汽车车身设计介绍（PPT42页)

车身设计介绍课程提纲一•乘用车类别二•白车身结构三•白车身材料四•白车身性能五•汽车生产工艺一、乘用车类别1.Sedan最常见的四门三厢车（轿车）。2.Coupe两门运动型三厢轿车。3.Hatchback揭背式。通常就是两厢车4.Wagon旅行车。一、乘用车类别5.MPV(multi-purposevehicle)：多功能用途车。6.SUV：SportUtilityVehicle运动型多功能车。7.Pick-uptruck:皮卡8.Convertible:可折叠顶棚的敞篷车。9.Roadster:跑车一、乘用车类别大众只有一款车叫高尔夫……加个屁股速腾就是，缩短点就是POLO，拍扁就是尚酷，揉圆了就是甲壳虫，拉长就是帕萨特，改个名就叫迈腾，减掉一个后座就是CC，再拉长就叫辉腾，拍成方的就是途安，加多三个后座就是夏朗，加高底盘就是途观，再撑大点就是途锐……课程提纲一•乘用车类别二•白车身结构三•白车身材料四•白车身性能五•汽车生产工艺二、白车身结构2.1白车身(Bodyinwhite)：即完成安装但未喷漆的车身。白车身包括叶子板、引擎盖、车门、行李箱盖或尾门等装配件。按承载形式不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载式三大类。二、白车身结构2.1白车身的功能：1）为驾乘者提供与外界隔离的舒适空间。2）为动力、底盘、电装及内外装部品提供安装平台。3）在碰撞中为驾乘者提供足够的强度刚度，提升安全性。4）对驾乘人员及行李的承载能力5）实现美观的造型需求。二、白车身结构2.2车身结构分类按受力情况可分为非承载式和承载式两种，部分承载为半承载式。适用对象：大部分轿车城市SUV部分客车适用对象：货车越野车高级轿车客车二、白车身结构2.2.1非承载式车身搭载非承载式白车身的车型一般都具有连通前后悬架并且独立于车身的大型车架。悬挂系统、动力总成及部分附属系统均搭载于独立的大型车架上。2.2.2半承载式车身结构与非承载式车身基本相同，也有独立车架。他们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性连接而是刚性连接。二、白车身结构2.2.3承载式车身承载式白车身自身具有完整的横梁、纵梁结构，并且通过焊接形成整体。悬挂系统、动力总成及附属系统均直接安装于白车身结构上。目前，新能源乘用车也基本都基于承载式车身平台进行设计。2.3承载式车身组成1）白车身骨架总成2）引擎盖总成3）左叶子板4）右叶子板5）左前门总成6）右前门总成7）左中门总成8）右中门总成9）尾门总成10）加油口盖总成86412357910二、白车身结构2.3.1白车身骨架组成：下车身总成（Underbodyassy）、侧围总成（Sidestructureassy）、顶棚总成（Roofassy）车身性能的决定因素车身的主要承载部件2.3.1.1下车身总成（Underbodyassy）二、白车身结构车身密封的决定因素车身上下承接的主要部件车身外观的特征性部件2.3.1.2侧围总成（Sidestructureassy）2.3.1.3顶棚总成（Roofassy）二、白车身结构一•乘用车类别二•白车身结构三•白车身材料四•白车身性能五•汽车生产工艺三、白车身材料3.1传统的制造白车身的材料主要是钢板（钢卷）。通过开卷落料、冲压成型，生产车身各部分零件。钢卷开卷落料冲压成型三、白车身材料3.1.1钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种：按化学成份分类(1)碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。按制造方法分类(1)热轧钢板；(2)冷轧钢板。按表面处理方式分类(1)普通冷轧板；(2)热轧酸洗板；(3)电镀锌钢板；(4)热浸锌钢板按强度等级分类(1)软钢(270Mpa)；(2)高强度钢(270Mpa~590Mpa)；(3)先进高强度钢(590Mpa~1000Mpa)；(4)超高强度钢(1000Mpa)三、白车身材料BLC宝钢低碳一般用途B:BAOSTEELL:LowCarbon;C:CommercialBLD宝钢低碳冲压用B:BAOSTEEL;L:LowCarbon;D:DrawingBUSD宝钢超级拉延冲压B:BAOSTEEL;U:Ultra;S:StrainD:DrawingBUFD宝钢超级成型冲压B:BAOSTEEL;U:Ultra;F:FormabilityD:DrawingBSUFD宝钢超高级成型冲压B:BAOSTEEL;SU:Super＋UltraF:Formability;D:DrawingSPCC，SPCD，SPCE，SPCF，SPCG第一位：S代表钢，Steel第二位：P代表板，Plate第三位：C代表冷轧，ColdRolled第四位：C代表CommercialQualityD代表DrawingQualityE代表DeepDrawingQualityF代表DeepDrawingQuality,non-agingG代表ExtraDeepDrawingQuality,non-agingDC01,DC03,DC04,DC05,DC06,DC07第一位：D代表冷成形用扁平材，flatproductsforcoldforming第二位：C代表冷轧基板，coldrolled第三、四位：两位数字，序列号SerialNumber，无特定含义，代表不同的冷成形级别。3.1.2常见钢材牌号表示方法3.1.3镀锌板表示方法前面介绍过，热浸锌和电镀锌是常用的镀锌工艺。镀锌实际上就是在基板上通过再处理附加锌层以起到增强防锈性能的目的的过程。所以镀锌的表示方法也是基于以上的思路。DC56D+ZF45/45基板：即无镀层的裸板。镀层：分为纯锌（Z）与锌铁合金（ZF）。镀层克重：指每平方米的镀层重量。45/45表示双面等厚镀层，克重分别为45g/m2。基板镀层镀层克重（g/m2）三、白车身材料三、白车身材料3.1.3钢板成形性能评价薄板成形性的影响因素a.材料因素：厚度、标准规定宽度、屈服强度、抗拉强度、屈服延伸、总延伸率、n值、r值、表面形貌、油品、LDH、镀层；b.模具因素：坯料在模具中的位置、耐磨护板的公差、模具对中、模具抛光、模具所用材料及刚度、表面处理、拉延筋、模具所有圆角半径、间隙、模具划擦伤；c.冲压工艺因素：冲头导轨、冲头与冲床的平坦度与平行度、冲头加载曲线、外滑块载荷、内滑块载荷、闭合高度、气压、反向平衡压、压机刚度、压机类型、冲压所用润滑；d.坯料因素：坯料尺寸、坯料形状、上料机械手位置、旋转弯曲或拉平、边部状态、预弯、清洗剂类型和用量；e.互动因素：材料温度、模具温度、气候条件、止动块垫片。通过上述因素，我们可以看出选取零件材料时，考虑到它的成形性。必须关注：延伸率：零件成形性综合评价指标，越高表明成形性越好；屈服强度：其值越低越容易成形；抗拉强度：其值越高，零件强度越高，使用寿命越长；屈强比：对于屈服强度和抗拉强度，我们希望零件拥有低的屈服强度和高的抗拉强度，因此，屈强比成为评价零件成形性和强度的重要标准。其值越低越好。应变硬化指数n值：由流动应力与应变量关系决定，具有较高n值得薄板，在冲压工程中，零件变形大的部位优先硬化，变形量减弱，而变形小的部位因硬化小而继续变形，并促使其金属向变形大的部位流动，使整个零件变形均匀化，延缓了局部颈缩的出现，从而提高了钢板的深冲性能。其值是拉胀工序时成形性好坏的指标。塑性应变比r值：描述钢板抵抗变薄的能力。r值越大表示材料越不易在厚度方向发生变形，即不易变薄或变厚，具有良好的拉深性能。三、白车身材料三、白车身材料3.2轻量化材料；铝合金、塑料、碳纤维等相信大家都知道，汽车油耗与质量正相关。实验证明：汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%，排放下降4%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。在轻量化浪潮下，汽车车身材料也从钢材逐步过度到塑料、碳纤维、铝材等轻质材料上。不过，由于成本因素，目前车身材料的主流还是钢板。但在一些售价高昂的豪华品牌车上，轻质材料的使用比例越来越高。例如凯迪拉克CT6轿车车身，铝材使用比例达到了惊人的64%三、白车身材料一些轻量化应用案例：前端框架以塑代钢减重约4kg树脂叶子板减重约3kg铝合金引擎盖减重约5kg碳纤维车身减重约120kg一•乘用车类别二•白车身结构三•白车身材料四•白车身性能五•汽车生产工艺四、白车身性能白车身衡量白车身的性能指标主要有：四、白车身性能3.1白车身刚度：指车身的静刚度，包括弯曲刚度(bendingstiffness)和扭转刚度(torsionstiffness)。刚度的影响：可靠性，安全性，操纵稳定性，NVH性能等。其中扭转刚度通过与车重及车格大小等参数的比值计算又可以得到一个衡量车身轻量化设计水平的系数，称之为“轻量化系数”。轻量化系数计算公式：四、白车身性能3.1.1影响白车身刚度的主要因素：1）主要截面大小；2）车体结构连续性；3）车体零件板厚；4）车体零件的材料特性（弹性模量、泊松比）。因成本以及工艺限制，目前车体材料主要是钢板。不同等级的钢材弹性模量、泊松比一般认为差异不大。所以，在设计上主断面大小、结构连续性和钢板厚度是决定扭转刚度的关键。下表是近年来ECB会议展出车型以及吉利汽车的部分车型扭转刚度和轻量化系数状况：四、白车身性能3.2碰撞性能汽车碰撞性能评价体系主要有国家标准、NCAP（NewCarAssessmentProgram：新车评价体系）以及企业安全规范。其中是否各国国家标准是能否进入该国市场售卖的必要条件。所以，满足销售市场的国家标准是设计的基本条件，但因门槛相对NCAP及企业安全规范低，所以达成难度最小。除国标及NCAP外，在欧洲地区及一些国家，针对汽车的低速耐撞性也有相应的评价标准。例如欧盟普遍采用RCAR（Researchcouncilforautomobilerepairs）的正面碰撞、尾部碰撞试验进行车辆低速碰撞性能评级。因为国标是所有上市车辆的必要通过项，所以通常所说的碰撞等级一般指的是NCAP碰撞测试评级。世界各国、地区根据自身的条件建立了不同的NCAP标准。例如常见的有C-NCAP、Euro-NCAP、J-NCAP以及美国高速公路安全管理局（NHTSA）、高速公路安全保险协会（IIHS）的碰撞测试标准。历年来，SEM车型参加C-NCAP测试取得了不错的成绩，也积累了大量设计经验。四、白车身性能3.2.1C-NCAP简介C-NCAP是目前中国最权威的碰撞测试等级评价体系。中国汽车技术研究中心是由政府授权组织制订中国汽车标准法规和参与国际协调的核心技术机构，也是C-NCAP测试标准的制定和维护机构。目前正在执行的最新版本C-NCAP从2015年起实施。主要包含正面100%重叠刚性壁障碰撞测试、正面40%重叠可变性壁障碰撞测试、侧面碰撞试验以及鞭打试验。四、白车身性能3.2.2行人保护中国于2005年起着手研究起草，2008年9月通过初步审查，2010年获批，2013年可实施。汽车行人保护标准对于中国交通行人保护的意义重大，有专家估计，此标准实施后，中国每年可挽救2000个生命，减少17000多个重伤人员。目前流行的降低受伤的方法是降低保险杠高度，减低保险杠硬度（尤其是左右边缘），减缓发动机盖前沿坡度，降低发动机罩强度，减少行人与翼子板区域接触，尽量避免行人头部与风挡边缘接触同时尽量保证头部与风挡中部接触。四、白车身性能3.3NVH（Noise、Vibration、Harshness：噪声、振动与声振粗糙度）车身对NVH优化的影响：1）刚度；2）模态；3）密封性；4）隔音降噪材料四、白车身性能3.3.1隔音降噪部位及材料四、白车身性能3.4防腐蚀性能近年来，随着汽车的普及，车身腐蚀问题也