第三章汽车车身设计开发技术与方法
3.1汽车车身设计开发流程与方法学
3.1.1车身设计开发主要工作内容及流程(程序)
1）车身总布置设计及安全法规计算校核(或三维数字虚拟样机Archetype)
2）造型设计
3）三维曲面和造型面设计
4）1：5或1：4 模型及1：1外模型制作或数控加工(或三维数字模型)
5）1：1内模型(或三维数字模型)
6）发动机舱三维数字模型
7）地板三维数字模型
8）测量与曲面光顺
9）白车身结构详细设计(BIW)
(9.1)1：1外模型光顺后数据分块
(9.2) 车身设计断面的定义与尺寸确定
(9.3) 密封结构确定与密封件选择
(9.4) 确定分块线
(9.5) 与车身有关的设计硬点的确定
(9.6) 左右侧围设计(A, B, C, D柱设计, 前后翼子板设计)
(9.7) 顶盖设计(外板, 横梁与纵边梁设计) (9.8) 发动机前围板设计
(9.9) A柱下段设计
(9.10) 发动机舱与前轮包设计
(9.11) 前后灯具设计
(9.12) 格栅设计
(9.13) 前围板设计
(9.14) 前保险杠设计
(9.15) 地板总成设计(前中后)
(9.16) 后门总成设计
(9.17) 前门总成设计
(9.18) 尾门总成设计
(9.19) 前发动机罩设计
(9.20)前风当总成设计
10）内饰、外饰设计
11）先行车, 螺钉车或概念车的(Prototype)试制，第二轮试验样车（定型车）试制
12）碰撞与结构分析及结构优化设计
13）成型过程仿真
14) 模具与工艺工装设计
如图3.1.1为车身详细设计阶段面向对象的产品模型(OPM)并行设计流程图
OM2 OM2 OM2 OM2 OM2 OM2T21: CAD T22: DF A可装配设计
T23: CAE T24: 评审
T25: DFM 可制造设计T26: CS 碰撞仿真IM21: 输入产品模型，请求详细设计
OM21: 向下游预发布零部件信息
OM22: 输出DF A结果
OM23: 输出CAE结果
OM24: 输出同意或修改概要设计建议
OM25: 输出DFM结果输出
OM26: CS结果
图3.1.1 汽车车身并行详细设计OPM模型
31 32 33 34 35 T 31: CAPP T 32: CAFD 机算机辅助工装卡具设计(CA FIT DE SIGN) T 33: CAM T 34: MPS(制造过程仿真) T 35: 评审 IM 31: 请求加工过程设计 OM 31: 输出CAPP 结果 OM 33: 输出 CAFD 结果 OM 33: 输出CAM 结果 OM 34: 输出MPS
结果 OM 35: 输出同意或修改详细设计建议 图3.1.2 汽车产品开发试制与加工过程设计OPM 模型 g 1: 请求详细设计(结构) g 2: 预发布零部件消息，请求试制或加工过程设计 g 3: 请求修改概念设计(造型设计) g 4: 请求修改详细设计(结构设计)
图3.1.3 汽车车身并行开发过程OPM 模型
图3.1.4 车型数字化设计过程
3.1.2 车身结构设计方法学
1 1995年后的先进的车身设计技术与方法
1995年后车身设计技术发展与市场需求体
现在如下几个方面:
图3.1.5 虚拟产品开发描述
图3.1.6 白车身设计过程描述
图3.1.7 并行设计与开发周期降低
图3.1.8 全数字化设计方法
图3.1.9 确定设计结构方案
图3.1.10 产品设计及工艺设计集成
计方法
图3.1.12 参数化结构断面设计
图3.1.13 全相关参数化的车身开发全过程
2 数字化车身结构设计方法学
(1)设计硬点设计区的设计方法
复杂的结构实际上是众多简单的设计的叠加组合(复杂设计简单化)
任何复杂的车身结构设计与设计结果都是由如下两个方面决定: (a) 满足诸多设计硬点的特征结构设计(HARDPOINT DESIGN AREA), 例如, 造型面硬点, 与车身有关的零部件装配孔面及结构等设计硬点, 选定的设计断面结构, 造型分界线硬点, 造型形状形成的设计断面引导线
硬点, 车身零件间的焊接装配面, 零件的分块
线硬点. (b) 自由设计区设计(FREE DESIGN AREA), 即在满足设计硬点基础上, 进行的自由设计区, 一般非设计硬点的设计区域都属于自由设计区, 自由设计区不同的设计人员会得到不同的设计结果, 这也是自由设计区自由的特点, 但这不等于自由设计区可以胡乱设计, 应遵循如下一些设计原则, 以便才能使设计结构更合理, 水平更高.
因此车身设计过程与方法应满足如下公式:
车身结构设计特征(BSDF)=自由设计区自由设计特征(FDF)+断面设计硬点决定的设计特征(SDHF)+造型设计硬点决定的特征(IDHF)+造型决定的断面引导主轴线(一个零件多个断面几何中心连线)特征(ISSF)+其他附件或COPY件等确定的设计硬点特征(CDHF)+零件分块线与焊接边界线等的设计硬点特征(BDHF)
即为:
BSDF=FDF+SDHF+IDHF+ISSF+CDHF+BDHF
车身零件结构的设计过程或设计建模(BSDP or BSDM)=用三维CAD软件完成车身结构设计特征的过程或结果(BSDFP or BSDFM)
即为:BSDP=BSDFP
BSDM=BSDFM
车身设计建模(BDM)=完成所有车身零件的设计建模与装配设计建模的总称(TOL_BSDM) 即为:BDM=TOL_BSDM
全数字化车身设计开发(BDD)=采用三维CAD 软件完成全部车身设计建模, 并采用CAD/CAE/CAM一体化技术完成车身设计,结构优化及制造(或制造模具)的全过程(3D_CAD/CAE/CAM_BDM).
即为:BDD=3D_CAD/CAE/CAM_BDM
(2) 自由设计区的设计方法与设计原则
a 自由设计区的设计方法
(a) 先用三维CAD软件将设计硬点确定的结构与特征连接成一体, 成为一个粗的异型大面, 中间可以用一些平面与设计硬点面的相交获得连接线或倒角线.
(b) 对设计硬点之间形成的设计区域-自由设计区每一个进行分析, 强度和刚度一般性要求的部位一般小于50*50mm的面积区域, 可以不加特征结构(加强筋, 加强沉孔(如果没有密封要
求), 折边, 卷边等特征结构建模), 但要在边界上导角. 大于50*50的区域一般要加特征以便加强结构并导角,较大的区域不留任何空地, 以便使刚度最大, 材料最省.
a 自由设计区的设计准则
(a) 最大刚度原则- 自由设计区必须尽力获得最大刚度的设计原则, 因此, 要加加强筋和加强沉孔, 以便获得高水平的设计结构.
(b) 最轻量化原则- 设计结构要确保满足刚度要求的基础上使材料最省的原则, 尽可能使结构设计可以使料厚簿一些, 没有密封要求的结构可以用沉孔以便轻量化与刚度最大化的双嬴, 等要充分考虑结构形式和结构方案.
(c) 最大园角原则-自由设计区, 一般都是内部结构区域, 不在外观缝隙线条区域. 因此, 为了提高冲压工艺性, 减少制造成本, 应尽可能设计较大的设计过渡园角. 但不能影响设计硬点结构. 在在外观区域应尽可能最小园角原则,最小值为料厚
(d) 特征结构最大斜度原则- 筋槽设计的立面尽可能采用较大的斜度. 以便获得较好的制造
工艺性, 防止冲压裂纹和褶皱.
(e) 最符合工艺性原则-从设计结构上和面的光顺程度上尽可能获得好的制造工艺性, 如材料流动均匀性与制造可能性.
(f) 创新与多样化设计原则-自由自由就意味着允许多样化, 也就是创新原则.
(g) 最复杂化原则, 因为模具加工不会增加
制造成本, 只会降低成本(如材料轻, 成本低了).
(h) 满足CAE/OPTIMIZATION结构优化分
析设计要求.
《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。
《汽车车身结构与设计》教学大纲 课程名称：汽车车身结构与设计 课程代号：01337090 学时数：32 学分数：2 适用专业：车辆工程 一、本课程的地位、任务和作用 本课程为车辆工程专业方向课，是学生走向汽车企业或科研院所应掌握的一门课程。本课程的目的与任务是让学生学习和掌握汽车车身的基本组成与结构，车身的设计方法，包括：汽车车身的结构形式、车身的布置方法、汽车造型的工艺美学、汽车空气动力学、车身空间曲梁的绘制、车身有限元计算等。通过本课程的学习，可以为后继其他专业课程的学习及汽车车身设计打下基础。 二、本课程的相关课程 本课程的前续课程为：汽车构造、汽车理论、汽车设计等。 三、本课程的基本内容及要求： 第一章车身绪论 车身设计的任务、领域：《汽车车身结构与设计》研究的目的、意义、国内发展的状况、研究的主要内容和方法。 本章要求了解车身设计的任务、领域，研究的主要内容。 第二章车身设计方法 车身设计方法有传统设计方法和现代设计方法，现代设计方法是在传统设计方法的基础上增加了计算机辅助技术。 本章要求了解各种车身造型的设计方法，同时，本章要求学生完成大作业：采用传统手绘，或利用PHOTOSHOP、3D MAX等绘图软件设计车身彩色效果图。 第三章车身总布置设计 车身总布置设计是车身设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。 车身总布置设计内容：轿车、客车和货车车身总布置设计的内容，结合人机工程学对车身进行布置，以及车身布置的技术要求。 本章要求了解车身布置的技术要求及各种车型的车身总布置设计。 第四章人机工程学在车身设计中的应用 人机工程学在车身设计中的应用研究已有多项研究成果，主要解决车身设计如何适应人体特点，提高人机系统工作效率。
汽车车身设计课程设计 课程设计题目 电动游览车车身设计 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 学院： 学校： 日期：
目录 1.摘要 (3) 2.设计任务书 (4) 3.方案分析及选择 (5) 4.设计步骤 (6) 4.1车身主要尺寸的分确定和基本外轮廓的草图设计 (6) 4.2车身轮廓的细节处理 (13) 4.3.对车身进行着色处理 (19) 4.4车身的整体效果图 (20) 5.设计心得 (21) 6.参考文献 (22)
1.摘要 车身是汽车的三大总成之一，其生存周期约为底盘的三分之一。车身的更新速度较快，因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。目前，计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段，尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。 通过本次课程设计了解汽车车身造型设计的程序，理解汽车车身造型设计的基本原理和方法，掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学和人机工学的一般知识。同时培养动手操作能力和分析能力，为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。课程设计中，本人的任务是根据观光车车身的布置特点，完成车内布置及三维造型。通过查找现有车型的参数及座位的布置，利用CA TIA画出车内布置的三维图中，并进行相应的渲染。达到设计一款外形流畅美观，具备实用性的电动游览车。 关键词:车身造型，美学，空气动力学，CA TIA，电动观光车
2.设计任务书 学年学期： 专业班级： 指导教师： 设计时间：15-17周 学时周数：3周 一、设计目的 通过本次课程设计使学生了解汽车车身造型设计的程序，理解汽车车身造型设计的基本原理和方法，掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学以及人机工程学的一般知识。同时培养学生的动手能力和分析能力，为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。 二、设计任务及要求 根据一下车身尺寸参数完成电动观光车车身造型设计任务，达到以下要求： 车体宽度小于2m 车体高度小于2m 可供月15到18人乘坐 最高时速40KM 允许坡度15°
《汽车车身结构与设计》习题与解答 第一章车身概论 1、汽车的三大总成是什么？ 答：底盘、发动机、车身。 2、简述车身在汽车中的重要性。 答：整车生产能力的发展取决与车身的生产能力，汽车的更新换代在很大程度上也决定与车身，我们所看到的汽车概念大多指车身概念，汽车的改型或改装主要依赖于车身。 3、车身有什么特点？ 答：a：汽车车身是运载乘客或货物的活动建筑物，由于其在运动中载人、载物的特殊性，所以汽车车身的设计与制造需要综合运用空气动力、空气调节、结构设计、造型艺术、机械制造、仪器仪表、复合材料、电子电器、防音隔振、装饰装潢、人体工程等不同领域的知识。 b：自1885年德国人卡尔·弗里德里希·本茨研制出世界上第一辆马车式三轮汽车，并成立了世界上第一家汽车制造公司——奔驰汽车公司以来，汽车车身的造型随着时代的推移和科技的进步经历了19世纪末20世纪初的马车车厢形车身；20世纪20、30年代的薄板冲压焊接箱形车身；第二次世界大战后50、60年代冷冲压技术生产的体现流线型、挺拔大方的车身。而到了20世纪70、80年代现代汽车的各种车身造型已初具雏形，新材料、新工艺的使用更使得汽车车身的设计制造得到了飞速发展。 4、简介车身材料。 答：现代汽车车身使用的材料品种很多，除金属（主要是高强度钢板）和轻合金（主要是铝合金）以外，还大量使用各种非金属材料如：塑料、橡胶、玻璃、木材、油漆、纺织品、皮革、复合材料等。随着汽车车身制造技术的发展，为了轻量化以及提高安全性、舒适性，非金属材料、复合材料在汽车车身的加工制造中得到日益广泛的应用。 5、车身主要包括哪些部分？ 答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。车身结构件和覆盖件焊（铆）接在一起即成为车身总成，该总成必须保证车身的强度与刚度，它可划分为地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、门立柱和仪表板总成。车身前板制件一般是指车头部分的零部件，包括水箱框架和前脸、前翼子板、挡泥板、发动机罩以及各种加强板、固定件。6、车身有哪些承载形式？ 答：车身按照承载形式的不同，可以分为非承载式、半承载式、承载式三大类。
整车线束设计开发流程 本设计指南制定了公司乘用车一般整车线束设计开发流程 1.1 该系统综述 汽车整车线束，就是将汽车的电源和各用电器按照它们各自的工作原理特性及相互间的在联系，用导线连接起来所构成的一个整体。汽车整车线束由于各车型的结构型式，电器设备的数量，安装位置、接线方法不同而有差异，但有基本的规定 A、单线制 B、各用电器并联 C、有保险装置以保护线路 D、采用单色或双色导线、多色线 1.2 适用围 本指南适用于公司整车线束的开发。 1.3 系统基本组成 整车线束是分布在车体，根据它所处位置的不同可分成各种线束。 线束的基本组成主要由导线、插接器、胶带、波纹管、固定卡、电器盒和固定支架等组成，如下图： 左后组合尾灯 接地 2.设计构想
2.1 设计原则 1、完整正确地体现整车电器系统的功能 2、根据车型的需要设计成整体或分组分段的电线束 3、根据汽车电线束所处的工作环境及在汽车的空间布置合理选择保护层和固定方式 4、选择线束部的电线时要针对用电设备的负载合理选择电线截面积和颜色 5、在设计过程中尽量减少连接点和过渡接头以提高线束质量、改善制造工艺 6、为降低电线电阻和降低电线成本，设计时应避免重复布线，使线的长度最短 7、对汽车上一些电器信号应增加防干扰措施 2.1.1功能要求 1、满足整车装配要求和布置要求 2、为用电器提供电源和搭铁 3、同汽车上某些开关及继电器结合起来实现对电器设备的功能控制 4、把某些传感器和开关信号输送给汽车上的相应控制单元，并把控制单元的控制信 号传递给相应的执行机构 5、电器部的通讯(如CAN—BUS) 2.1.2 顾客要求 1、线束走向整洁、合理，安装牢固 2、方便维修 3、价格低，使用寿命长 4、标识清楚 2.1.3 性能要求 使用寿命：用户正常使用不得少于50万公里或10年（以先到为限） 连接可靠性：线束与线束之间、线束与用电器之间的连接可靠，满足Q/YYY.04.030中所规定 工作温度：在-40℃~130℃中的不同温度能正常工作,高低温实验后，线束包扎紧密不松散，可弯曲，端子无退位。 工作环境：耐油、防尘、防腐蚀、防水，线束经耐油实验(耐机油、汽油、玻璃清洗剂)
本科课程论文 题目汽车轻量化技术及实现途径课程汽车设计 专业机械制造及其自动化 班级2012级1班 学号 姓名 联系方式 2015年6月26日
目录 摘要： (3) 1.前言 (3) 2.轻量化技术及其发展现状 (3) 3.实现汽车轻量化的主要途径 (4) 3.1合理的结构设计 (4) 3.2使用新型材料 (5) 3.2.1有色合金材料 (6) 3.2.2高强度钢 (7) 3.2.3塑料和复合材料 (7) 3.2.4其他轻量化材料 (8) 4.汽车轻量化发展面临的问题 (8) 5.结论 (9) 参考文献 (9)
汽车轻量化设计技术 *** 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要：本文简要介绍了目前汽车轻量化技术的发展状况,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用,阐述了汽车轻量化的实施途径。 关键词：汽车轻量化发展 1.前言 有关研究数据表明, 若汽车整车质量降低10%, 燃油效率可提高6% ~ 8% ; 若滚动阻力减少10%, 燃油效率可提高3% ; 若车桥、变速器等机构的传动效率提高10% , 燃油效率可提高7%。由此可见, 伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30% , 空载情况下, 约70% 的油耗用在车身质量上, 因此车身的轻量化对减轻汽车自重, 提高整车燃料经济性至关重要。同时, 轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻,整个车身会更加稳定; 轻量化材料对冲撞能量的吸收, 又可以有效提高碰撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。 2.轻量化技术及其发展现状 汽车轻量化的技术内涵是:采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计,或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下,尽可能降低汽车产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。 然而,汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。首先应保持汽车原有的性能不受影响,既要有目标地减轻汽车自身的重量,又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性,同时汽车本身的造价不被提高,以免给客户造成经济上的压力。 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与材料密切相关;另一方面,优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途
一、填空（25分） 1、汽车的主要部件由（）、（）、（）、（）四部分组成。 2、单排座汽车的总质量＝（）。 3、汽车模型雕塑是（）中一个必不可少的环节。 4、汽车车身形式按车身壳体受力情况可分为（）、（）、（）三种。 5、汽车车身形式按驾驶室发动机的相对位置可分为（）、（）、（）、（）四种。 6、车架的结构形式归纳起来主要有（）、（）、（）三种。 7、汽车门锁按其结构形式分为（）式、（）式和（）式。 8、升力在汽车行驶方向的分力为（）。 9、零件图的尺寸标注应满足（）、（）、（）等基本要求。 10.空气阻力有（）、（）、（）、（）、（）五种。 四、简答题（20分） 1、说明车身的作用。 2、说明承载式车身的特点。 3、说出车身结构主要包括哪些部件。 4、说明非承载式车身的特点。 填空 1.发动机、底盘、车身、电气部件 2.整备质量＋允许最大载重量＋驾驶员及随员质量 3.汽车外形设计 4.承载式、半承载式、非承载式 5.长头式、短头式、平头式、偏置式 6.框式、脊背式、综合式 7.舌簧、转子和钩簧 8.诱导阻力 9.清晰、完整、合理 10.形状阻力、诱导阻力、摩擦阻力、干涉阻力、内部阻力 简答题 1.答：车身的主要作用是保证驾驶员便于操纵以及为他和乘客提供安全舒适的乘坐环境，隔绝振动和噪音，不受恶劣气候的影响。 2.答：汽车没有车架，用车身完全代替车架承受全部载荷，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基础。 3.答：主要包括车身壳体、车门、车前钣件、车窗等，货车和专用车还包括车厢。 4.答：汽车有单独的车架，车身与车架通过弹簧或橡胶垫作柔性连接。 一、填空（25分） 1.汽车车身形式按驾驶室发动机的相对位置可分为（）、（）、（）、（）四种。 2. 空气阻力有（）、（）、（）、（）、（）五种。 3. 零件图的尺寸标注应满足（）、（）、（）等基本要求。 4.汽车车身形式按车身壳体受力情况可分为（）、（）、（）三种。 5. 汽车的主要部件由（）、（）、（）、（）四部分组成。 6.车架的结构形式归纳起来主要有（）、（）、（）三种。 7.汽车门锁按其结构形式分为（）式、（）式和（）式。 8.升力在汽车行驶方向的分力为（）。 9. 汽车模型雕塑是（）中一个必不可少的环节。 10. 单排座汽车的总质量＝（）。 四、简答题（20分）
汽车整车开发流程
目录 一、方案策划阶段 (1) 二、概念设计阶段 (1) 1．总体布置草图 (2) 2．造型设计 (2) 三、工程设计阶段 (9) 1.总布置设计 (10) 2．车身造型数据生成 (10) 3．发动机工程设计 (12) 4．白车身工程设计 (12) 5．底盘工程设计 (12) 6．内外饰工程设计 (14) 7．电器工程设计 (14) 四、样车试验阶段 (14) 五、投产启动阶段 (18) 六、国内自主品牌 (18)
本文主要向大家介绍汽车研发中的核心流程，也就是专业的汽车设计开发流程，这一流程的起点为项目立项，终点为量产启动，主要包括5个阶段： 一、方案策划阶段 一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，投资风险非常大，如果不经过周密调查研究与论证，就草率上马新项目，轻则会造成产品先天不足，投产后问题成堆；重则造成产品不符合消费者需求，没有市场竞争力。因此市场调研和项目可行性分析就成为了新项目至关重要的部分。通过市场调研对相关的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析，可以了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费要求的变化，确定顾客对新的汽车产品是否有需求，或者是否有潜在的需求等待开发，然后根据调研数据进行分析研究，总结出科学可靠的市场调研报告，为企业决策者的新车型研发项目计划，提供科学合理的参考与建议。 汽车市场调研包括市场细分、目标市场选择、产品定位等几个方面。项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的，根据市场调研报告生成项目建议书，进一步明确汽车形式（也就是车型确定是微型车还是中高级车）以及市场目标。可行性分析包括外部的政策法规分析、以及内部的自身资源和研发能力的分析，包括设计、工艺、生产以及成本等方面的内容。在完成可行性分析后，就可以对新车型的设计目标进行初步的设定，设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。 将初步设定的要求发放给相应的设计部门，各部门确认各个总成部件要求的可行性以后，确认项目设计目标，编制最初版本的产品技术描述说明书，将新车型的一些重要参数和使用性能确定下来。在方案策划阶段还有确定新车型是否开发相应的变形车，确定变形车的形式以及种类。项目策划阶段的最终成果是一份符合市场要求，开发可行性能够保证得到研发各个部门确认的新车型设计目标大纲。该大纲明确了新车型的形式、功能以及技术特点，描述了产品车型的最终定位，是后续研发各个过程的依据和要求，是一份指导性文件。 二、概念设计阶段 概念设计阶段开始后就要制定详细的研发计划，确定各个设计阶段的时间节点；评估研发工作量，合理分配工作任务；进行成本预算，及时控制开发成本；制作零部件清单表
汽车车体焊接夹具设计基础 一、概念 汽车车体（BODY）大约由1000件以上的部件构成，大部分为铁皮。这些铁皮大多以点焊的方式结合在一起。焊接和时候必须把每个部件固定在规定的位置，这种有定位功能紧固功能的工具就叫夹具（JIG，治具）。制造车体的专用夹具叫车体夹具（车体设备）。 二、分类 动力源：手动夹具、气动夹具、电动夹具； 用途：通用夹具、专用夹具、组合夹具； 构造：固定式夹具、移动式夹具、悬挂式夹具； 设备：夹具、电焊机械、机器人、专用生产钱。 三、功能 A：精确定位； B：夹紧； C：引导； D：使用便捷； E：改善工作条件，降低产品成品。 四、设计流程 工件数模处理（WORK 预处理）→根据仕样书检讨定位夹紧位置→GUN插入→设计（2D、3D）→客户承认（相应出现的仕样变更和修改）→出图（2D）→提出购入品→精度表、回路图、节拍图 五、番线的作用 番线就是空间位置的号码线。 车身基准坐标（0线）是前车轴中心以及车宽的中心线。 下面主要介绍日本三大车系的番线表示方法： 丰田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用RH/LH指示）； 本田：左右都是用正数表示（当左右有差异的时候，仕样书上用BR/BL指示）； 日产：车前进方向左侧用正数，右侧用负数。
六、夹具设计 车体夹具的定位原理：六点定 任何物体在在空间都有六个自由度。车体工件定位是用夹具将工件置于正确位置，也就是消除要件相对于夹具的六个自由度；定位方法一般用点、线、面的接触来实现。 我们常用的定位基本元件有： A、托块和压块； B、LOCATOR PIN（销）； C、V 槽和导向挡块。 1、常规夹具的部品名称；
汽车车身设计基础知识 车门、车窗及其附件和密封 车门是车身上重要部件之一。按其开启方式可分为顺开式、逆开式、水平移动式、上掀式和折叠式等几种。顺开式车门即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故被广泛采用。逆开式车门在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而用得较少，一般只是为了改善上下车方便性及适于迎宾礼仪需要的情况下才采用。水平移动式车门的优点是车身侧壁与障碍物距离较小的情况下仍能全部开启。上掀式车门广泛用作轿车及轻型客车的后门，也应用于低矮的汽车。折叠式车门则广泛应用于大、中型客车上。在有些大型客车上，还备有加速乘客撤离事故现场以及便于救援人员进入的安全门。轿车、货车驾驶室的车门以及客车驾驶员出入的车门通常由门外钣、门内钣、窗框(有的车上还装有三角窗)等组成。门内钣是各种附件的安装基体。在其上装有：门铰链、升降玻璃及其导轨、玻璃升降器、门锁、车门开度限位器等附件。有的轿车门内还布置有暖气通风管道和立体声收放音机的扬声器等等。车门借铰链安装在车身壳体上。在汽车行驶时，车身壳体将产生反复扭转变形。为避免在此情况下车门与门框摩擦产生噪声，车门与门框之间留有较大的间隙，靠橡胶密封条将间隙密封。汽车的前、后窗通常采用有利于视野而又美观的曲面玻璃，借橡胶密封条嵌在窗框上或用专门的粘合剂粘贴在窗框上。为便于自然通风，汽
车的侧窗玻璃通常可上、下或前、后移动。在玻璃与导轨之间装有呢绒或植绒橡胶等材料的密封槽。某些汽车的侧窗还采用有利于汽车布置的圆柱面玻璃。侧窗玻璃采用茶色或降热层可使室内保温并具有安闲宁静的舒适感。具有完善的冷气、暖气、通风及空调设备的高级客车常常将侧窗玻璃设计成不可移动的，以提高车身的密封性。 汽车车身造型的演变 从19世纪末到20世纪初期，汽车设计师把主要精力都用在了汽车的机械工程学的发展和 革新上。到了20世纪前半期，汽车的基本构造已经全部发明出来后，汽车设计者们开始着手从汽车外部造型上进行改进，并相继引入了空气动力学、流体力学、人体工.程学以及工业造型设计(工业美学)等概念，力求让汽车能够从外形上满足各种年龄、各种阶层，甚至各种文化背景的人的不同需求，使汽车成为真正的科学与艺术相结合的最佳表现形象，最终达到最完善的境界。 汽车造型师们把汽车装扮成人类的肌体。例如：汽车的眼睛--前照灯；嘴——进风口；肺--空气滤清器；血管——油路；神经一电路；心脏一发动机；胃--油箱；脚——轮胎；肌肉--机械部分。力图将一个冷冰冰的机械注入以生命，使之具有非凡的艺术魅力，给人以美感。汽车车身形式在发展过程中主要经历了马车型汽车、箱型汽车、甲壳虫型汽车、船型汽车、鱼
汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，汽车线束变得越来越复杂，但车身给予线束的空间却越来越小。因此，如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注的焦点，而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造，和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。根据几年来从事线束设计和制造的经验，谈谈线束的一般设计流程和设计原则。 一、整车电路设计 （一）电源分配设计 汽车的供电系统设计是否合理，直接关系到汽车电器件的正常工作与否和全车的安全性，因此世界各国的汽车线束设计出发点基本都是以安全为主。整车电气系统基本上由3个部分组成。 蓄电池直接供电系统（一般称常电或30电）。这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重要件，主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的加以控制，确保这些件即使汽车发动不起来也能短暂正常工作，以方便到站点维修等。如：发动机ECU及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作电源、ABS控制器的电源、诊断接口电源等。 点火开关控制的供电系统（一般称为IG档或巧电）。这部分电器件基本上是在发动机工作运转的情况下才使用，取自发电机的电源，避免了为蓄电池充电时争电源的可能性。如：仪表电源、制动灯电源、安全气囊电源等。 发动机起动时卸掉负载的电源（一般称为ACC电源）。这部分电器件一般所带的负载较大，且在汽车起动时不必工作。一般有点烟器电源、空调电源、收放机电源、刮水器电源等。（二）线路保护设计 线路保护就是要对导线加以保护，兼顾对回路电器件的保护。保护装置主要有熔断器、断路顺和易熔线。 1．熔断器的选取原则 发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大，另外，易受其他用电设备千扰的电器件必须单设熔断器。 发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯、喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大，但该类电负荷对相互间的干扰并不敏感。因此，这类电负荷可以根据情况相互组合，共同使用一个熔断器。 对于为增加舒适性而设置的普通电器件类的电负荷可以根据情况相互组合，共同使用一个熔断器。 熔断器分快熔式和慢熔式。快熔式熔断器的主要部件是细锡线，其中片式熔断器结构简单、可靠性和耐振好、易检测，所以被广泛采用；慢熔式熔断器实际上是锡合金片，这种结构的熔断器一般串接到感性负载的电路中，如电机电路。 电阻型的负载与电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器。 一般根据电器件的最大连续工作电流计算并确定熔断器容量，可按经验公式：熔断器额定容量＝电路最大工作电流÷80%（或70%）。 2．断路器 断路器最大的特点是可恢复性，但其成本较高，使用较少。断路器一般都是热敏机械装置，它利用两种金属的不同热变形，使触点开闭或自行接通。新型的断路器，使用PTC固体材料作为过流保护元件，它是一种正温度系数的电阻，根据电流或温度的高低断开或接通。这种保护元件的最大优势是当故障排除后能自动接通，不需人工调节和拆换。 3．易熔线 易熔线的特点是当线路通过极大的过载电流时，易熔线能在一定的时间内（一般≤5s）熔断，从而切断电源，防止产生恶性事故。易熔线也是由导体和绝缘层构成，绝缘层一般为氯磺化聚乙烯材料，因为绝缘层较厚，所以看。起来比同规格的导线粗。 易熔线一般接在蓄电池直接引出的电路中。易熔线的常用的公称截面有0.3mm2、0.5mm2、0.75mm2、1.0mm2、1.5mm2，甚至还有8mm2等更大截面的易熔线。易熔线的导线线段长度分为（50±5）mm、（100±10）mm、（150±15）mm3种。 易熔线应有明显的标志，当其熔断后，其标志仍应存在以便于更换。易熔线的熔断特性如表1所示。
一、市场调研阶段 一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，如果不经过很细致的市场调研可能就会“打水漂”了；现在国内有专门的市场调研公司，汽车公司会委托他们对国内消费者的需求、喜好、习惯等做出调研，明确车型形式和市场目标，即价格策略，很多车型的失败都是因为市场调研没有做好。譬如：当年雪铁龙固执的在中国推广两厢车，而忽视了国人对“三厢”的情有独钟，致使两厢车进入中国市场太早，失去了占领市场的机会。 二、概念设计阶段 概念设计主要分三个阶段：总体布置、造型设计、制作油泥模型。 1．总体布置（草图） 总布设计是汽车的总体设计方案，包括：车厢及驾驶室的布置，发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调装置的布置。 2．造型设计（手绘草图） 在进行了总体布置草图设计以后，就可以在其确定的基本尺寸的上进行造型设计了。包括外形和内饰设计两部分。设计草图是设计师快速捕捉创意灵感的最好方法，最初的设计草图都比较简单，它也许只有几根线条，但是能够勾勒出设计造型的神韵，设计师通过大量的设计草图来尽可能多的提出新的创意。这 个车到底是简洁、还是稳重、是复古、还是动感都是在此确定的。 当然，如果是逆向设计，则就不需要这个过程了，把别人的车型直接进行点阵扫描，然后在计算机中进行造型勾画就行了。 3. 制作油泥模型 随着计算机的应用，草图绘制完成后，可以用使用各种绘图软件制作三维电脑数据模型（这种模型能够直接将数据输入5轴铣削机，铣削出油泥模型），看到更加清晰的设计表现效果，然后进行1：5的油泥模型制作。 完成小比例油泥模型制作后，进行评审，综合考虑各种因素：美学、工艺、结构等，OK后进行1:1的油泥模型制作。 传统的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出来的，这种方法费时费力而且模型质量不能得到很好的保证，制作一个整车模型大约要花上3个月左右的时间，现在随着技术的进步，各大汽车厂家的全尺寸整车模型基本上都是由5轴铣削机铣削出来的，这种方法制作一个模型只需要1个月甚至更少的时间。
一、概念题（每题6分，共30分） 1.离合器后备系数 答：离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比。 2.差速器锁紧系数 答：差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比 3.比摩擦力 答：比摩擦力，即衬片（块）单位摩擦面积的制动器摩擦力 4.转向器的正效率 答：功率从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率 5.悬架的动挠度 答：指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或1/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。 二、问答题（每题10分，共70分） 1、变速器齿轮模数选取的一般原则是什么？ 答：选用模数的原则：在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声，所以为了减少噪声应合理减小模数，同时增加吃宽；为了使质量小些，应该增加模数，同时减小齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数，而从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数；减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应该选得小些；对货车，减少质量比减少噪声更重要，故齿轮应该选用大些的模数；变速器低档齿轮应选用大些的模数，其他挡位选用另一种模数。少数情况下，汽车变速器各档齿轮均选用相同的模数。 2、钢板弹簧长度L的选取与哪些因素有关？ 答：增加钢板弹簧长度L能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车行驶平顺性；在垂直刚度给的条件下，又能明显增加钢板弹簧上的纵向角刚度，减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；但会在汽车布置时产生困难。 3、双轴汽车的双回路制动系统有哪几种分路形式？其结构特点如何？ 答：（1）一轴对一轴II型；（2）交叉X型；（3）一轴半对半轴HI型；（4）半轴一轮对半轴一轮LL型；（5）双半轴对双半轴HH型。特点：II型管路布置较为简单，成本低。X型的结构也很简单，直行制动时任一回路失效，剩余的总制动力都能保持正常值的一半，但是一旦某一管路损坏造成制动力不对称，此时前轮将朝制动力大的一边绕主销转动，使汽车丧失稳定性。HI、HH、LL型结构都比较复杂，LL型和HH型在任一回路失效时，前、后制动力比值与正常情况下相同，剩余总制动力可达到正常值的一半左右，HI型单用一轴半回路时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，紧急制动时后轮很容易先抱死。 4、与中间轴式变速器比较，两轴式变速器的优缺点是什么？ 答：两轴式：优点：轴和轴承数少，结构简单，轮廓尺寸小，容易布置；中间挡位传动效率高，噪声低。 缺点：不能设置直接挡，高挡工作噪声大，易损坏；受结构限制，一挡速比不可能设计的很大。 中间轴式：优点：使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，传动效率高，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少；提高了变速器的使用寿命；一挡有较大的传动比。 缺点：在除直接挡外的其他挡位工作时，传动效率略有降低。 5、变速器齿轮的压力角应该如何选择？ 答：影响：（1）齿轮压力角小时，重合度较大并降低了轮齿刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于减低噪声；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。（2）螺旋角对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。在齿轮选用
一、名词解释 1、车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计：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。 4、H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：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。 7、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；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：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及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性：汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、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。 12、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密封关系是固定不动的。 13、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。 14、百分位：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。 二、简答 1、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。 2、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？ ①厢型：马车外形的发展②甲虫型：体现空气动力学原理的流线型车身③船型：以人为本，考虑驾乘舒适性④鱼型：集流线型和船型优点于一身⑤楔型：快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些？ 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷；②布置舒适，有良好的操纵性和乘座方便性；③具有良好的车外噪声隔声能力；④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤材料轻质，减小质量； ⑥外形具有低的空气阻力；⑦结构和装置措施必须保护乘员安全；⑧材料来源丰富、成本低，易于制造和装配；⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强；⑩材料具有再使用的效果；⑩制造成本低。 4、车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、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。①车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。②车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件。③部件：前翼子板、车门、发动机罩和行李箱盖。 6、简述车身承载类型的特点及适用车型。 （1）、非承载式（有车架式）：车架作为载体 1>特点：①装有单独的车架；②车身通过多个橡胶垫安装在车架上；③载荷主要由车架来承担。 ④车身在一定程度上仍承受车架引起的载荷。2>适用车型①货车（微型货车除外）②在货车底盘基础上改装成的大客车③专用汽车④大部分高级轿车。 （2）、承载式：去掉车架，由车身直接承载。 1>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。2>适用车型：基础承载式、整体承载式大客车。
汽车线束设计 及线束用原材料 汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，汽车线束变得越来越复杂，但车身给予线束的空间却越来越小。因此，如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注的焦点，而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造，和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。根据几年来从事线束设计和制造的经验，谈谈线束的一般设计流程和设计原则。一、整车电路设计电源分配设计 汽车的供电系统设计是否合理，直接关系到汽车电器件的正常工作与否和全车的安全性，因此世界各国的出发点基本都是以安全为主。整车电气系统基本上3个部分组成。 1、蓄电池直接供电系统。 这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重要件，主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的加以控制，确保这些件即使汽车发动不起来也能短暂正常工作，以方便到站点维修等。如：发动机ECU及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作电源、ABS控制器的电源、诊断接口电源等。 2、点火开关控制的供电系统。这部分电器件基本上
是在发动机工作运转的情况下才使用，取自发电 机的电源，避免了为蓄电池充电时争电源的可能性。如：仪表电源、制动灯电源、安全气囊电源等。 3、发动机起动时卸掉负载的电源。这部分电器件一般所带的负载较大，且在汽车起动时不必工作。一般有点烟器电源、空调电源、收放机电源、刮水器电源等。线路保护设计 线路保护就是要对导线加以保护，兼顾对回路电器件的保护。保护装置主要有熔断器、断路顺和易熔线。 1．熔断器的选取原则 发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大，另外，易受其他用电设备千扰的电器件必须单设熔断器。发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯、喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大，但该类电负荷对相互间的干扰并不敏感。因此，这类电负荷可以根据情况相互组合，共同使用一个熔断器。对于为增加舒适性而设置的普通电器件类的电负荷可以根据情况相互组合，共同使用一个熔断器。熔断器分快熔式和慢熔式。快熔式熔断器的主要部件是细锡线，其中片式熔断器结构简单、可靠性和耐振好、易检测，所以被广泛采用；慢熔式熔断器实际上是锡合金片，这种结构的熔断器一般串接到感性负载的电路中，如电机电路。电阻型的负载与电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器。一般根据
第一章：车身概论 1．车身包括：白车身和附件。 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身，此处主要用来表示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门，但不包括车身附属设备及装饰等。 2．按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三大类。 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原
因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点：①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二章：车身设计方法
《汽车车身结构与设计》1 工学院车辆与交通工程系 二〇一〇年六月 主讲：江发潮第五讲车身造型与空气动力学 《汽车车身结构与设计》 2 《汽车车身结构与设计》3 一、汽车造型设计 1.1 汽车造型设计的特点和要求 汽车造型设计是指汽车总布置和车身总布置基本确 定之后进一步使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程，它包括外形设计和室内造型设计。 汽车造型设计师的工作：参与汽车总布置设计和车 身总布置设计，绘制效果图，塑制模型，将外形形体上的曲线表达在主图板上，制订室内造型和覆饰设计方案，最后协同结构设计师将造型形象体现在具体的车身结构上。 《汽车车身结构与设计》 4 汽车造型设计的特点： 1、独特的综合创作。 2、科学技术与艺术技巧的高度融汇。 3、不仅包含结构性能，工艺等科学技术因素，也包含艺术因素和社会因素，需要加以综合分析，权衡各种因素的作用和影响。 汽车造型设计应满足要求： 1、使汽车具有完美的艺术形象 2、使汽车具有良好的空气动力性能 3、使汽车车身具有良好的工艺性 4、应保证汽车良好的适用性 5、应考虑材料的装饰效果 《汽车车身结构与设计》5 1.2 汽车外形的影响因素 汽车的外形取决于三个因素：形体构成、线形构 成、装饰和色彩构成。 形体构成指汽车的基本形状和整体分块，取决于 汽车总布置和车身总布置。 线形构成指赋予汽车外形覆盖件具体的形状。装饰和色彩构成是指散热器面罩、保险杠、灯 具，车轮装饰罩，标志、浮雕式文字等的造型设计和位置布置以及车身的色彩设计。 《汽车车身结构与设计》 6 汽车仪表及警告指示灯 流行仪表式样是：黑底、白字、红针、蓝灯仪表一般两大两小： 两大：发动机转速表和车速表 两小：水温表和燃油表
汽车车身结构与设计复习题 1.车身设计的特点是什么？车身设计是新车型开发的主要内容。车身造型设计是车身设计的关键环节。人机工程学在车身设计中占有极重要的位置。车身外形应重点体现空气动力学特征。轻量化、安全性和高刚性是车身结构设计的主题。新材料、新工艺的应用不断促进车身设计的发展。市场要素车身设计中选型的前提。车身设计必须遵守有关标准和法规的要求 2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？ 车身设计及制造的数字化 （1）虚拟造型技术(CAS)。 （2）计算机辅助设计(CAD)。 （3）计算机辅助分析(CAE)。 （4）计算机辅助制造(CAM)。 流体分析CFD： 车身静态刚度、强度和疲劳寿命分析： 整车及零部件的模态分析： 汽车安全性及碰撞分析： NHV(Noise Vibration Harshness)分析： 塑性成型模拟技术： （5）虚拟现实技术。 （6）人机工程模拟技术。 新型工程材料的应用及车身的轻量化 更趋向于人性化和空间的有效利用 利用空气动力学理论，使整体形状最佳化 采用连续流畅、圆滑多变的曲面 采用平滑化设计 车身结构的变革： 取消中柱，前后车门改为对开； 车内地板低平化； 四轮尽量地布置在四个角 大客车向轻量化和曲面圆滑方向发展 将货车驾驶室和货箱的造型统一 3.简述常用车身材料的特点和用途。 钢板冷冲压钢板等。 汽车车身制造的主要材料，占总质量的50%。 主要用于外覆盖件和结构件,厚度为0.6-2.0mm。 车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～ 0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相 比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。 铝合金 铝合金具有密度小（ 2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生 等优点。 镁合金