汽车车身结构性能概述.pptx

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1、概述今天，车身作为汽车的重要组成部分，在很大的程度上影响汽车的商品价值和销售近20年，随着车速的提高，人们对汽车安全性、舒适性、经济性、可靠性和耐久性的要求愈来愈高能源的紧缺和激烈的市场竞争，迫使车身结构轻量化、低成本；并引发材料业与制造业的日新月异，促使设计理念和设计方法的不断改进第1页/共19页概述我国：逐渐走自主开发的道路车身结构设计：基于功能的设计面向性能的设计强调应用CAD/CAE核心技术驱动设计车身性能安全性NVH性能耐久性强度、轻量化可制造性生产效率和生产精度等第2页/共19页企业对车身结构设计师的要求传统构造、计算、布置、试验方面的专业人才具有扎实的在基础理论和专业技术知识现代

2、/将来第3页/共19页车身结构设计概述车身结构设计之前已完成工作汽车总体设计车身总布置设计车身外形和内饰设计第4页/共19页车身结构设计概述车身结构设计完成构成车身的结构件的形状、尺寸、材料、以及结构件之间联接关系，实现车身结构功能、性能的设计车身结构设计的主要内容功能设计，安装、固定、连接、密封等，如支撑发动机、变速箱等性能设计，如安全性、噪音控制等静刚度：扭转和弯曲静强度:大的外覆盖件动刚度:模态、频率碰撞强度（乘员和行人保护）成本NVH防腐重量适用法规第5页/共19页第6页/共19页传统车身结构设计步骤1.确定车体的构件组成，分出主要、次要件，其目标是：使车体成为一个连续的完整的受力系统

3、2.确定主要杆件的截面型式-闭或开式3.确定截面的构成方式、与其它部件的配合关系、密封和外形的要求、内、外装饰板的固定方法以及相关的制造方法4.绘制截面过渡草图5.化分分总成，分块6.应力计算7.绘制零件图第7页/共19页现代车身结构性能设计以结构动力学原理和优化方法作为白车身结构设计基础抓住目标性能，从产品选型，各项指标的确立，到综合性能的考虑，并行工程的实施（工艺、制造、材料、供应商等的确立）；从概念设计、初步设计到详细设计的各个阶段；从力学模型的建立到各阶段结束所必须的验证；每一个里程碑的完成和继续，都要采用当前的先进方法和手段借鉴国外先进汽车生产企业车身开发的理论、方法、技术、手段和流

4、程第8页/共19页车身结构设计的基本约束和目标强度：车身结构必须能够承受在其整个使用寿命周期内可能遇到的所有静力和动力负荷使用：必须提供一个舒适惬意的车内空间、满意的行驶平顺性、操纵稳定性以及对大自然的影响的抵御能力，满足各种环境下的使用要求振动、噪声：必须提供对车内外噪音源的吸声、隔声轻量化：重量轻，需要能量最小安全：提供对乘员、行人的安全保护材料：所用材料来源丰富，价格低廉，便于高效率地制造和装配，能再循环和使用第9页/共19页车身结构设计准则基本的强度、耐久性要求乘客满意度准则：平顺性、噪声环境安全准则：减少伤害的可能性将乘员被从车内抛出的可能性降至最小保证与安全有关的零件有足够的强度将

5、失火的危险降至最低乘员能方便地逃逸整车结构48.3km/h正面固定壁障冲击（MVSS204、MVSS212、301）转向机向后位移挡风玻璃安装条燃料系的完整性48.3km/h后面移动壁障冲击（MVSS301）32.2km/h侧向移动壁障冲击（MVSS301）车顶撞压抗力试验第10页/共19页车身结构设计准则车门零部件侧门强度（MVSS214）门锁组件（MVSS206）保险杠组件8km/h的纵向摆锤撞击5km/h的30度角摆锤撞击8km/h的纵向障碍物撞击座位组件头部保护装置(MVSS202)座位总成(MVSS207)座椅安全带固定装置(MVSS210)第11页/共19页现代汽车车身结构分析方法

6、包括数值模拟与实验分析方法数值模拟方法主要是有限元法依据技术资料建立车身结构有限元分析模型，再应用有限元分析软件计算和分析车身结构的静态和动态特性指标，甚至进行优化设计分析和试验仿真分析可以在车身结构开发初期就分析、预测和优化结构静态和动态特性指标，从而在产品试制或生产之前就尽可能避免各种设计缺陷，提高设计质量和成功率有限元方法的精度取决于模型、工况和分析方法，取决于对有限元基本知识的理解、软件应用和工程经验第12页/共19页车身结构CAE分析第13页/共19页第14页/共19页现代汽车车身结构分析方法现代实验分析法主要是电测法应用传感器、测量和分析仪器，对车身实物（白车身结构、零部件等）进行

7、支承、加载和测试实验分析方法信息虽然没有数值分析方法充分，但它更直观可信，是数值分析模型验证的主要手段第15页/共19页车身结构设计的发展历史自行车-汽车的技术先驱第一种大量生产、用于人员运输的机器1816-1818首次将两轮车的思想变为实物1885年，现代自行车的基本型在商业上获得成功由此出现的种种变革的要求为汽车的出现奠定了基础向自己驱动的车辆过渡三轮电能驱动车蒸汽机驱动的四轮车内燃机驱动的车荷兰人ChristiaanHuygens、法国人EtienneLenoir、德国人NicholasA.Otto、英国人Lanchester根据基本原理进行功能性设计钢管铜焊构成车架第16页/共19页车

8、身结构设计的发展历史大量生产时期（1900-1927年）大约五百多家汽车生产公司1929年，产生了“设计”车身结构以使汽车有较轻重量的“需要”1900年，出现了第一个金属车身专利主体仍然是木、钢结构的车身美观和舒适的时期（1927-1956年）提出了对汽车的基本需求经济、耐久、可靠舒适、吸引人操纵、使用安全第17页/共19页车身结构设计的发展历史1926年开始出现车身造型设计的实践借助于试验和其它的一些基本工具，对车身结构进行了有效的设计汽车的基本结构已定型安全时期（1956-1970）着重考虑如何减轻汽车碰撞后的后果美国颁布了安全法规结构设计仍然以实验方法为主，开始研究计算分析的理论和工程方法计算机结构分析时期（1970年以后）特定构件的应力计算有限元方法第18页/共19页感谢您的观看。第19页/共19页