汽车车身结构与设计-复习题-(已编辑版).pdf

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1、.1/6 汽车车身结构与设计复习题 第一章 车身概论 1、什么是车身？车身的功能有哪些？1、车身：供驾驶员操作,以与容纳乘客和货物的场所.主要作用是为乘客提供安全、舒适的乘坐环境,隔绝振动和噪声,不受恶劣气候的影响.包括车身本体和装饰件、开启件、机构件、附件与其他可拆卸机构件.2、车身功能：容仓、安全、舒适、美观、空气动力学.2、简述车身结构的发展过程.没有车身马车上安装挡风玻璃木头框架+篷布封闭式的框架木头或钢+木板封闭式的框架木头或钢+薄钢板全钢车身安全车身.3、车身外形在马车之后,经过了那几种形状的演变？各有何特点？精简版答案：厢型：马车外形的发展甲虫型：体现空气动力学原理的流线型车身船

2、型：以人为本,考虑驾乘舒适性鱼型：集流线型和船型优点于一身楔型：快速、稳定、舒适.藏版答案：厢型车身：以福特 T 型车为代表.车身比较高,迎风面积大,风阻比较大；空气动力学应用还较浅；提高车速依靠增加发动机功率,增加气缸数.甲壳虫型车身：空气动力学的发展,使人们认识到流线形空气阻力最小.最早的流线型车身,后排空间狭小；横向稳定性不好；外形比较臃肿；过渡面较多,需要采用深拉延,工艺性较差.优点：CD 值小,工艺性好,利于批量生产.缺点：升力大,行驶不稳定,乘坐空间狭小,视野与舒适性差.船型车身：结合人机工程学的发展,采用类似于船的造型,故名船型车身.后部为阶梯状：侧面一体,车身比较平直；考虑人机

3、工程学,比较舒适；横向稳定性比较好.鱼型车身：侧面为一整体,不会发生涡流；比较低、长,具有鲤鱼的造型,迎风面积小,风阻小；后座比较舒适,行李箱容积大.美观.典型外形为：快背或斜背式.缺点：横向稳定性不好.楔型车身：为解决鱼型车横向风的不稳定问题,发展了楔形车.车身前部呈尖形,后部比较平直.4、车身设计的要求有哪些？舒适、安全、美观、空气动力性.车身结构强度须能承受可能达到的所有静力和动力载荷；车身布置必须提供一个舒适的室内空间,良好的操纵性和乘座方便性；车身必须具有良好的对车外噪声的隔声能力；车身的外形和布置必须保证驾驶员和乘员有良好的视野；车身材料必须是轻质的,以使整车重量降低；车身外形必须

4、是具有低的空气阻力,以节省能源；车身结构和装置措施必须保证在汽车发生事故时对乘员提供保护；车身结构材料必须来源丰富、成本低,能够实现高效率的制造和装配；车身结构设计和选材须保证车身在整个使用期间满足对冷、热和腐蚀的抵抗能力；车身的材料必须具有再使用的效果；车身的制造成本应足够的低.5、车身设计的原则有哪些？车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则.车身内饰设计的人机工程学原则.车身结构设计的轻量化原则.车身设计的通用化,系列化,标准化原则.车身设计符合有关的法规和标准.车身开发设计的继承性原则.第二章 汽车车身结构 1、简述汽车车身的组成.附件车身本体白车身封闭刚性结构车身覆盖件、车身结构

5、件 2、什么是白车身？它的主要组成有哪些？已装焊好但尚未喷漆的白皮车身.组成：车身覆盖件+车身结构件+部件.车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件.车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件.车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件.3、简述车身承载类型的特点与适用车型.1、非承载式有车架式车身：车架作为载体 1特点：装有单独的车架；车身通过多个橡胶垫安装在车架上；载荷主要由车架来承担,车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收,车身结构不承担载荷.由于车架并非绝对刚性,所以车身在一定程度上仍承受着由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷.2适用车型货车微型货车除外在货车底盘基础上改装成的大客车专用汽车大部分高

6、级轿车.（1）、承载式：去掉车架,由车身直接承载.1特点：非承载式车架作为载体 优点：车身寿命高、乘坐舒适性好、安全性好、改型方便.缺点：整车质量增大、地板高、车身高等.2/6 适用车型：货车微型货车除外在货车底盘基础上改装成的大客车专用汽车大部分高级轿车 特点：装有单独的车架；车身通过多个橡胶垫安装在车架上；载荷主要由车架来承担,车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收,车身结构不承担载荷 承载式：去掉车架,由车身直接承载 优点：车身质量小,刚度高,并且降低成本；可降低地板高度和整车高,上下车更方便 缺点：振动、噪声易直接传入车内,车身损坏后难以修复,不利于车身变型等改型设计 苏联生产的3-695

7、、德国的 Mercedes-O321H、英国的 Berliet-PLH、匈牙利的 Ikarus-55 和 Ikarus-200 系列以与日本生产的日野HINO,尼桑 NISSAN,欧洲各国流行的大客车 半承载式 结构特点：1保留部分车架、车身承受部分载荷.2前后加装副车架.4、常用的汽车车架有哪几种结构型式？a 边梁式车架梯形车架b 周边式车架 c.脊梁式车架 d 综合式车架X 型车架 5、车身焊铆接总成有哪几部分组成？由车身前部车前钣金件、前围、地板、侧围、顶盖和车身后部车后钣金件各部分组成.6、车身前围的结构组成与功能.车身前围是分隔车身前部与座舱的结构总成.一般由前围上盖板、前围板、前围

8、侧板和转向柱支架梁等构件组成.功能要求：支承并安装前风窗玻璃；支承转向柱；确保车身扭转刚度；提高撞车安全性；隔开发动机舱和座舱,密封、隔振和隔音；设置外部空气吸入口和通风道；安装空调装置与其通风风道；支承和安装仪表板；安装制动器、离合器踏板支架；安装雨刮器等附件.7、车身地板部分的设计特点与要求.多采用封闭断面的抗扭箱型梁封闭断面；提高地板结构的防振、隔音性能；合理使用材料,采用防腐结构设计,并通过各种防腐处理措施,延长车辆的使用寿命；开发结构强度高、质量轻的地板结构,以与轻质材料的地板结构；地板的布置与设计应充分考虑室内的 人 体 居 住性；保证车身底部平整,改 善 车 身 底部 的 空 气

9、 动力性能.8、车身侧围 结 构 的功能.支撑顶盖；连 接 车 身前、后部分的侧面构件；固定前、后风窗玻璃；用以 安 装 车 门以 与 保 证 车身 侧 面 碰 撞安 全 性 的 承载框架.9、绘制门槛梁结构断面示意图.10、A、B、C 三立柱的功用？A 立柱功用：支撑顶盖；安装前风窗玻璃；安装前车门；安装仪表板支架；承受并传递垂直力纵向力.B 立柱功用：支撑车顶盖；承受前后车门的支撑力,还要装置一些附加零部件,例如：前排座位的安全带；承受并传递垂直力侧向力.C 立柱功用：支撑顶盖；安装后风玻璃；安装后车门锁；承受并传递垂直力侧向力.3/6 11、绘制顶盖侧梁结构断面示意图.第三章 车身设计过

10、程与方法 1、简述新车型开发的分类.全新车型的开发已有车型的全面更新已有车型的中等规模改进已有车型的小规模改进.2、什么是概念设计？概念设计属于产品设计的前期工作,是始于产品定性之后,指从产品构思到确定产品设计指标性能指标,总布置定型和造型的确定,并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作.包括：产品的造型概念产品的使用调查市场调查产品设计任务书的制定产品的先进性分析产品的目标成本产品的三化.3、简述车身设计制图方法.1、坐标网格：网格间距：200mm 或 100mm.2、坐标零线的确定：高度方向坐标Z 坐标零线：沿车架纵梁上表面或无车架车辆的车身地板下表面较长的一段为零线.方向：零线以上为正

11、.宽度方向左标Y 坐标零线：车辆的对称中心线.方向：零线以左为正.长度方向坐标X 坐标零线：通过车辆前轮理论中心的垂线.方向：零线以后为正.4、车身主图板的主要内容.车身外形的表面曲线,即车身的主要轮廓线和一声列截面线；车身各零件的装配关系与缝隙要求；车身主要结构断面；车身中运动部件的轨迹与运动校核,如车门、发动机罩、行李箱盖等；与车身相关的其他总成的位置、轮廓线与运动部件的运动轨迹,以便校核这些部件与车身的间隙,确定装配位置关系.5、传统车身设计方法的缺点？传统的车身设计方法工作量大、设计周期长.开发新车型需要几年时间.手工造型设计;实物模型制作;依据经验的车身结构设计;整个设计过程必须通过

12、实物和图纸相结合的方式来表达设计并传递设计的数据信息.6、现代车身设计方法的优点？可以使设计者得到一个能进行快速评价的模型,从而设计师可尝试大量的不同方案,能大大提高设计决策的效率和可信度,控制产品开发中的资金投入；由于设计资源共享,能保证设计的精度；各部门在设计阶段能尽早获得设计数据,有利于各部门工作协调进行,合作过程可较早开始,从而最终改善了整个产品的质量.7、应用于车身设计的计算机辅助技术有哪些？CAS：Computer aided styling,计算机辅助造型CAD：Computer aided Design,计算机辅助设计CAM：Computer aided manufacturi

13、ng,计算机辅助制造.CAPP：ComputerAidedProcessPlanning,计算机辅助工艺设计CAE：Computer Aided Enginerring,计算机辅助工程.8、给出五项现代车身开发的关键技术.CAS：Computer aided styling,计算机辅助造型CAD：Computer aided Design,计算机辅助设计 CAM：Computer aided manufacturing,计算机辅助制造.CAPP：ComputerAidedProcessPlanning,计算机辅助工艺设计 CAE：Computer Aided Enginerring,计算机辅助

14、工程.第四章 基于人机工程学的车身布置设计 1、车身总布置设计的主要内容有哪些？车身布置应考虑的因素身布置与整车布置的关系与车身布置主要内容车身布置术语和硬点尺寸定义总布置图 2、H 点装置包括哪两种？H 点含义？1、包括：H 点测量装置HPM：用于对尺寸进行审核和测量对比；H 点设计工具HPD：用于乘员布置设计 2、H 点含义是 H 点装置上躯干与大腿的铰接点 3、人体尺寸的百分位概念、应用与意义？1、概念:将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上,再将这一尺寸段均分成 100 份,则将第 n 份点上的数值作为该百分位数.百分位数是一个位置指标,第 95 百分位数,就是说在这群人中有 95

15、的人低于或等于某个数值,而只有 5的人%是高于这个数值的.2、应用：车身布置设计中应以人体尺寸的百分位分布值作为设计的尺寸依据,这是人体工程学的基本设计原则之一.3、意义：车身设计中最常用的是 5th、50th 和 95th 三个百分位人体尺寸,分别表示小、中等和大尺寸,代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸.4/6 4、解释硬点和硬点尺寸的含义.1硬点：是对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点 2硬点尺寸：指连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间,以满足使用要求的空间尺寸 5、眼椭圆的定义和主要用途.1、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时,其眼睛位置的统计分布图形；左

16、右各一,分别代表左右眼的分布图形 2、主要用途：内外视镜布置驾驶员前方视野的设计和校核车身 A、B、C 柱盲区的计算仪表板上可视区的确定刮水器布置和刮扫区域校核遮阳带位置的确定等.6、驾驶员手伸与界面的定义 指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸与的最大空间廓面.7、已知地板线、踏板和 D 点高度,给出驾驶员设计 H 点布置过程.确定平均 H 点.50 百分位.保持合适的踝关节角,人体模板脚沿地板线向加速踏板方向前推,踵点始终在地板上,人体模板 D 点始终位于 D 点线上的同时,前推移至鞋底与自由状态的加速踏板接触后停止,此时的人体模板 H 点作为

17、正常设计的平均设计H 点；确定最前、最后设计H 点；检查关节舒适性；根据最前、最后和平均设计H 点位置确定调节轨迹.8、简述如何计算前风窗刮扫区域的刮净率.第五章 汽车造型设计与空气动力学 1、汽车行驶时所受的空气阻力有哪五个部分？产生的原因？1、空气阻力包括：形状阻力,摩擦阻力,诱导阻力,干扰阻力和内部阻力五部分.2、产生原因见下表：阻力名称 产生原因 影响因素 一般轿车 CD=0.45 理想型跑车 CD=0.20 形状阻力 汽车前后压差 车身表面形状与其交接处的转折方式 58%70%摩擦阻力 空气与车身摩擦 车身表面的面积和光顺程度 9%20%诱导阻力 空气升力的纵向分力 气动升力 7%0

18、 干扰阻力 扰动 表面突起和各种附件 14%5%内部阻力 内循环阻力 冷却气流和车内通风 12%5%2、简述降低汽车行驶阻力的措施.1降低升力的措施:采用负迎角,前高后低为正,迎角越大,升力越大;造型应前低后高,产生负升力更好！在汽车前端底部、后端加扰流板;车尾地板向上翘起一个角度;汽车底部板向两侧略微上翘,使底部气流有一部分流向两个侧面.当气流向两侧疏导时加快了底部的气流速度而使升力下降.斜背加鸭尾;2改善汽车空气动力性能的措施:汽车外形的设计 1汽车头部的平面和侧面形状轮廓线应尽量圆滑；2车头前端应尽量低矮；3头部与前风窗下缘的交接处,前风窗顶部与顶盖的交接处以与前风窗两侧的拐角等过渡区域

19、都应尽量地圆滑；4 汽车中部应呈腰鼓形,汽车纵向的最大横截面不宜过分地前移,以降低汽车的升力系数值;5汽车的底部形状最好采用整体平顺的底板,减小升力；6汽车车身的后部采用逐渐缓慢收缩的长尾式；7注意驾驶室向后部车厢的过渡,避免形状的突变.3利用附加装置减小风阻:1前部扰流器；2后部扰流器:可使后窗后部的负压力降低；又可引导气流将后窗表面清洗,避免尘土附着而影响后视野；3导流罩；4隔离装置:可改善因侧向风引起的通过牵引车和半挂车间间隙的水平气流；当与导流罩连用时,可稳定导流罩的尾流,从而保证导流罩的效能.3、简述降低汽车行驶升力的措施.采用负迎角迎角:汽车前、后形心的连线与水平线的夹角.前高后低

20、为正,迎角越大,升力越大;在汽车前端底部、后端加扰流板车尾地板向上翘起一个角度汽车底部板向两侧略微上翘使底部气流有一部分流向两个侧面.当气流向两侧疏导时加快了底部的气流速度而使升力下降.斜背加鸭尾.4、Audi100 C3 整体优化设计的流程.1.设计基本形体：多种缩比模型风洞试验.2.改造为基本汽车外形：按空气动力学原理处理局部细节,如车身底部部件、冷却系前端保险杠的缝隙等.3.精制基本模型：进行结构与工艺设计的详细考虑,使模型车基本接近于真车.4.试制产品车 第六章 车身结构性能分析与设计.5/6 1、车身结构设计应考虑的因素.应考虑.：强度、刚度、安全性、轻量化、耐久性抗疲劳强度和耐腐蚀

21、性、材料、成本等.2、如何利用刚度特性曲线表征外板的柔软感和鼓瘪感.柔软感表示：一般用手轻压外板,即在不发生平移的情况下,表示柔软感的直线斜度用 30N 载荷时的曲线斜率 30a3表征,或直接用 30N 载荷时的位移量 a3 表达；鼓瘪感表示：用曲线平移载荷 Wf 和曲线平移量来表征.3、车身轻量化的技术有哪两种？车身轻量化技术构造轻量化、材料轻量化 4、汽车主动安全性和被动安全性的含义和研究内容.主动安全性 汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力；研究内容包括汽车的操纵稳定性能、制动性能、灯光系统和驾驶员视野性能等；被动安全性 汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力；研究内容包括

22、车身结构抗撞性、约束系统性能、转向系统的防伤性能等 5、汽车的碰撞形式分为几种？通常将汽车的碰撞形式分为正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞和滚翻.6、车身抗撞性设计要求有哪些？车身抗撞性设计要求 正面碰撞 1确保乘员生存空间,减小乘员舱变形和对乘员舱的侵入 2减小车身减速度 3碰撞过程中车门不能打开.碰撞后可以不使用工具打开车门 侧面碰撞 抗侧面碰撞设计应当以减小乘员舱侵入、维持乘员生存空间为重点.1减小侧围结构对乘员舱的侵入量,防止侵入量过大时对乘员的挤压伤害.2 减小侧围结构对乘员舱的侵入速度,特别是与乘员接触时车门的速度,减轻对乘员的撞击力.3 碰撞过程中车门不能打开.碰撞后可以不使用工具打开

23、非碰撞侧的车门 后面碰撞 1减小乘员舱变形.通常用后排座位 R 点的前移量来衡量.2减小碰撞中车身的减速度,减轻乘员的鞭梢性伤害.3在碰撞中维持油箱的存放空间,减小对油箱、油路挤压 滚翻 1减小乘员舱的变形量,特别是车顶的变形.2要求碰撞过程中车门不能打开.碰撞后可以不使用工具打开车门 低速碰撞 主要避免汽车重要部件的损坏,减少因撞车带来的维修费用；要求设置低速碰撞吸能区,使低速碰撞车辆的动能主要通过低速碰撞吸能区的变形被吸收,并尽量不使低速碰撞吸能区后部的车身主要结构发生永久变形 行人保护 撞行人时,汽车对行人的伤害一般包括一次碰撞时由保险杠、前散热器罩和发动机罩前端等产生的下肢伤害；行人与

24、发动机罩、挡风玻璃等二次碰撞时的头部伤害；受撞击后的行人与路面三次碰撞产生的伤害.车身结构设计时应将相关部位的刚度设计得软一些,以缓冲对人体的撞击；在行人保护措施中,应防止车外凸出物对行人的伤害.7、通常对碰撞模拟计算结果进行的分析包括有哪些？能量分析力分析变形分析刚度分析应力分析减速度分析速度分析碰撞时序分析等.8、安全座舱结构的含义？包含三个方面：车身前、后部结构要尽可能多地吸收碰撞能量,使碰撞过程中作用于乘员上的力和加速度降到规定的 X 围内；车身前、后部构件在碰撞中产生变形应根据碰撞强度逐级发生,控制受压构件的变形形式,防止车轮、发动机、变速箱等刚性部件侵入座舱,同时也有利于车身的修复

25、；车身座舱结构必须坚固可靠,这是保证车辆发生侧面碰撞或翻车时,乘员安全的主要手段.9、在碰撞中车头的三个变形吸能区段是如何划分的？第一区段表示低速碰撞,车辆的变形和变形力比较小,以利于保护行人和车辆；吸能材料保险杠、软质发动机罩第二区段为相容区,变形力应均匀,即在中速碰撞中能量较均匀的被吸收,尽量降低撞击加速度峰值；吸能纵梁第三区段表示在高速碰撞时使汽车乘员室.6/6 具有自身保护能力,车身结构在这个区段应有较大的刚度,从悬架到前围板之间的变形力急剧上升,阻止变形扩展到乘员室,同时通过结构措施使动力总成向下移动而不致挤入乘员室；10、车身防腐蚀设计措施有哪些？基本设计思想为：结构设计要能阻止腐

26、蚀介质浸入或积存在结构缝隙间、凹形构件和封闭结构的内部.填充密封胶或粘接剂;流水槽端面采用装饰件封闭；采用非金属材料流水槽 合理选择防腐性能好的材料.如采用镀锌、铬、镍等与其合金的表面处理确保车身表面的涂装性能.前处理产生磷化膜,提高涂装的附着性；阴极电泳涂漆,全浸式涂漆方式；车身底部喷涂 PVC 底漆,以形成较厚的防砂石损伤涂层,一般喷涂 PVC 厚 1mm 一 15mm；采用五次或四次表面涂覆.4.追加防腐处理.主要有密封、打蜡、涂防锈剂等方法.11、车身密封性设计的静态密封和动态密封的含义、手段和意义.1、静态密封：车身结构的各连接部分,设计要求对其间的间隙进行密封,而且在使用过程中这种

27、密封关系是固定不动的,称为静态密封.采用涂敷密封胶的方法来实现.防止车身腐蚀,减小振动和噪声起着重要作用.如：前后风窗玻璃的安装和密封.2、动态密封：对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封,称为动态密封.靠密封条的压缩变形来填充构件间的缝隙.使车身室内与外界隔绝,不仅能防止风、雨和尘土侵入室内,提高隔音和隔热性能,以保持车内环境同时还能缓和车门关闭时的冲击力和车身在行驶中的振动.第七章 车身闭合件结构与设计 1、简述车门系统的组成.由门体、附件和内饰件三部分组成 2、汽车车门的设计要求有哪些？应保证乘员上下车的方便性.车门开启过程中不应发生位置干涉；车门关闭时,要锁止可靠、安全

28、,行车中不会自动打开；车门机构操纵要方便；应具有良好的密封性能,使乘员与外界隔离；具有大的透光面,满足侧向视野要求.门体应具有足够的强度和刚度；良好的车门制造、装配工艺性,易于冲压并便于安装附件；造型上应与整车协调一致,包括外表面、门缝设计和内饰；有必要的开度,开启后能停止在最大开度和半开的位置；设计应满足人机关系的要求,提高乘员舒适性；在车辆使用寿命结束时,要求拆卸分解工作最少,而且不能回收的材料最少.3、对比分析无玻璃窗框结构,组装式窗框结构和整体式结构车门的优缺点.1、无窗框结构：敞亮,外形效果好,板材利用率高,内、外板冲压方便；但玻璃运行稳定性差,密封困难.2、组装式的窗框结构：窗框用

29、螺钉固定或焊接在门体上,装配长度100mm多采用滚压成型窗框,板料厚一般为0.81.0mm断面形状要考虑窗框的刚度、玻璃密封条的布置和固定、窗框与内门板的连接和安装等板材利用率高,门内、外板冲压方便,制造质量高,表面造型效果好.但零件/总成装配水平要求较高；密封条的选择受限制,在窗框转角处,密封条需 45角接.3、整体式结构的车门窗框：内、外板是分别与门的内外板一体冲压的车门本体零件数量少,制造方便车门刚性好,便于设两道密封条,提高密封性能需较大的压床台面尺寸,且废料较大.4、玻璃升降系统应满足哪些要求？玻璃升降平顺,工作可靠,无冲击和阻滞现象；操纵轻便省力；具有防止玻璃受外力时升降器倒转的机构,以免人强迫进入.5、保险杠的作用？安全保护装置保护车辆和行人,外观重要装饰件.6、发动机罩和行李箱盖 的组成？发动机罩盖前部用锁固定,后部通过铰链悬挂于车身前围挡板上,是往后开启的形式.行李舱悬挂于后围挡板上,后端用锁固定,是往前开启的形式.两盖都是由内、外板组成.