一、車身設(shè)計(jì)要素

1、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)○產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)性要素；○系列化產(chǎn)品發(fā)展要素；○生產(chǎn)、工藝?yán)^承性要素2、車身外形設(shè)計(jì)○空氣動(dòng)力學(xué)要素；○車身尺寸確定的人體要素；○車身外形設(shè)計(jì)、內(nèi)飾造型的美學(xué)要素；○外形的結(jié)構(gòu)性和裝飾的功能性要素3、車身室內(nèi)布置設(shè)計(jì)○人體工程要素，包括人體尺寸、人體駕駛和乘坐姿勢(shì)、人體操縱范圍、人眼視覺(jué)和視野、人車視野、人體運(yùn)動(dòng)特征、人體的心理感覺(jué)等。○車身內(nèi)部設(shè)計(jì)的安全保護(hù)要素。4、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)○結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、剛度要求；○輕量化設(shè)計(jì)要素；○結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性要素；○車身防腐蝕設(shè)計(jì)要素；○車身密封性設(shè)計(jì)要素；○結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性要素二、車身梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)■白車身結(jié)構(gòu)

■白車身框架結(jié)構(gòu)

研究表明：白車身結(jié)構(gòu)的剛度和耐撞性能主要是由薄壁梁形結(jié)構(gòu)和接頭組成的框架結(jié)構(gòu)所決定的。設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)件應(yīng)遵循以下三點(diǎn)：★根據(jù)車身的受力情況，合理布置結(jié)構(gòu)件，優(yōu)化載荷傳遞路線；a、為吸能結(jié)構(gòu)提供牢固穩(wěn)定的支撐，保證吸能部件實(shí)現(xiàn)吸能；b、使載荷能力強(qiáng)的部件分擔(dān)較多的載荷，承載能力弱的部件分擔(dān)少量載荷；c、使盡可能多的部件參與載荷傳遞，以提高材料的使用效率。★結(jié)構(gòu)具有足夠剛度性能的接頭，確保各個(gè)結(jié)構(gòu)桿件的連接合理可靠；★根據(jù)性能剛度和耐撞性能的需要選取封閉或開(kāi)口截面，優(yōu)化截面形狀及尺寸。■前艙整個(gè)梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證撞車時(shí)座艙的完整性。一般正面碰撞時(shí)，車身前部結(jié)構(gòu)要求吸收80%的能量，而這些能量的70%分配給縱梁，25%分配給輪罩，5%由翼子板接受。底部前縱梁和后縱梁與地板結(jié)構(gòu)的連接，一般采用叉型梁設(shè)計(jì)原理，將力流分成許多分支傳遞是有利的。

1.前縱梁前縱梁是前部碰撞中的關(guān)鍵部件。其變形模式和吸能效果直接關(guān)系車輛的碰撞性能，對(duì)它的設(shè)計(jì)要求很高。變形是一種軸向壓潰和彎曲的混合模式?，F(xiàn)在很多乘用車的前縱梁都由前后兩段組成，前段較薄，后段較厚，通常將其前段設(shè)置若干誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)，后部也設(shè)置一凹槽。

低速碰撞時(shí)，最好在前縱梁前端300mm的范圍內(nèi)或至少在各個(gè)固定點(diǎn)之外。這樣當(dāng)對(duì)碰撞后的零部件進(jìn)行維修時(shí)不用將動(dòng)力總成拆下。可以在某些承載能力較小的部位切斷。有些車輛在這個(gè)區(qū)域內(nèi)加強(qiáng)用來(lái)做發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝點(diǎn)就不能采取上述措施，相應(yīng)地，碰撞就會(huì)更換整個(gè)的前縱梁，這無(wú)疑會(huì)增加維修成本。2.前減震器座前減震器座前減振器座承受來(lái)自前輪的載荷，為提高其局部剛度，要保證前減振器座和SHOTGUN、前風(fēng)擋下橫梁、前縱梁連接合理、充分，并加強(qiáng)左右兩側(cè)減振器座間的橫向連接，必要時(shí)可在兩減振器座間增加連接桿。

3.前擋板前擋板是隔離前艙與座艙，連接地板，安裝腳踏板和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，安裝空調(diào)的主要構(gòu)件。由于車輛設(shè)計(jì)中乘員是至關(guān)重要的，所以前圍下部總成的設(shè)計(jì)主要圍繞著前擋板在碰撞過(guò)程中的侵入量不能超過(guò)法規(guī)的要求；而且它的特殊地理位置決定了它必須具有良好的隔震、隔噪、密封以及隔熱效果 。

■側(cè)圍側(cè)圍主要是受造型的影響,基本上不存在沿用。側(cè)圍通常是作為周圍部件的基準(zhǔn)。尤其是側(cè)圍外板，側(cè)圍外板在整個(gè)BIW設(shè)計(jì)中的領(lǐng)導(dǎo)地位，在設(shè)計(jì)中不要輕易地更改。因?yàn)樗苯佑绊懼T的開(kāi)啟，以及整個(gè)車身的焊接關(guān)系和順序。

車身的整體剛度很大程度上取決于立柱的剛度，因此在整個(gè)車身結(jié)構(gòu)中，立柱是關(guān)鍵件，它要有很高的剛度。同時(shí)車身也是側(cè)碰時(shí)主要承載和傳載部位。設(shè)計(jì)中希望B柱彎曲剛度設(shè)計(jì)的足夠大，并且要重點(diǎn)加強(qiáng)中段。門檻可以加加強(qiáng)板或填充發(fā)泡材料等。

側(cè)圍內(nèi)板結(jié)構(gòu)通常有兩種結(jié)構(gòu)：整體式：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更好，有效提高側(cè)碰性能；零件數(shù)少。分開(kāi)式：結(jié)構(gòu)分開(kāi)上件，有利于公差的吸收，能較好保證制造精度。

1.A柱（前柱）

設(shè)計(jì)師考慮A柱幾何形狀方案時(shí)必須要考慮到前柱遮擋駕駛者視線的角度問(wèn)題。（一般情況下，駕駛者通過(guò)前柱處的視線，雙目重疊角總計(jì)為5～6度），又要有一定的幾何尺寸保持前柱的高剛度，是一個(gè)矛盾的問(wèn)題。設(shè)計(jì)者必須盡量使兩者平衡以取得最佳效果。沃爾沃SCC，就將A柱改為通透形式，采用了一種含有透明有機(jī)玻璃的鋼構(gòu)造，令視野盲點(diǎn)減少到最低程度(沃爾沃SCC）。

2.B柱（中柱）

B柱不但支撐車頂蓋，還要承受前、后車門的支承力，在B柱上還要裝置一些附加零部件。因此B柱大都有外凸半徑，以保證有較好的力傳遞性能。B柱截面形狀是比較復(fù)雜的。隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展，歐美主流汽車廠家在B柱處，大量的采用熱成型和激光拼焊工藝，在剛度大大提高的同時(shí)重量大幅減小，有利于現(xiàn)代轎車的輕量化。對(duì)于四門轎車，中支柱應(yīng)布置在后座通道的前面，并適當(dāng)傾斜。這樣有利于改善后座乘員的上下車方便性。對(duì)于前門，其前門柱應(yīng)盡量前移，從而加大前座乘員的通道空間。

不過(guò)，有些設(shè)計(jì)師卻從乘客上下車的便利性考慮，索性取消車身左右兩側(cè)的中柱,前后門對(duì)開(kāi)，乘員完全無(wú)障礙上下車。當(dāng)然，取消中柱就要相應(yīng)增強(qiáng)前、后柱，其車身結(jié)構(gòu)必須要用新的形式，材料選用也有所不同。

3.C柱（后柱）

C柱與A柱、B柱不同的一點(diǎn)就是不存在視線遮擋及上下車障礙等問(wèn)題，因此構(gòu)造尺寸大些也無(wú)妨，關(guān)鍵是C柱與車身的密封性要可靠。

4.門檻

■底板

Vois在縱梁搭接和地板搭接上都采用了平面搭接的方式，能夠很好的吸收Y向公差。

后底板設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成局部剛度、模態(tài)頻率低等后果，在低頻載荷激勵(lì)下很有可能在車內(nèi)產(chǎn)生低頻轟鳴聲。解決這一問(wèn)題可以利用CAE 技術(shù)中的形貌優(yōu)化快速、有效的得到加強(qiáng)筋的數(shù)量、形狀、布置位置。

■后減振器座區(qū)域為保證車身后部有較好的扭轉(zhuǎn)剛度，應(yīng)用有足夠截面積的封閉結(jié)構(gòu)連接衣帽架和地板縱梁。如下圖支撐衣帽架的支架和后輪罩形成封閉截面，而且其和縱梁相交處也是地板后橫梁和縱梁交匯處。這種設(shè)計(jì)不僅確保了車身剛度，同時(shí)提高了后減振器座的局部剛度。

頂蓋

車頂蓋是車廂頂部的蓋板。對(duì)于轎車車身的總體剛度而言，頂蓋不是很重要的部件，這也是允許在車頂蓋上開(kāi)設(shè)天窗的理由，重要的是它如何與前、后窗框及與支柱交界點(diǎn)平順過(guò)渡，以求得最好的視覺(jué)感和最小的空氣阻力。一般在頂蓋下增加一定數(shù)量的加強(qiáng)梁，頂蓋內(nèi)層敷設(shè)絕熱襯墊材料，以阻止外界溫度的傳導(dǎo)及減少振動(dòng)時(shí)噪聲的傳遞。

■車門車門是車身中工藝最復(fù)雜的部件，它涉及到零件沖壓、零件焊接、零部件裝配、總成組裝等工序，尺寸配合和工藝技術(shù)都要求嚴(yán)格。車門是一個(gè)活動(dòng)件，其靈活性、堅(jiān)固性、密封性等一些缺點(diǎn)很容易被人發(fā)現(xiàn)，難以“蒙”過(guò)去。

車門總成分為整體式、分開(kāi)式、還有一半整體式，一半分開(kāi)式

轎車門由門外板、門內(nèi)板、門窗框、門玻璃導(dǎo)槽、門鉸鏈、門鎖及門窗附件等組成。內(nèi)板裝有玻璃升降器、門鎖等附件，為了裝配牢固，內(nèi)板局部還要加強(qiáng)。

為了增強(qiáng)安全性，外板內(nèi)側(cè)一般安裝了防撞桿。

車門要求密封性好、防塵、防水、隔音。除了尺寸配合要合理外，重要的還有鑲嵌或粘貼在車框與車門上的密封條。其質(zhì)量直接影響車門的密封性。從開(kāi)關(guān)車門可以大致判斷出車門的質(zhì)量。一個(gè)質(zhì)量比較好的車門，它使用的材料、制作工藝是嚴(yán)格要求的，反映到使用上，就感覺(jué)出一種沉甸感，厚實(shí)感，關(guān)閉時(shí)有一種低沉的“嘭”聲發(fā)出來(lái)，好象車廂里的空氣被壓縮似的。如果車門比較單薄，則有一種輕盈感，關(guān)閉時(shí)聲音比較脆。

制造階段：玻璃曲面制造精度、門內(nèi)板與玻璃導(dǎo)槽焊接部位的曲面精度以及導(dǎo)槽本身制造精度、門內(nèi)板玻璃升降器安裝位置與前后導(dǎo)槽位置精度、門外板與門內(nèi)板合門時(shí)窗口輪廓的位置度精度、車門與車身的內(nèi)側(cè)間隙精度控制（為保證通過(guò)淋雨試驗(yàn)，工人會(huì)調(diào)整車門窗框）、導(dǎo)軌膠條制造時(shí)的硬度保證。使用維護(hù)階段：車門框使用中變形阻力增大、窗口沿及導(dǎo)軌膠條老化（摩擦力增加）、升降電機(jī)質(zhì)量影響使用壽命（推力不足或燒毀）、升降機(jī)鋼絲繩限位塊損壞、門內(nèi)板密封薄膜維修中被撕掉或損壞，造成灰塵進(jìn)入門內(nèi)污染升降器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（鋼絲繩上有潤(rùn)滑油）加速磨損和增大運(yùn)動(dòng)阻力。

設(shè)計(jì)原因：1、車門、玻璃升降器、玻璃槽架三弧度是否統(tǒng)一（不同會(huì)增加玻璃上升的阻力）。2、玻璃升降器本身的電動(dòng)機(jī)是否選用得當(dāng)（應(yīng)該考慮玻璃的重量、玻璃密封條的阻力等等）。3、叉臂式玻璃升降器定滑槽中心必須同動(dòng)力臂旋轉(zhuǎn)中心共線。■車門鉸鏈車門鉸鏈?zhǔn)怯摄q鏈座和鉸鏈軸組成。它應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不滯澀，不會(huì)發(fā)出雜音，在汽車期望使用壽命內(nèi)，應(yīng)能保持其功能。車門的開(kāi)啟角度以75度為基礎(chǔ)，不應(yīng)當(dāng)與車身有任何干涉。

拆裝前后鉸鏈的同軸度不變化。能夠較高的保證門分裝前后的一致性。

■發(fā)動(dòng)機(jī)罩

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩防撞性的設(shè)計(jì)要求碰撞中任何時(shí)刻鎖都不能失效、鉸鏈銷不能剪切失效、鉸鏈支架不可以發(fā)生過(guò)大的變形，否則發(fā)動(dòng)機(jī)罩會(huì)侵入前風(fēng)擋。發(fā)動(dòng)機(jī)罩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要適中，最大褶皺或屈曲載荷在5-8KN內(nèi)；設(shè)置一個(gè)鉸鏈限位器來(lái)防止在低速和高速碰撞中鉸鏈?zhǔn)r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩向后運(yùn)動(dòng)。

鉸鏈安裝在發(fā)蓋的XZ面，Z向尺寸可調(diào)，有益于發(fā)蓋的裝調(diào)。

■行李廂蓋

行李廂蓋結(jié)構(gòu)形式：1、三廂車采用行李廂式

2、兩廂車采用后背門形式

■后背門

1、后背門模態(tài)分析，一階模態(tài)﹥20HZ2、后背門表面抗凹性分析，一般加400N的力最大位移小于10㎜，殘余位移小于0.5㎜3、后背門門下垂及耐久分析，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值國(guó)外、國(guó)內(nèi)最大變量<10mm;國(guó)內(nèi)最大殘余變量<1mm、國(guó)外最大殘余變量<0.5mm■車身鈑金件材料1.冷軋鋼板：（1）普通冷軋板寶鋼現(xiàn)用的DC系列（DC01、DC03、DC04、DC06等）是沿用德系的牌號(hào)，相當(dāng)于老標(biāo)準(zhǔn)的ST12，ST13，ST14，ST16。（2）加磷高強(qiáng)度鋼板一般的，強(qiáng)化鋼板的元素主要有C、Mn、Ti、Nb、Al等，有害的元素主要是P和S。實(shí)際上P的強(qiáng)化作用非常明顯，僅次于C，但是數(shù)量要達(dá)到0.04％以上才能使強(qiáng)化作用超過(guò)有害的部分，體現(xiàn)出強(qiáng)化作用。加磷鋼正是基于這種原理制造的。主要有B170P1, B210P1, B250P1, B180P2(BP340), B220P2(BP380) 。（3）烘烤硬化鋼BH鋼烘烤硬化鋼是為提高鋼板的抗凹性、抗劃痕性和表面質(zhì)量而開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)度鋼板。常將其用于表面覆蓋件，如門外板，頂蓋等。（4）雙相鋼在C，Mn鋼中，成品以快速冷卻方式冷卻到Ms點(diǎn)，得到鐵素體＋馬氏體組織，馬氏體量為5～20％，馬氏體量越高，鋼板強(qiáng)度越高。B240/390DP，B280/440DP，B340/590DP和B400/780DP。雙向鋼一般用于成形要求嚴(yán)格并具有高強(qiáng)度，高碰撞吸收能的汽車零件，如：車輪，保險(xiǎn)杠，懸掛系統(tǒng)和加強(qiáng)件等。（5）鍍鋅板鍍鋅板的主要作用就是有一定的防腐性能，但由于表面的鋅層，會(huì)給沖壓和焊接帶來(lái)一定的困難，有基體相當(dāng)于St16的DC54D+Z(St06Z)，相當(dāng)于St12的DC51D+Z(St01Z)。鍍鋅鋼板生產(chǎn)的汽車的腐蝕率、故障率僅為普通鋼板生產(chǎn)汽車故障率的1/3，隨著汽車使用期的延長(zhǎng)更加明顯。

■車身輕量化輕量化意義汽車每減重100kg，油耗降低8%～10%，大約是百公里節(jié)約0.2～0.3L，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。輕量化途徑(1) 新材料的應(yīng)用：高強(qiáng)度板的應(yīng)用、輕金屬（鋁、鎂合金）的應(yīng)用、塑料材料的應(yīng)用(2) 新工藝的應(yīng)用：激光拼焊板、熱壓成型技術(shù)、液壓成型技術(shù)(3) 基于模態(tài)剛度的厚度優(yōu)化