海南大学汽车车身结构与设计复习思考题.pdf
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1、汽车车身构造及设计复习思考题 第一章 车身概论 1现代汽车车身有何特点?车身的特点:10、是使生产工艺、壳体力学、人体工程学、工业设计、材料学、运输学、心理学、经济学、销售学等众多各不一样的学科严密地联系在一起的工业产品,是技术及艺术相结合的产物;0、车身的开展取决于科学技术水平和物质技术条件;30、及人们的生活、生产密切相关:舒适性;货物完整性;保护乘员平安。40、汽车的更新换代,关键在车身;50、车身是汽车工业中一个最年轻而又开展迅速的分支;60、整车生产能力的开展取决于车身的生产能力,汽车的更新换代在很大程度上决定于车身;70、对销售和用户心理有着极其重要的影响;80、技术密集型和劳动密
2、集型相结合的产品。2为什么说汽车是技术密集型、资金密集型和劳动密集型产品?技术密集型大量采用最尖端技术,机械化、自动化程度很高自动加工、装配线、机械手、机器人等;劳动密集型相当一局部仍需手工完成车身钣金件的手工打磨、补焊、涂胶、内饰及附件装配等。3车身对汽车性能有哪些影响?车身对整车性能的影响主要有以下几方面:1 决定整车装载质量的大小运输能力的上下 2、决定整车的整备质量 Go自重和造价3、影响整车的动力性和燃油经济性 4、车身形状及汽车的气动阻力密切相关 5、车身形状影响汽车高速行驶的稳定性 6、影响客车的乘卧舒适性、操纵舒适性 7、及行驶平安密切相关 8、及整车宜人性密切相关除舒适性外9
3、、影响整车的通过能力 4汽车诞生 120 多年来轿车车身经历了什么样的开展历程?其设计技术的开展趋势主要表达在哪些方面?第一辆汽车计师全力以赴解决动力、传动装置和操纵机构,配上了当时最现代化的门、窗等现代车身开场出现。马车型汽车,车身由原来的敞开式改为封闭式,其舒适性、平安性都有很大提高。箱型汽车,运用大型冲压件组成带门洞的全金属车身。甲壳虫型汽车,接触点焊技术开场用于车身连接,从而改良了车身的连接方式降低了劳动量,消除了以往薄板焊接变形现象。用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力,采用了流线形的车身外形设计。船型汽车,出现了承载式车身及无车架构造相结合的汽车。鱼型汽车,从背部看
4、,鱼形汽车和甲壳虫形汽车是很相似的。楔型汽车,造型的简练、动感方面,还是从其对空气动力学的表达方面,都比拟符合现代人们的主观要求,具有极强的现代气息,给人以美好的享受和速度的快捷感。其设计技术的开展趋势。1 车身造型朝多元化、个性化方向开展,表达风格,注重各方面细节和整体的协调。车身设计注重气动的最优化。2.车身的制造更加强调“三化,采用先进的制造技术,如激光点焊机械手装配等。3.采用先进的设计实验方法,充分发挥计算机辅助设计CAD的优点。4.车身材料注重轻量化和环保,充分利用可回收材料,报废后的再循环利用。5.车身构造优化设计,采用吸能装置,保证碰撞时乘员的平安,注重车身内外的平安性。平安气
5、囊溃缩式转向柱汽车前部的吸能构造 6.虚拟技术的应用,对设计、制造、试验过程进展计算机仿真。5汽车成为众多不同学科严密联系在一起的工业产品的原因何在?生产工艺涉及金属非金属加工,心理学造型色彩,橡胶电子各种材料工业。6什么是车身、厢式车身、白车身、成品车身和车身构造?车身覆盖件指的什么?车身指的是汽车上除底盘、发动机外其它局部的总称。车身是供驾驶员操作,以及容纳乘客和货物的场所。一厢式车身:发动机舱,客舱和行李舱在外形上形成一个空间形态的车身。客车常采用的车身型式。两厢式车身:发动机舱,客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态的车身。紧凑型的轿车产采用的车身型式。三厢式车身:发动机舱,客舱和行李舱
6、在外形上形成各自独立形态的车身。此种车身能形成较大的客舱和行李舱,一般中高级轿车都采用此种型式。开式车身:即通俗所说的敞篷式车身,客舱上没有车身顶盖或者顶盖是可以收起的。一般高级的运动轿车都采用这种型式.白车身白皮车身:已装焊好,但未喷漆的车身。成品车身:喷好漆等待往底盘上装配的车身。车身覆盖件:覆盖车身内部构造的外表钣件。车身构造件:支撑覆盖件的全部车身构造零件的总称。如:车身骨架、支承梁、柱等.7何为“三化?为什么在车身设计中特别强调“三化?“三化指:产品系列化、零部件通用化、零件设计制造的标准化。实行“三化,收到很大经济效益;工业产品设计、制造的必然方向。原因:简化生产 ,提高产品质量,
7、设计上应进展详细技术经济分析,降低生产本钱,尽量实现“三化。“三化的实质,1 产品系列化将产品合理分档,组成系列并考虑变型。优点:车身骨架、前后风窗玻璃通用,减少了不同车型的零件数,简化了模具、胎具、装焊夹具及台架等设备本钱。2 零部件的标准化广泛采用标准件,优点:有利于产品的系列化和零部件的通用化,便于组织生产,降低本钱,提高质量、方便维修。3 零部件的通用化零部件在同类车型中的通用问题。8车身先进的设计、试验方法包括哪些内容?1 客车设计的 CAD 系统功能:完成车身外形制图工作;构筑包含曲面信息的车身外形数学模型,为进一步分析设计结果打下根底。2 构造分析技术已归入 CAD 系统,a应力
8、分析:亦称静力分析,输入静载荷,得出车身各部应力分布情况,即静态变形、应力、振型。b动力学分析:亦称动态分析,输入动载荷,得出车身构造动态刚度和强度。3 空气动力性试验 4 室内道路模拟试验MTS5 平安性试验 6 车身材料的再循环利用车身设计的新课题 9推广 CAD 系统的条件是什么?客车 CAD 系统有何特点?客车设计的 CAD 系统,条件:计算机工业的飞跃开展,性能价格比大幅度提高;软件开发技术和外围设备的开展:软件丰富,外设完善,功能强大。CAD 系统越来越明显的优越性。成为客车现代设计技术最先进和实用的方法。特点:10、具有客车设计的全部功能;20、仅输入少量信息,就可高效率地完成整
9、车及各零部件的 设计工作 30、直观性强,设计者可以通过屏幕反复修改、评价设计结果,充分发挥创作灵感;40、大量的设计、计算、绘图工作由计算机及辅助设备完成,大大缩短了设计周期,提高了设计质量,减轻了劳动强度;50、设计结果复制、再现方便。10简述客车车身造型和内饰设计的开展趋势?车身造型设计的开展趋势 1、越来越具有调和及折衷的特点:方基调及流线形之间的折衷;高地板样式及最小风阻之间的折衷;空气动力性及生产工艺间的协调;局部及整体间的协调。2、更注重车身的细部设计,强调外形的平滑:大量使用平面曲线车灯、空气入口、出口、车窗框等更多地被平面曲线所代替;尽量防止采用电镀饰件;细部设计精益求精,追
10、求更加完美;整车外形平整、圆滑、饱满。3、平滑的外形开场向曲中带棱变化,雕塑感强的车身设计将打破传统的理念。4、更加重视整车的风格及个性,强调给人以新颖的感觉。5、以人为本,崇尚人性化设计。客车车内饰设计开展趋势:1 在装备空调设备的根底上,采用全封闭式侧窗。采用双层玻璃;提高空调性能,采用全自动空调;利用空气动力性试验确定车室进、排气口位置;采用外摆式或内移式车门提高车身密封性;采用空气净化设备,提高空气干净度。2 努力降低车内噪声。采用粗呢面料织物面料作为内饰贴面;铺地毯;加强导线、导管出入口及车门、踏步处的密封;内外蒙皮间喷塑处理喷阻尼涂料;提高外蒙皮的刚性,减轻行驶中的振响;采用多层复
11、合地板,减少底盘噪声传入。3 提高座椅的功能性。利用人机工程学的研究成果,设计驾驶员和乘客座椅;开发式样新颖、功能性强的新型座椅。4 追求更加豪华和多功能的车内设施。注意装饰效果的新颖和艺术风格的个性化;配套设备、装饰件专业化生产,品种繁多,为车内设计的豪华和多样化提供了极大的方便;车内全部采用镶嵌设计;乘员能触及的部位全部软化处理。第二章 车身设计方法 1车身设计的特点是什么?一、要求整车外形整体协调给人以美感,并保证必要的流线型空气动力性。二、对设计的互换性和装配准确度有较严格要求。三、为保证整车的光学艺术效果,车身外表上的各点空间座标连成的曲线必须在纵向和横向两个截面上反复协调,使之光顺
12、。四、图形表示采用座标网格。五、必须辅以 1:1 的车身模型来准确完整地表达车身形体的转折和真实立体效果依靠外形样板和主模型等补充产品设计、生产准备和投产等阶段设计图样的缺乏,保证成套工艺装备模具、装焊夹具之间乃至零部件之间的协调验证。六、不仅从性能和功能方面进展设计,外形的美观及否及车身的性能一起决定了车身的商品价值。七、车身设计从汽车的规划开场到生产为止,和其它机械局部有着密切的联系。八、车身构造复杂,难以用计算的方法准确求出各局部的应力,要同时保证强度、刚度和轻量化要求,需要从实物或模型上实测,以及丰富的设计经历及资料积累。九、必须考虑乘坐的舒适和操作的方便及人机工程学密切相关。十、在总
13、布置设计阶段就需要将很多领域的知识和要求巧妙地结合成一个整体。十一、设计开场前,需要进展大量的资料搜集、市场分析。2车身传统的设计方法是按照哪两个根本系统进展的?其特征是什么?顺序设计系统特征:按照一定步骤,一步一步往下进展。其特征是等待顺序作用发生的结果。综合设计系统特征:工作分门别类,几个部门按其特点相互依赖性同时进展。3传统的轿车车身外形设计初步设计和技术设计过程包括哪些内容?初步设计采用缩小比例的方法,1 绘制 1:5 车身布置图,2 绘制缩小比例的彩色效果图,3 雕塑 15 模型技术设计 1 绘制 1:1 线型图,2 雕 11 油泥模型15 放大模型,3 制作 11 内部模型,4 绘
14、制车身主图板,5 绘车身零件图,6 样车试制和试验,7 制造车身主模型 4样车试制、试验的目的和要求是什么?目的:具体检验车身外形和构造设计的合理性,考核其性能、强度和寿命,以及预先了解制造上的关键等问题。要求:无论采用何种方法制造,试制的样品应尽可能及设计产品一致。5何谓主模型?简要说明外主模型和内主模型的制作要求。主模型:根据主图板、车身零件图和样板制造的 1:1 实体模型。其制造周期长,造价高,一般在定型后制造。外主模型:车身外廓形状的主模型。制作要求:a考虑分块及车身零件一致;b考虑拉延深度、压床台面、板材规格等要求;c为便于制造冲模,其外外表应是车身内外表。内主模型:车身内部形状、构
15、造的主模型。构造型式及外主模型大致一样,二者密切相关。内主模型制作应考虑装配,如车门、仪表台等,以便协调验证。第三章 车身总布置设计 1车身总布置设计需要整车总布置提供哪些要求?在整车总布置和底盘总布置根底上进展,受发动机的位置制约很大。需整车总布置提供:汽车总长 La、总宽 Ba,总高 Ha、轴距 L、轮距 B、前悬 LF、后悬 LR等控制尺寸;轴荷分布范围;底盘各总成的位置和轮廓尺寸包括动力总成、水箱、前后桥、传动轴、车轮、悬架、转向系等;乘员数及行李舱要求;使用要求及操纵机构的相互位置等。2.现代轿车车身的设计特点和要求是什么?设计特点:轿车车身是整车的重要组成局部,它及底盘密切相关,因
16、此车身设计不能只考虑车身的条件,必须在充分考虑整车总布置的情况下进展。亨利福特提出“3S和“4M原则。遵循“三化原则,即标准化、通用化和系列化,车身在材料、加工、装配、构造及设计等方面及其它总成有很大差异。要求:轿车车身设计不仅要求造型美观,更重要的是要实现相应的功能。其设计主要考虑使用性、人机工程学、环保节能及空气动力学等方面的要求。造型美观。性能良好 a.舒适性 b.平安性 c.可靠性 d.视野性 e.乘坐方便性 f.操纵方便性 良好的空气动力特性。制造容易,维修、拆装方便。3.简述现代轿车的车身设计方法、轿车总布置设计所包括的内容和轿车车身骨架的特点?轿车车身的设计方法:概念设计。概念设
17、计是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止这一阶段的设计。包括设计任务书的全部内容和一个批准的三维模型。概念设计的主要内容:明确开发目的产品使用调查造型设计及根本尺寸产品的目标本钱制定产品设计任务书。工程设计。国内的做法是从小比例的三维模型做起,其次那么是进展车身试验工作包括风洞试验、碰撞试验等。及国外最大的区别在国内制作模型和模型、局部构件试验不能同时进展。根据图样设计的样车进展试验,发现问题后再修改十分困难,这样就延长了设计周期。CAX 技术。其中 X 泛指多方面,如:CAD、CAE、CAM、CAT 等。利用 CAX 技术,轿车车身的开发流程已经过渡
18、到并行为主的开发方式。CAS 艺术构思图 CAD 三维模型 和构造设计 CAE 优化设计试制试验定型CAPP 工艺设计CAD 模具设计 投入生产铸件毛坯准备CAM 机械加工装配调整。轿车总布置设计所包括的内容:确定车身内部、外部尺寸。确定乘坐及操纵空间。校核各项性能及法规要求的尺寸数据。确定车身的悬置形式及位置。确定发动机、传动系占用的空间,并对有关总成提出反要求确定备胎、燃油箱,以及各种液罐、蓄电池及行李舱的位置。确定由于车身附件及其它装置的特殊要求引起的车身构造及布置的变动。轿车车身骨架的特点:a.外力直接作用于骨架上。b.所有构件连接成一个整体,共同承当外力作用 c.没有多余的不受力构件
19、。d.足够的强度和适宜的刚度。e.所有机组(总成)都必须悬置于骨架承载构造的几何节点处。4客车车身总布置设计的工作内容、主要依据和设计程序是什么?客车车身总布置设计的工作内容:1.根据整车设计要求确定车身各局部尺寸 2.确定整车外形 3.驾驶区布置 4.乘客区布置 5.空调系统的位置 6.行李舱大小及位置;7.视野设计校核;8.平安性设计 主要依据:整车底盘总布置的有关参数和发动机布置;整车的使用条件和用户要求;国家、行业有关标准、法规;人机工程学的要求制造、工艺条件等。设计程序:车身主要尺寸确实定车厢内平面布置座椅布置及操纵机构布置驾驶区布置横向截面布置备胎、油箱和蓄电池的布置必要的校核。5
20、大客车布置有哪几种型式?各有何优缺点?目前中高档客车采用最多的是哪一种布置型式?1、前置发动机式优点:10.通用性好及货车通用部件多;20、发动机冷却条件好,维修、拆装方便;30、传动系及操纵机构简单,易于布置。缺点:10、发动机凸出于地板平面之上,车厢面积利用率低;20、轴荷分配不利,前悬短、后悬长、转向沉重,影响平安;30、传动轴从地板下通过,使地板高度,上下车方便性;40、车内噪声大、振动大,隔热隔烟性差,乘座舒适性;50、乘客门布置在轴间,削弱了车身刚度;60、传动轴长一般三节,临界转速低,易共振。2、中置发动机式采用卧式发动机中置 优点:10、车厢面积利用率最高,Fmax;20、车内
21、噪声小、发动机及车厢隔绝较好;30、传动轴短,轴间重量分配良好;40、外形设计和座椅布置不受发动机限制;50、车门可开在前轮之前,适合单人管理。缺点:10、发动机冷却较差,水箱布置困难;20、地板高度高、重心高为保证发动机安装空间;30、发动机易被尘土弄脏,保养维修困难;40、寒冷地区使用,发动机保温困难;50、远距离操纵,机构复杂;60、对地板密封要求高,否那么噪声、气味、热量易进入车厢。3、后置发动机式:优点:10、发动机及车厢隔绝最好,废气不会进入车厢;20、车身振动、噪声小、舒适性好;30、轴间重量分配良好,面积利用率高,F;40、易于在车厢外检修发动机,能在地板下形成较大的行李舱;5
22、0、地板可以降到最低高度,使上下车和车内行走大为方便。缺点:10、发动机散热较差,需要冷却效果强的散热器;20、远距离操纵,机构复杂。6汽车车身的尺寸主要受哪三种因素的限制?公用道路的行驶状况:涉及汽车是否符合交通要求和某些使用尺寸最小值的要求由国家标准和国际标准决定;旅客的运输情况:及运输方法式有关的车身尺寸方面的限制,无明确规定,取决于车身和所运送人、货的关系。如运送残疾人或儿童,运输沙石或棉花,自卸及否等。货物运输情况 7汽车驾驶区有何特点?布置驾驶员座椅的目的和要求是什么?驾驶区布置主要包括哪些内容?驾驶区的特点:1、驾驶员工作的场所,是任何一种汽车都必需的组成局部;2、不同于一般地面
23、操作台和飞机、火车、轮船驾驶舱,操作环境的变化为随机的开放式;3、受振动、颠簸、噪声和排气污染的影响大,使驾驶员经常处于紧张状态;4、仪表、按钮、杆件等操作频繁,要求驾驶员高度集中精力。目的:决定驾驶员的视点和驾驶姿势;确定驾驶员及汽车操纵机构之间的尺寸关系以及作用在踏板上的力的大小;要求:符合一系列标准及技术条件的规定;满足驾驶员生理和心理上的一整套特点;满足在特定车型上的工作条件。驾驶区布置主要内容:1座椅的主要尺寸 2对驾驶座椅的要求 3驾驶座位置 取决于:方向盘倾角、直径 R、座椅高度A。4踏板相对于座椅的位置决定脚掌踩在踏板上的压力大小。5方向盘直径 d 6踏板布置 7变速杆、手制动
24、操纵杆和各种按钮的布置。8从人机工程出发,对驾驶员和乘客座椅有哪些要求?对驾驶员座椅要求:为保证驾驶员操作方便、舒适,减轻工作疲劳,现代汽车对驾驶座椅提出了较高的要求:能前后调节,调整量45mm;左右调节,调整量45mm;座高调节,调整量 100mm;大腿支撑调节,座垫倾角调节;靠背角和头枕倾角调节;背部支撑宽度调节;腰部支撑力调节;座垫刚度调节适应不同体重,保持最正确弹性。长途、旅游客车乘客座椅要求:注意及侧窗窗距配合,使每个乘客都有良好视野;长途、团体客车座间距应680mm,旅游客车750mm;确定座间距应考虑前排座椅可能调整的最大靠背角;标准双人座宽 960mm;单从座宽 480mm;靠
25、背高度 520680mm旅游车取上限;座椅应实现靠背角、座宽可调,并尽可能配置踏蹬。9对乘客区布置有何要求?要求乘客区布置:保证乘客站立和乘坐时所需的空间符合人机工程学的人体尺度根本要求;尽可能提高乘坐的舒适性和居住性;平安性好;使用经济性好。10 长途客车车厢内平面布置的原则是什么?对长途、旅游客车的座椅布置有何要求?长途客车车厢内平面布置的原则:乘客座椅布置应面向前方;增加活动座后,应保证活动座收起后的最小通道宽度;乘客的侧视野应保证不受窗立柱影响;必须有保证舒适的最小座间距;为方便上下车,当车长10m 时,应增设一个乘客门 当一个乘客门位于前悬处时;当设置平安门时,其位置应处于及乘客门相
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