撞击能量，显然，如果车身乘客舱按照汽车行驶时的载荷来设计，其刚度就显得不足，还需要进行局部加强。乘客舱较易加固的是地钣、前围内钣、后围钣等宽大的部件。车身设计过程中需要考虑的因素一安全强度要求2.门、窗孔洞的周边则是薄弱环节，但风窗支柱和中立柱的断面尺寸又不宜过大，所以只能在其内部贴上较厚的加强钣。在汽车碰撞时，为避免整个乘客舱的构架产生剪切变形或坍塌，最重要的是加固门、窗周边的拐角部分，可在其上贴上加强钣或加大拐角处的过渡圆角。车身设计过程中需要考虑的因素一安全强度要求3.为了使车身头部和尾部的刚度较小，可以在粗大的构件或强固的部件上开孔或开槽来削弱其刚度，或者使构件在汽车碰撞时承受弯曲载荷。车身前部安装发动机和前悬架的纵、横梁都较粗大，因此某些现代轿车的前部纵梁不是平直的，而是有意弯折成Z字形以便在碰撞时折叠变形并吸收冲击能量。车身设计过程中需要考虑的因素二空气动力学平常说的风阻大都是指汽车的外部与气流作用产生的阻力。实际上，流经汽车内部的气流也对汽车的行驶构成阻力。研究表明，作用在汽车上的阻力是由5个部分组成1外型阻力，指汽车前部的正压力和车身后部的负压力之差形成的阻力，约占整个空气阻力的58%；2干扰阻力，指汽车表面突出的零件，如保险杠、后视镜、前牌照、排水槽、底盘传动机构等引起气流互相干扰产生的阻力，约占整个空气阻力的14%；车身设计过程中需要考虑的因素二空气动力学3内部阻力，指汽车内部通风气流、冷却发动机的气流等造成的阻力，约占整个空气阻力的12%；4由高速行驶产生的升力所造成的阻力，约占整个空气阻力的7%；5空气相对车身流动的摩擦力，约占整个空气阻力的9%；车身设计过程中需要考虑的因素二空气动力学针对第一、二种阻力，轿车车身应该尽量设计成流线型，横向截面面积不要太大，车身各部分用适当的圆弧过渡，尽量减少突出车身的附件，前脸、发动机舱盖、前挡风玻璃适当向后倾斜，后窗、后顶盖的长度、倾角的设计要适当。此外，还可以在适当的位置安装导流板或扰流板。通过研究汽车外部的气流规律，不仅可以设计出更加合理的车身结构，还可以巧妙地引导气流，适当利用局部气流的冲刷作用减少车身上的尘土沉积。车身设计过程中需要考虑的因素三人体工程学-车身内部空间布置-座椅设计车身设计过程中使用的软件效果制作软件PHOTOSHOP,CORELDRAW,3DMAXCAD软件(CAD-ComputerAidedDesign)AUTOCAD，UG，CATIA，pro/Engnering，rhinoceros(rhino)，alias/studiotools车身设计过程中使用的软件CAE软件(ComputerAidedEngineering)静态分析，即用有限元法分析白车身的刚度、强度，包括结构、连接点、重要部位、焊点等；动态分析，即用有限元法分析白车身的模态，给出振动和噪声状况；碰撞分析，即用专用软件模拟撞车时的车身状态；Ansys，很经典的CAE，国内应用最广，客户成熟度最高，尤其是在高校科研领域。AutoForm，钣金冲压，特别是拉深分析软件Pamcrash，专门的碰撞研究软件车身设计过程中使用的软件autocad车身设计过程中使用的软件ug车身设计过程中使用的软件catia车身设计过程中使用的软件车身设计过程中使用的软件车身设计过程中使用的软件应力当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布内力在一点的集度称为应力“内应力”指组成单一构造的不同材质之间，因材质差异而导致变形方式的不同，继而产生的各种应力。车身设计过程中使用的软件ansys车身设计过程中使用的软件车身设计过程中使用的软件autoform车身设计过程中使用的软件车身设计过程中使用的软件Pamcrash车身设计过程中使用的软件车身设计过程中使用的软件谢谢！