第四章現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)

1、第四章現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)4.2 汽車(chē)車(chē)身材料汽車(chē)車(chē)身材料車(chē)身用材料可分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料三大類(lèi)。車(chē)身用材料可分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料三大類(lèi)。n金屬材料：金屬材料：包括鋼板、鑄鐵等重金屬材料和鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合包括鋼板、鑄鐵等重金屬材料和鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金材料，此外還有泡沫金屬等材料；金材料，此外還有泡沫金屬等材料；n非金屬材料：非金屬材料：包括工程塑料、纖維、樹(shù)脂、玻璃、橡膠和泡沫非金屬包括工程塑料、纖維、樹(shù)脂、玻璃、橡膠和泡沫非金屬材料等。除玻璃外，非金屬材料已占到車(chē)身自重的材料等。除玻璃外，非金屬材料已占到車(chē)身自重的25%左右；左右；n復(fù)合材料：復(fù)合材料

2、：包括玻璃纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬和纖維增強(qiáng)陶瓷等。包括玻璃纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬和纖維增強(qiáng)陶瓷等。車(chē)身外板零件如擋泥板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)頂蓋、保險(xiǎn)杠、行李箱蓋等都是用車(chē)身外板零件如擋泥板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車(chē)頂蓋、保險(xiǎn)杠、行李箱蓋等都是用復(fù)合材料；車(chē)室內(nèi)零件如換擋操縱桿、側(cè)門(mén)框裝飾、風(fēng)窗窗框等也都采用復(fù)合材料；車(chē)室內(nèi)零件如換擋操縱桿、側(cè)門(mén)框裝飾、風(fēng)窗窗框等也都采用復(fù)合材料制造。復(fù)合材料制造。車(chē)身材料的最新發(fā)展車(chē)身材料的最新發(fā)展研究表明若汽車(chē)質(zhì)量降低研究表明若汽車(chē)質(zhì)量降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高6%8%高強(qiáng)度鋼板：高強(qiáng)度鋼板：用高強(qiáng)度鋼板制造的外板構(gòu)件，質(zhì)量可下降10%15%；制造

3、內(nèi)部構(gòu)件時(shí)，質(zhì)量可降低20%左右B柱和門(mén)框使用高強(qiáng)度鋼板；柱和門(mén)框使用高強(qiáng)度鋼板；為保護(hù)車(chē)外行人，汽車(chē)前部為保護(hù)車(chē)外行人，汽車(chē)前部的發(fā)動(dòng)機(jī)托架使用強(qiáng)度略低的發(fā)動(dòng)機(jī)托架使用強(qiáng)度略低的材料的材料車(chē)身材料的最新發(fā)展車(chē)身材料的最新發(fā)展鋁合金材料：鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定鋁合金材料：鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可再生利用等許多優(yōu)點(diǎn)性好、易成形、可再生利用等許多優(yōu)點(diǎn)全新奧迪全新奧迪A8使用了性能更好的大型鋁鑄使用了性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車(chē)身零件數(shù)量從件和液壓成型部件，車(chē)身零件數(shù)量從50個(gè)減至個(gè)減至29個(gè)，這種結(jié)構(gòu)不僅使車(chē)身質(zhì)量個(gè)，這種結(jié)構(gòu)不僅使車(chē)

4、身質(zhì)量減少減少50%，而且其扭轉(zhuǎn)剛度也提高了，而且其扭轉(zhuǎn)剛度也提高了60%左右。由于所有的鋁合金都可以回左右。由于所有的鋁合金都可以回收再生利用，深受環(huán)保人士的歡迎。收再生利用，深受環(huán)保人士的歡迎。車(chē)身材料的最新發(fā)展車(chē)身材料的最新發(fā)展鎂合金和鈦合金材料：鎂的密度為鎂合金和鈦合金材料：鎂的密度為1.74g/cm3，僅為鋁材密度，僅為鋁材密度的的66%，且鎂的比強(qiáng)度、比剛度高，阻尼性、導(dǎo)熱性好，電磁，且鎂的比強(qiáng)度、比剛度高，阻尼性、導(dǎo)熱性好，電磁屏蔽能力強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，早期應(yīng)用于航空工業(yè)，近年來(lái)在屏蔽能力強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，早期應(yīng)用于航空工業(yè)，近年來(lái)在汽車(chē)工業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用；鈦的比重為汽車(chē)工

5、業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用；鈦的比重為4.6g/cm3，但，但強(qiáng)度和硬度均超過(guò)了鋼材，且不易生銹。鈦合金車(chē)身能夠承受強(qiáng)度和硬度均超過(guò)了鋼材，且不易生銹。鈦合金車(chē)身能夠承受更大的沖擊力。更大的沖擊力。車(chē)身材料的最新發(fā)展車(chē)身材料的最新發(fā)展泡沫合金板：由粉末合金制成，其特點(diǎn)是密度更小，僅為泡沫合金板：由粉末合金制成，其特點(diǎn)是密度更小，僅為0.40.7gcm3，且彈性很好；，且彈性很好；蜂窩夾芯復(fù)合板：在兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩。蜂窩夾芯復(fù)合板：在兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩。根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)

6、脂蜂窩、鋁蜂窩等；增強(qiáng)樹(shù)脂蜂窩、鋁蜂窩等；工程塑料：可實(shí)現(xiàn)輕量化和節(jié)能，且材料能夠回收和循環(huán)利用工程塑料：可實(shí)現(xiàn)輕量化和節(jié)能，且材料能夠回收和循環(huán)利用復(fù)合材料：是一種多相材料，是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬和復(fù)合材料：是一種多相材料，是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬和金屬等原材料復(fù)合而成。金屬等原材料復(fù)合而成。車(chē)身結(jié)構(gòu)：車(chē)身是容納乘客和貨物的場(chǎng)所。按照受力情況的車(chē)身結(jié)構(gòu)：車(chē)身是容納乘客和貨物的場(chǎng)所。按照受力情況的不同，可以把車(chē)身分為非承載式、半承載式和承載式車(chē)身。不同，可以把車(chē)身分為非承載式、半承載式和承載式車(chē)身。車(chē)身結(jié)構(gòu)直接決定汽車(chē)碰撞時(shí)車(chē)身的安全性。車(chē)身結(jié)構(gòu)直接決定汽車(chē)碰撞時(shí)車(chē)身的安全性。車(chē)身安全性

7、的主要內(nèi)容：主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性?xún)纱箢?lèi)。車(chē)身安全性的主要內(nèi)容：主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性?xún)纱箢?lèi)。主動(dòng)安全性是指汽車(chē)避免發(fā)生意外事故的能力；主動(dòng)安全性是指汽車(chē)避免發(fā)生意外事故的能力； 被動(dòng)安全性則是指汽車(chē)在發(fā)生意外事故時(shí)對(duì)乘員進(jìn)行有效保被動(dòng)安全性則是指汽車(chē)在發(fā)生意外事故時(shí)對(duì)乘員進(jìn)行有效保護(hù)的能力。護(hù)的能力。4.3 現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身的安全性現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身的安全性汽車(chē)碰撞的類(lèi)型汽車(chē)碰撞的類(lèi)型(a)正面碰撞；正面碰撞；(b)側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞;(c)傾斜碰撞傾斜碰撞;(d) 偏移碰撞偏移碰撞;(e)桿式碰撞桿式碰撞;(f)鉆撞鉆撞1-汽車(chē)；汽車(chē)；2, 2a,2b,2c,2d,2e-碰撞障礙物碰撞障礙物汽車(chē)碰撞的

8、研究?jī)?nèi)容汽車(chē)碰撞的研究?jī)?nèi)容發(fā)生碰撞時(shí)，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上由兩個(gè)不同的過(guò)程組成，即動(dòng)量交換過(guò)程發(fā)生碰撞時(shí)，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上由兩個(gè)不同的過(guò)程組成，即動(dòng)量交換過(guò)程和停止過(guò)程。第一個(gè)過(guò)程是碰撞本身，汽車(chē)與汽車(chē)（或與其它物體）相互接和停止過(guò)程。第一個(gè)過(guò)程是碰撞本身，汽車(chē)與汽車(chē)（或與其它物體）相互接觸而進(jìn)行動(dòng)量交換；第二個(gè)過(guò)程是碰撞結(jié)束后，汽車(chē)以新獲得的速度為初始觸而進(jìn)行動(dòng)量交換；第二個(gè)過(guò)程是碰撞結(jié)束后，汽車(chē)以新獲得的速度為初始條件開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至停止。條件開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至停止。發(fā)生碰撞時(shí)車(chē)內(nèi)乘員的運(yùn)動(dòng)過(guò)程發(fā)生碰撞時(shí)車(chē)內(nèi)乘員的運(yùn)動(dòng)過(guò)程造成乘員傷害的是第二個(gè)過(guò)程中乘員與車(chē)內(nèi)結(jié)構(gòu)件發(fā)生碰撞的造成乘員傷害的是第二個(gè)過(guò)程中

9、乘員與車(chē)內(nèi)結(jié)構(gòu)件發(fā)生碰撞的劇烈程度，而傷害程度則由汽車(chē)碰撞過(guò)程中的加速度直接決定。劇烈程度，而傷害程度則由汽車(chē)碰撞過(guò)程中的加速度直接決定。汽車(chē)碰撞的研究?jī)?nèi)容汽車(chē)碰撞的研究?jī)?nèi)容1）安全帶研究：）安全帶研究： 安全帶是一種系拌式被動(dòng)安全裝置，有兩安全帶是一種系拌式被動(dòng)安全裝置，有兩點(diǎn)式、肩帶式、三點(diǎn)式和四點(diǎn)式等類(lèi)型。點(diǎn)式、肩帶式、三點(diǎn)式和四點(diǎn)式等類(lèi)型。安全帶的類(lèi)型安全帶的類(lèi)型汽車(chē)碰撞的研究?jī)?nèi)容汽車(chē)碰撞的研究?jī)?nèi)容2）安全氣囊研究：安全氣囊主要有控制系統(tǒng)、氣體發(fā)生器和氣）安全氣囊研究：安全氣囊主要有控制系統(tǒng)、氣體發(fā)生器和氣囊組成；囊組成；3）安全結(jié)構(gòu)研究：通過(guò)對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和研究，以達(dá)到吸收）安全結(jié)

10、構(gòu)研究：通過(guò)對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和研究，以達(dá)到吸收碰撞能量、保證碰撞后乘員生存空間從而達(dá)到保護(hù)乘員生命安碰撞能量、保證碰撞后乘員生存空間從而達(dá)到保護(hù)乘員生命安全的目的；全的目的；4）吸能結(jié)構(gòu)和吸能材料研究：吸能結(jié)構(gòu)可保證碰撞時(shí)吸收較多）吸能結(jié)構(gòu)和吸能材料研究：吸能結(jié)構(gòu)可保證碰撞時(shí)吸收較多的沖擊能量，而碰撞后可恢復(fù)原來(lái)形狀；吸能材料作為汽車(chē)的的沖擊能量，而碰撞后可恢復(fù)原來(lái)形狀；吸能材料作為汽車(chē)的內(nèi)飾材料以減少乘員二次碰撞過(guò)程中的傷害；內(nèi)飾材料以減少乘員二次碰撞過(guò)程中的傷害；5）新型保護(hù)技術(shù)與裝置的研究：基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究成果的）新型保護(hù)技術(shù)與裝置的研究：基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究成果的綜合應(yīng)用。綜合應(yīng)用

11、。車(chē)身主動(dòng)安全性車(chē)身主動(dòng)安全性車(chē)身主動(dòng)安全性：也稱(chēng)預(yù)防安全性，是防止人為錯(cuò)誤造成安全事故所進(jìn)行的車(chē)身主動(dòng)安全性：也稱(chēng)預(yù)防安全性，是防止人為錯(cuò)誤造成安全事故所進(jìn)行的研究，其主要研究?jī)?nèi)容包括汽車(chē)造型、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、人機(jī)環(huán)境以及研究，其主要研究?jī)?nèi)容包括汽車(chē)造型、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、人機(jī)環(huán)境以及汽車(chē)視覺(jué)識(shí)別等內(nèi)容。汽車(chē)視覺(jué)識(shí)別等內(nèi)容。u汽車(chē)造型：主要包括駕駛員視野、車(chē)身顏色、室內(nèi)環(huán)境以及駕駛員和乘員的舒汽車(chē)造型：主要包括駕駛員視野、車(chē)身顏色、室內(nèi)環(huán)境以及駕駛員和乘員的舒適性、疲勞程度等；適性、疲勞程度等；u操縱穩(wěn)定性的主動(dòng)安全性研究：主要包括兩方面的研究?jī)?nèi)容，即汽車(chē)行駛穩(wěn)定操縱穩(wěn)定性的主動(dòng)安全性

12、研究：主要包括兩方面的研究?jī)?nèi)容，即汽車(chē)行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；性和轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；u制動(dòng)性能的主動(dòng)安全性研究：制動(dòng)性能的主動(dòng)安全性研究：ABS、制動(dòng)力輔助系統(tǒng)、制動(dòng)力輔助系統(tǒng)BAS、電子制動(dòng)力分配系、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)統(tǒng)EBD、電子差速鎖等；、電子差速鎖等；u人機(jī)環(huán)境：座椅自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車(chē)輛內(nèi)部的總布置、儀表板、門(mén)把手等人機(jī)環(huán)境：座椅自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車(chē)輛內(nèi)部的總布置、儀表板、門(mén)把手等u汽車(chē)視覺(jué)識(shí)別：高性能前照燈（一般有白熾、鹵素、汽車(chē)視覺(jué)識(shí)別：高性能前照燈（一般有白熾、鹵素、氙氣等類(lèi)型）、高位制動(dòng)尾燈、夜間視覺(jué)裝置（有防炫氙氣等類(lèi)型）、高位制動(dòng)尾燈、夜間視覺(jué)裝置（有防炫目裝置和提高夜間視覺(jué)電子顯示的

13、綜合系統(tǒng)裝置）、防目裝置和提高夜間視覺(jué)電子顯示的綜合系統(tǒng)裝置）、防止視覺(jué)降低裝置（前風(fēng)窗玻璃高效除霜裝置、防霧裝置、止視覺(jué)降低裝置（前風(fēng)窗玻璃高效除霜裝置、防霧裝置、超排水性能的前風(fēng)窗玻璃）、清除視覺(jué)盲區(qū)裝置（主要超排水性能的前風(fēng)窗玻璃）、清除視覺(jué)盲區(qū)裝置（主要有智能型后視鏡和消除視覺(jué)盲區(qū)綜合裝置）等有智能型后視鏡和消除視覺(jué)盲區(qū)綜合裝置）等車(chē)身主動(dòng)安全性車(chē)身主動(dòng)安全性車(chē)身被動(dòng)安全性車(chē)身被動(dòng)安全性車(chē)身被動(dòng)安全性：事故發(fā)生時(shí)汽車(chē)保護(hù)乘員和行人的能力。可靠的被動(dòng)安全車(chē)身被動(dòng)安全性：事故發(fā)生時(shí)汽車(chē)保護(hù)乘員和行人的能力?？煽康谋粍?dòng)安全系統(tǒng)是保護(hù)乘員生命安全的最重要系統(tǒng)，而安全的車(chē)身結(jié)構(gòu)是所有被動(dòng)安全系統(tǒng)

14、是保護(hù)乘員生命安全的最重要系統(tǒng)，而安全的車(chē)身結(jié)構(gòu)是所有被動(dòng)安全裝置的基礎(chǔ)，也是駕駛員和車(chē)內(nèi)乘客的最后一道防線。裝置的基礎(chǔ)，也是駕駛員和車(chē)內(nèi)乘客的最后一道防線。u安全車(chē)身具備三個(gè)基本特征：駕駛室必須始終保持完整性和小變形性、保證乘安全車(chē)身具備三個(gè)基本特征：駕駛室必須始終保持完整性和小變形性、保證乘員與汽車(chē)內(nèi)部構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小、車(chē)身結(jié)構(gòu)具有合理的分段碰撞特性員與汽車(chē)內(nèi)部構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小、車(chē)身結(jié)構(gòu)具有合理的分段碰撞特性車(chē)身被動(dòng)安全性車(chē)身被動(dòng)安全性u(píng)車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化：車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化： 正面碰撞時(shí)的保護(hù)措施：在前后碰撞變形區(qū)域進(jìn)行合理改進(jìn)，利用正面碰撞時(shí)的保護(hù)措施：在前后碰撞變形區(qū)域進(jìn)行合

15、理改進(jìn)，利用汽車(chē)前部的壓潰變形吸收能量，以緩解碰撞加速度，汽車(chē)前部（尤其是縱梁）常設(shè)計(jì)成汽車(chē)前部的壓潰變形吸收能量，以緩解碰撞加速度，汽車(chē)前部（尤其是縱梁）常設(shè)計(jì)成S形縱梁或形縱梁或Y形縱梁；形縱梁； 側(cè)面碰撞時(shí)的保護(hù)措施是增加車(chē)門(mén)強(qiáng)度。具體辦法有增加鋼板厚度側(cè)面碰撞時(shí)的保護(hù)措施是增加車(chē)門(mén)強(qiáng)度。具體辦法有增加鋼板厚度或增加防撞橫梁；增加側(cè)圍構(gòu)件的強(qiáng)度，包括增大或增加防撞橫梁；增加側(cè)圍構(gòu)件的強(qiáng)度，包括增大A柱、柱、B柱和柱和C柱的截面形狀及鋼板厚柱的截面形狀及鋼板厚度；增加門(mén)檻強(qiáng)度，增強(qiáng)措施包括增大承載面積；在車(chē)身頂部度；增加門(mén)檻強(qiáng)度，增強(qiáng)措施包括增大承載面積；在車(chē)身頂部B柱附近增加連接橫梁，在

16、柱附近增加連接橫梁，在儀表板下面以及后風(fēng)窗下面安裝加強(qiáng)橫梁；門(mén)鎖及門(mén)鉸鏈的合理設(shè)計(jì)有利于將車(chē)門(mén)所受的儀表板下面以及后風(fēng)窗下面安裝加強(qiáng)橫梁；門(mén)鎖及門(mén)鉸鏈的合理設(shè)計(jì)有利于將車(chē)門(mén)所受的撞擊力有效地傳遞到立柱。撞擊力有效地傳遞到立柱。車(chē)身被動(dòng)安全性車(chē)身被動(dòng)安全性u(píng)安全車(chē)身設(shè)計(jì)必須滿足三種情況：安全車(chē)身設(shè)計(jì)必須滿足三種情況： 發(fā)生碰撞后駕駛室的變形量極小或者不變形，但發(fā)生碰撞后駕駛室的變形量極小或者不變形，但車(chē)身前部變形明顯，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋可向上翹曲，翼子板可向兩側(cè)彎曲，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的構(gòu)件也車(chē)身前部變形明顯，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋可向上翹曲，翼子板可向兩側(cè)彎曲，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的構(gòu)件也可向兩側(cè)或向上移動(dòng)，唯獨(dú)不能向駕駛室方向變

17、形；可向兩側(cè)或向上移動(dòng)，唯獨(dú)不能向駕駛室方向變形； 碰撞后車(chē)門(mén)能夠順利打開(kāi)；吸碰撞后車(chē)門(mén)能夠順利打開(kāi)；吸能裝置應(yīng)能夠降低對(duì)乘員的二次撞擊力。進(jìn)行安全車(chē)身設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能采用切斷、能裝置應(yīng)能夠降低對(duì)乘員的二次撞擊力。進(jìn)行安全車(chē)身設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能采用切斷、吸收或轉(zhuǎn)移等措施將撞擊力分散，使車(chē)身骨架的各部分均勻承載；現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)中，多采吸收或轉(zhuǎn)移等措施將撞擊力分散，使車(chē)身骨架的各部分均勻承載；現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)中，多采用自我犧牲的方式，即汽車(chē)損壞而保護(hù)乘員。用自我犧牲的方式，即汽車(chē)損壞而保護(hù)乘員。外部保護(hù)裝置外部保護(hù)裝置u保險(xiǎn)桿：其作用是當(dāng)汽車(chē)受到前、后方向意外的輕度低速?zèng)_撞時(shí)，緩和沖擊力，吸收

18、沖保險(xiǎn)桿：其作用是當(dāng)汽車(chē)受到前、后方向意外的輕度低速?zèng)_撞時(shí)，緩和沖擊力，吸收沖撞能量，降低汽車(chē)的損害，保證乘員的安全。撞能量，降低汽車(chē)的損害，保證乘員的安全。 前保險(xiǎn)桿：彈性型、阻尼型、彈性前保險(xiǎn)桿：彈性型、阻尼型、彈性-阻尼型、波紋管型、柔性型、能量耗散型、主動(dòng)作阻尼型、波紋管型、柔性型、能量耗散型、主動(dòng)作用型；用型； 后保險(xiǎn)杠：車(chē)身后部的防撞裝置，減輕倒車(chē)時(shí)對(duì)行人的碰撞傷害，與障礙物碰撞以及后保險(xiǎn)杠：車(chē)身后部的防撞裝置，減輕倒車(chē)時(shí)對(duì)行人的碰撞傷害，與障礙物碰撞以及其它車(chē)輛追尾碰撞時(shí)保護(hù)車(chē)身后部；其它車(chē)輛追尾碰撞時(shí)保護(hù)車(chē)身后部； 側(cè)圍保險(xiǎn)杠：車(chē)身側(cè)面的防撞裝置，以防止會(huì)車(chē)以及與側(cè)面障礙物之間

19、的擦傷。側(cè)圍保險(xiǎn)杠：車(chē)身側(cè)面的防撞裝置，以防止會(huì)車(chē)以及與側(cè)面障礙物之間的擦傷。u救護(hù)網(wǎng)：設(shè)置在車(chē)身前部，以防止撞擊行人后行人跌下路面而繼續(xù)被車(chē)輪碾壓；救護(hù)網(wǎng)：設(shè)置在車(chē)身前部，以防止撞擊行人后行人跌下路面而繼續(xù)被車(chē)輪碾壓；u減輕撞擊行人的彈性裝置：在發(fā)動(dòng)機(jī)上部及前風(fēng)窗玻璃周?chē)O(shè)置彈性材料，以減輕行人減輕撞擊行人的彈性裝置：在發(fā)動(dòng)機(jī)上部及前風(fēng)窗玻璃周?chē)O(shè)置彈性材料，以減輕行人撞擊后再次碰撞的程度。撞擊后再次碰撞的程度。內(nèi)部防撞裝置內(nèi)部防撞裝置u安全轉(zhuǎn)向柱：轉(zhuǎn)向柱除了滿足常規(guī)功能外，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)，還能夠有效地吸收安全轉(zhuǎn)向柱：轉(zhuǎn)向柱除了滿足常規(guī)功能外，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)，還能夠有效地吸收碰撞

20、能量碰撞能量u座椅系統(tǒng)：首先，座椅應(yīng)保證事故中乘員處于自身的生存空間之內(nèi)，并防止其他車(chē)內(nèi)載座椅系統(tǒng)：首先，座椅應(yīng)保證事故中乘員處于自身的生存空間之內(nèi)，并防止其他車(chē)內(nèi)載體穿入這個(gè)空間；其次，應(yīng)保證乘員在事故發(fā)生過(guò)程中保持一定的姿態(tài)，以便其它的約束體穿入這個(gè)空間；其次，應(yīng)保證乘員在事故發(fā)生過(guò)程中保持一定的姿態(tài)，以便其它的約束系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其保護(hù)作用；系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其保護(hù)作用；u內(nèi)飾系統(tǒng)內(nèi)飾系統(tǒng)u安全玻璃：常用的汽車(chē)安全玻璃主要有調(diào)質(zhì)玻璃、局部調(diào)質(zhì)玻璃和夾層玻璃等。安全玻璃：常用的汽車(chē)安全玻璃主要有調(diào)質(zhì)玻璃、局部調(diào)質(zhì)玻璃和夾層玻璃等。乘員約束系統(tǒng)乘員約束系統(tǒng) 乘員約束系統(tǒng)主要有安全帶、安全氣囊和

21、安全座椅等。乘員約束系統(tǒng)主要有安全帶、安全氣囊和安全座椅等。u安全帶：有多種不同的形式，其主要區(qū)別是預(yù)收緊功能；安全帶：有多種不同的形式，其主要區(qū)別是預(yù)收緊功能；u安全氣囊安全氣囊：在一次碰撞后、二次碰撞前迅速展開(kāi)，當(dāng)乘員因慣性而向前移動(dòng)時(shí)：在一次碰撞后、二次碰撞前迅速展開(kāi)，當(dāng)乘員因慣性而向前移動(dòng)時(shí)“撲在氣撲在氣囊上囊上”而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度；而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度；u安全座椅：安全座椅是指發(fā)生碰撞時(shí)，座椅的頭托（也叫頭枕）能在瞬間向前移動(dòng)一定安全座椅：安全座椅是指發(fā)生碰撞時(shí)，座椅的頭托（也叫頭枕）能在瞬間向前移動(dòng)一定距離（如距

22、離（如5cm左右），以防止駕駛員的頭部猛烈后撞，并且座椅靠背上的金屬板也同時(shí)左右），以防止駕駛員的頭部猛烈后撞，并且座椅靠背上的金屬板也同時(shí)動(dòng)作，不讓身體突然靠上去，保護(hù)頭部不致受傷。動(dòng)作，不讓身體突然靠上去，保護(hù)頭部不致受傷。車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真 與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究相比，數(shù)值仿真具有以下特點(diǎn)：與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究相比，數(shù)值仿真具有以下特點(diǎn)：彌補(bǔ)由于設(shè)計(jì)、制造以及材質(zhì)等導(dǎo)致的差異和缺陷而影響試驗(yàn)結(jié)果的不足；彌補(bǔ)由于設(shè)計(jì)、制造以及材質(zhì)等導(dǎo)致的差異和缺陷而影響試驗(yàn)結(jié)果的不足；在汽車(chē)的設(shè)計(jì)階段對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，以便早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題；在汽車(chē)的設(shè)計(jì)階段對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)

23、，以便早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題；重復(fù)性好，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行快速修改，提出改進(jìn)方案；重復(fù)性好，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行快速修改，提出改進(jìn)方案；能夠獲得比較完整的數(shù)據(jù)信息，如全車(chē)身、某一剖面以及各個(gè)零部件的變形、能夠獲得比較完整的數(shù)據(jù)信息，如全車(chē)身、某一剖面以及各個(gè)零部件的變形、應(yīng)力和應(yīng)變分布情況等，同時(shí)還可以得到乘員動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及被動(dòng)安全防護(hù)裝置的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況等，同時(shí)還可以得到乘員動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及被動(dòng)安全防護(hù)裝置的作用過(guò)程等信息；作用過(guò)程等信息；在更寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行模擬計(jì)算，以提供更多的選擇方案；在更寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行模擬計(jì)算，以提供更多的選擇方案；避免試驗(yàn)中主客觀因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，

24、如試驗(yàn)條件、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)等。避免試驗(yàn)中主客觀因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，如試驗(yàn)條件、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)等。車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真 技術(shù)路線和方法：技術(shù)路線和方法：理論基礎(chǔ)：多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元法理論基礎(chǔ)：多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元法有限元模型：有限元模型：車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真：車(chē)身被動(dòng)安全性數(shù)值仿真：Design of automobile body (2)lCrash and compatibility of vehicleslLightweight design of vehiclelStamp formation of body panel sLat

25、eral crashCrash compatibilityTube compressionBefore crashafter crashStamp simulation不同碰撞條件下模擬得到的最低不同碰撞條件下模擬得到的最低CIR（綜合傷害指標(biāo))值值混三型假混三型假人人5th50th95th碰撞速度碰撞速度/km.h-1254856254856254856泄氣孔徑泄氣孔徑/mm50405050充氣壓力充氣壓力與參考?xì)馀c參考?xì)饽覊毫Φ哪覊毫Φ陌俜直劝俜直?%)1208080160120160安全帶載安全帶載荷極限荷極限333乘坐位置乘坐位置正常正常正常正常正常正常CIR0.220.40.410.

26、140.620.640.130.630.68如果安全氣囊的參數(shù)能夠根據(jù)具體情況自動(dòng)變化，則車(chē)輛乘員就能夠得到較好如果安全氣囊的參數(shù)能夠根據(jù)具體情況自動(dòng)變化，則車(chē)輛乘員就能夠得到較好的保護(hù)。因此，車(chē)身零部件數(shù)值模擬可以為智能化的安全氣囊設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)的保護(hù)。因此，車(chē)身零部件數(shù)值模擬可以為智能化的安全氣囊設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ).車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)作用在汽車(chē)上的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩作用在汽車(chē)上的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩2)(21faWWvvACFCw為空氣阻力系數(shù)；為空氣阻力系數(shù)；CD為氣動(dòng)阻力系數(shù)；為氣動(dòng)阻力系數(shù)；CL為氣動(dòng)升力系數(shù)；為氣動(dòng)升力系數(shù)；CZ為氣動(dòng)側(cè)力系數(shù)。為氣動(dòng)側(cè)力系數(shù)?？梢?jiàn)，降低氣動(dòng)

27、阻力的有效措施是降低可見(jiàn)，降低氣動(dòng)阻力的有效措施是降低氣動(dòng)阻力系數(shù)和汽車(chē)迎風(fēng)面積氣動(dòng)阻力系數(shù)和汽車(chē)迎風(fēng)面積A車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)氣動(dòng)阻力氣動(dòng)阻力汽車(chē)的氣動(dòng)阻力由壓差阻力、摩擦阻力、誘導(dǎo)阻力、干涉阻力和內(nèi)循環(huán)阻力等汽車(chē)的氣動(dòng)阻力由壓差阻力、摩擦阻力、誘導(dǎo)阻力、干涉阻力和內(nèi)循環(huán)阻力等壓差阻力：也叫形狀阻力，是由于運(yùn)動(dòng)空氣的粘性而導(dǎo)致汽車(chē)前后產(chǎn)生壓力壓差阻力：也叫形狀阻力，是由于運(yùn)動(dòng)空氣的粘性而導(dǎo)致汽車(chē)前后產(chǎn)生壓力差而形成的阻力。壓差阻力與汽車(chē)的前、后正投影面積有關(guān)，對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)而差而形成的阻力。壓差阻力與汽車(chē)的前、后正投影面積有關(guān)，對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)而言，壓差阻力約占總氣動(dòng)阻力的言，壓差

28、阻力約占總氣動(dòng)阻力的50%65%氣動(dòng)阻力氣動(dòng)阻力摩擦阻力：由于空氣粘性使空氣與汽車(chē)車(chē)身表面產(chǎn)生摩擦所形成的阻力，約占摩擦阻力：由于空氣粘性使空氣與汽車(chē)車(chē)身表面產(chǎn)生摩擦所形成的阻力，約占總氣動(dòng)阻力的總氣動(dòng)阻力的6%10%誘導(dǎo)阻力：由于車(chē)身上部和底部的空氣壓力存在差值，引起橫向氣流以及車(chē)誘導(dǎo)阻力：由于車(chē)身上部和底部的空氣壓力存在差值，引起橫向氣流以及車(chē)輛的升力，導(dǎo)致車(chē)身表面產(chǎn)生渦流分離現(xiàn)象而產(chǎn)生輛的升力，導(dǎo)致車(chē)身表面產(chǎn)生渦流分離現(xiàn)象而產(chǎn)生汽車(chē)的誘導(dǎo)阻力汽車(chē)的誘導(dǎo)阻力氣動(dòng)阻力氣動(dòng)阻力干涉阻力：由于汽車(chē)外表面上的各種附件所引起的氣流干涉而產(chǎn)生的阻力。汽干涉阻力：由于汽車(chē)外表面上的各種附件所引起的氣流干

29、涉而產(chǎn)生的阻力。汽車(chē)的干涉阻力約占?xì)鈩?dòng)阻力的車(chē)的干涉阻力約占?xì)鈩?dòng)阻力的12%16%a)流水槽和風(fēng)窗玻璃框氣流干涉流水槽和風(fēng)窗玻璃框氣流干涉 （b）后視鏡氣流干涉）后視鏡氣流干涉氣動(dòng)阻力氣動(dòng)阻力內(nèi)循環(huán)阻力：流經(jīng)散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)艙及乘員區(qū)通風(fēng)和空調(diào)氣流引起的阻力，是內(nèi)循環(huán)阻力：流經(jīng)散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)艙及乘員區(qū)通風(fēng)和空調(diào)氣流引起的阻力，是由于動(dòng)量損失而形成的。約占總氣動(dòng)阻力的由于動(dòng)量損失而形成的。約占總氣動(dòng)阻力的12%20%。氣流流經(jīng)不同截面時(shí)的內(nèi)循環(huán)阻力氣流流經(jīng)不同截面時(shí)的內(nèi)循環(huán)阻力Design of automobile body (3)lAerodynamics of automobile body

30、 Pressure distributionStreamlines around a car with the effect of crosswindVelocity field around a car with a wingVelocity field around a car in overtaking processVelocity field around a wheelStreamlines around a car in starting process汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜：氣流沿車(chē)身流動(dòng)的流線譜。流線上任意一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的汽車(chē)流譜：氣流沿

31、車(chē)身流動(dòng)的流線譜。流線上任意一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的氣流微團(tuán)的速度方向。汽車(chē)流譜由汽車(chē)外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和速度決定。氣流微團(tuán)的速度方向。汽車(chē)流譜由汽車(chē)外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和速度決定。汽車(chē)流譜分類(lèi)：外部空間流譜、表面流譜、周?chē)鷾u系和內(nèi)部流譜等四種。汽車(chē)流譜分類(lèi)：外部空間流譜、表面流譜、周?chē)鷾u系和內(nèi)部流譜等四種。(a)汽車(chē)外部空間流譜汽車(chē)外部空間流譜 (b)汽車(chē)外部空間整體流譜汽車(chē)外部空間整體流譜 空間流譜空間流譜汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布下圖為階梯背、斜背和平背三種典型汽車(chē)尾部造型的尾部渦系和流譜。下圖為階梯背、斜背和平背三種典型汽車(chē)尾部造型的尾部渦系和流譜。斜背的尾渦區(qū)和尾流區(qū)都較小。

32、因此，單從尾部造型而言，斜背是較為理想的斜背的尾渦區(qū)和尾流區(qū)都較小。因此，單從尾部造型而言，斜背是較為理想的尾部形狀。尾部形狀。三種不同汽車(chē)尾部縱向?qū)ΨQ(chēng)面流譜三種不同汽車(chē)尾部縱向?qū)ΨQ(chēng)面流譜 汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布底部流譜：與多種因素有關(guān)。主要包括：地面和汽車(chē)底部之間的距離、車(chē)輛寬底部流譜：與多種因素有關(guān)。主要包括：地面和汽車(chē)底部之間的距離、車(chē)輛寬度和車(chē)輛的長(zhǎng)高比、底部的平整程度、地板的縱向曲率和橫向曲率等。度和車(chē)輛的長(zhǎng)高比、底部的平整程度、地板的縱向曲率和橫向曲率等。離地間隙對(duì)氣動(dòng)阻力的影響離地間隙對(duì)氣動(dòng)阻力的影響 汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布表面流譜：有

33、助于分析和探討氣流分離機(jī)理、表面壓強(qiáng)產(chǎn)生和細(xì)部氣動(dòng)造型，表面流譜：有助于分析和探討氣流分離機(jī)理、表面壓強(qiáng)產(chǎn)生和細(xì)部氣動(dòng)造型，以改善雨水的流徑、防止刮水器上浮、汽車(chē)表面塵土沉積等。通?？刹捎糜?jì)算以改善雨水的流徑、防止刮水器上浮、汽車(chē)表面塵土沉積等。通?？刹捎糜?jì)算機(jī)仿真或油膜實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行研究機(jī)仿真或油膜實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行研究 汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布周?chē)鷾u系：當(dāng)氣流順發(fā)動(dòng)機(jī)罩經(jīng)過(guò)凹角流向前風(fēng)窗時(shí)，氣流在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上周?chē)鷾u系：當(dāng)氣流順發(fā)動(dòng)機(jī)罩經(jīng)過(guò)凹角流向前風(fēng)窗時(shí)，氣流在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上S點(diǎn)開(kāi)始點(diǎn)開(kāi)始分離，然后在前風(fēng)窗上分離，然后在前風(fēng)窗上R點(diǎn)再附著，從而在點(diǎn)再附著，從而在S點(diǎn)和點(diǎn)和R點(diǎn)之間形成分離

34、區(qū)。分離區(qū)內(nèi)有渦點(diǎn)之間形成分離區(qū)。分離區(qū)內(nèi)有渦系并順著兩側(cè)向后延伸；上部車(chē)身的彎度形成一個(gè)低壓區(qū)域，使得上部氣壓低于下系并順著兩側(cè)向后延伸；上部車(chē)身的彎度形成一個(gè)低壓區(qū)域，使得上部氣壓低于下部的氣壓，從而使得汽車(chē)底部的氣流向上翻卷；前部渦系向后部移動(dòng)，與上述渦系相部的氣壓，從而使得汽車(chē)底部的氣流向上翻卷；前部渦系向后部移動(dòng)，與上述渦系相互吸引，最后形成一對(duì)大的尾渦。互吸引，最后形成一對(duì)大的尾渦。 發(fā)動(dòng)機(jī)罩和前風(fēng)窗凹處的渦系發(fā)動(dòng)機(jī)罩和前風(fēng)窗凹處的渦系 汽車(chē)尾部渦系汽車(chē)尾部渦系汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布內(nèi)部流譜：主要研究流經(jīng)散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)室的氣流狀態(tài)和駕駛室內(nèi)部流譜：主要研究流經(jīng)

35、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)室的氣流狀態(tài)和駕駛室內(nèi)自然通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、暖風(fēng)等氣流特性，其目的是能夠更好地內(nèi)自然通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、暖風(fēng)等氣流特性，其目的是能夠更好地引入外部氣流以最有效地完成冷卻、通風(fēng)后再排出車(chē)外，并使氣引入外部氣流以最有效地完成冷卻、通風(fēng)后再排出車(chē)外，并使氣流的進(jìn)出對(duì)整車(chē)氣動(dòng)性能影響最小流的進(jìn)出對(duì)整車(chē)氣動(dòng)性能影響最小從內(nèi)部流譜的角度來(lái)看，汽車(chē)的氣動(dòng)造型應(yīng)該是前端逐漸變扁，從內(nèi)部流譜的角度來(lái)看，汽車(chē)的氣動(dòng)造型應(yīng)該是前端逐漸變扁，進(jìn)風(fēng)口面積減小，但為了不影響進(jìn)氣量，常采用把原來(lái)大而連續(xù)進(jìn)風(fēng)口面積減小，但為了不影響進(jìn)氣量，常采用把原來(lái)大而連續(xù)的進(jìn)風(fēng)口分割為小而獨(dú)立的進(jìn)風(fēng)口。的進(jìn)風(fēng)口分割為小而獨(dú)立的進(jìn)

36、風(fēng)口。 汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布汽車(chē)流譜與表面壓強(qiáng)分布當(dāng)來(lái)流與車(chē)頭相遇，氣流受到阻滯，當(dāng)?shù)厮俣犬?dāng)來(lái)流與車(chē)頭相遇，氣流受到阻滯，當(dāng)?shù)厮俣萿降低，壓力增大，在車(chē)頭形成正壓區(qū)。降低，壓力增大，在車(chē)頭形成正壓區(qū)。 流向汽車(chē)上表面的部分氣流，經(jīng)過(guò)車(chē)頭上部時(shí)，由于表面曲率較大，氣流來(lái)不及轉(zhuǎn)折流向汽車(chē)上表面的部分氣流，經(jīng)過(guò)車(chē)頭上部時(shí)，由于表面曲率較大，氣流來(lái)不及轉(zhuǎn)折而出現(xiàn)局部分離現(xiàn)象，此時(shí)的當(dāng)?shù)厮俣榷霈F(xiàn)局部分離現(xiàn)象，此時(shí)的當(dāng)?shù)厮俣萿較大，形成負(fù)壓峰值區(qū)（稱(chēng)為吸力峰）較大，形成負(fù)壓峰值區(qū)（稱(chēng)為吸力峰）流向汽車(chē)下部的另一部分氣流，在車(chē)流向汽車(chē)下部的另一部分氣流，在車(chē)頭下部同樣由于下緣角曲率大而形成頭下部同樣由于

37、下緣角曲率大而形成負(fù)壓區(qū)；之后，氣流進(jìn)入地面與車(chē)底負(fù)壓區(qū)；之后，氣流進(jìn)入地面與車(chē)底面之間的間隙，由于流道狹窄而使流面之間的間隙，由于流道狹窄而使流速較快，形成負(fù)壓，但底部的總負(fù)壓速較快，形成負(fù)壓，但底部的總負(fù)壓值小于上部的總負(fù)壓值，其合力方向值小于上部的總負(fù)壓值，其合力方向是向上的，故產(chǎn)生升力。是向上的，故產(chǎn)生升力。汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：氣動(dòng)造型設(shè)計(jì)。國(guó)際上汽車(chē)工程界把汽車(chē)氣動(dòng)造型研究歸納為兩條技術(shù)路主要內(nèi)容：氣動(dòng)造型設(shè)計(jì)。國(guó)際上汽車(chē)工程界把汽車(chē)氣動(dòng)造型研究歸納為兩條技術(shù)路線，分別是氣動(dòng)造型的整體最優(yōu)化（線，分別是氣動(dòng)造型的整體最優(yōu)化（Shape Optimizatio

38、n）和氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)）和氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化（化（Detail Optimization）。）。 氣動(dòng)造型的發(fā)展主要經(jīng)歷了箱型、甲殼蟲(chóng)型、船型、魚(yú)型和楔形等五個(gè)階段，氣動(dòng)造型的發(fā)展主要經(jīng)歷了箱型、甲殼蟲(chóng)型、船型、魚(yú)型和楔形等五個(gè)階段，氣動(dòng)造型的整體最優(yōu)化氣動(dòng)造型的整體最優(yōu)化箱型：氣動(dòng)阻力系數(shù)平均值為箱型：氣動(dòng)阻力系數(shù)平均值為0.60.7；甲殼蟲(chóng)型：氣動(dòng)阻力系數(shù)約為甲殼蟲(chóng)型：氣動(dòng)阻力系數(shù)約為0.450.5，其高速氣動(dòng)性能明顯優(yōu)于箱型汽車(chē)，但，其高速氣動(dòng)性能明顯優(yōu)于箱型汽車(chē)，但“甲殼蟲(chóng)型甲殼蟲(chóng)型”汽車(chē)抗側(cè)風(fēng)干擾穩(wěn)定性較差。之后經(jīng)過(guò)更細(xì)致的風(fēng)洞試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)汽車(chē)抗側(cè)風(fēng)干擾穩(wěn)定性較差。之后經(jīng)過(guò)更細(xì)

39、致的風(fēng)洞試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)“甲殼蟲(chóng)型甲殼蟲(chóng)型”的尾部氣流渦的尾部氣流渦區(qū)較大；區(qū)較大；船型：船型汽車(chē)抗側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性強(qiáng)，前、后翼子板與側(cè)圍形成一個(gè)整體，改善了車(chē)身兩側(cè)氣流狀船型：船型汽車(chē)抗側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性強(qiáng)，前、后翼子板與側(cè)圍形成一個(gè)整體，改善了車(chē)身兩側(cè)氣流狀態(tài)，氣動(dòng)阻力系數(shù)保持在態(tài)，氣動(dòng)阻力系數(shù)保持在0.40.45左右。但船型汽車(chē)尾部呈階梯狀，高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的空氣左右。但船型汽車(chē)尾部呈階梯狀，高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的空氣渦流；渦流；魚(yú)型：把船型車(chē)的后背不斷傾斜，成為背部像魚(yú)的脊背式汽車(chē)；但存在后方視野和乘座舒適性魚(yú)型：把船型車(chē)的后背不斷傾斜，成為背部像魚(yú)的脊背式汽車(chē)；但存在后方視野和乘座舒適性較差的缺點(diǎn)，且氣

40、動(dòng)升力問(wèn)題也比較突出；較差的缺點(diǎn)，且氣動(dòng)升力問(wèn)題也比較突出；楔型車(chē)：把氣動(dòng)阻力的一部分化解為向下的負(fù)升力，整車(chē)表面的壓強(qiáng)分布變化均衡，表面的分楔型車(chē)：把氣動(dòng)阻力的一部分化解為向下的負(fù)升力，整車(chē)表面的壓強(qiáng)分布變化均衡，表面的分離渦較少，很好地解決了氣動(dòng)阻力與氣動(dòng)升力的矛盾，離渦較少，很好地解決了氣動(dòng)阻力與氣動(dòng)升力的矛盾， 楔型轎車(chē)表面壓強(qiáng)分布楔型轎車(chē)表面壓強(qiáng)分布?xì)鈩?dòng)造型的局部最優(yōu)化氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化局部最優(yōu)化以滿足功能、工藝學(xué)、美學(xué)、人機(jī)工程學(xué)為前提，初步確定車(chē)身基本造型；局部最優(yōu)化以滿足功能、工藝學(xué)、美學(xué)、人機(jī)工程學(xué)為前提，初步確定車(chē)身基本造型；然后進(jìn)行局部修形和增加空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，從而

41、達(dá)到減少氣動(dòng)阻力和提高行駛穩(wěn)然后進(jìn)行局部修形和增加空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，從而達(dá)到減少氣動(dòng)阻力和提高行駛穩(wěn)定性的目的。定性的目的。 車(chē)身頭部：棱角圓滑化可防止氣流在轉(zhuǎn)角處分離，減小氣動(dòng)阻力系數(shù)。較長(zhǎng)的車(chē)身車(chē)身頭部：棱角圓滑化可防止氣流在轉(zhuǎn)角處分離，減小氣動(dòng)阻力系數(shù)。較長(zhǎng)的車(chē)身有助于降低氣動(dòng)阻力系數(shù)，但車(chē)身過(guò)長(zhǎng)又會(huì)使阻力系數(shù)增大有助于降低氣動(dòng)阻力系數(shù)，但車(chē)身過(guò)長(zhǎng)又會(huì)使阻力系數(shù)增大氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化大客車(chē)車(chē)頭對(duì)氣動(dòng)阻力有較大影響的一個(gè)重要因素是車(chē)頭邊角，特別是上邊角。上邊大客車(chē)車(chē)頭對(duì)氣動(dòng)阻力有較大影響的一個(gè)重要因素是車(chē)頭邊角，特別是上邊角。上邊角倒圓可以大大降低氣動(dòng)阻力。角倒圓可

42、以大大降低氣動(dòng)阻力。 大客車(chē)車(chē)頭整體流線化對(duì)降低阻力系數(shù)作用不大。實(shí)驗(yàn)表明，帶有直棱邊的長(zhǎng)方體，大客車(chē)車(chē)頭整體流線化對(duì)降低阻力系數(shù)作用不大。實(shí)驗(yàn)表明，帶有直棱邊的長(zhǎng)方體，CD=0.86，把長(zhǎng)方體頭部邊角充分倒圓后，可使，把長(zhǎng)方體頭部邊角充分倒圓后，可使CD值減小到值減小到0.38，如果將車(chē)頭設(shè)計(jì)，如果將車(chē)頭設(shè)計(jì)成大弧面流線形，成大弧面流線形，CD值可以進(jìn)一步減小到值可以進(jìn)一步減小到0.35。因此，只需將車(chē)頭邊角充分倒圓即。因此，只需將車(chē)頭邊角充分倒圓即可得到與大弧面流線相近的效果，但工藝簡(jiǎn)單，可得到與大弧面流線相近的效果，但工藝簡(jiǎn)單，氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化前風(fēng)窗立柱和流水槽形

43、狀對(duì)阻力的影響：由于前風(fēng)窗立柱和流水槽形狀對(duì)阻力的影響：由于A柱在設(shè)計(jì)、制造和使用中的原因，通柱在設(shè)計(jì)、制造和使用中的原因，通常都有凹面或凸面，造成氣流的分離，從而產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲，同時(shí)增加阻力系數(shù)。常都有凹面或凸面，造成氣流的分離，從而產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲，同時(shí)增加阻力系數(shù)。 車(chē)身后部形狀對(duì)阻力的影響：車(chē)身后背傾角影響氣動(dòng)阻力系數(shù)。當(dāng)后背傾角小于車(chē)身后部形狀對(duì)阻力的影響：車(chē)身后背傾角影響氣動(dòng)阻力系數(shù)。當(dāng)后背傾角小于30時(shí)，對(duì)應(yīng)的流譜稱(chēng)為快背型流譜；大于時(shí)，對(duì)應(yīng)的流譜稱(chēng)為快背型流譜；大于30時(shí)為方背型流譜；時(shí)為方背型流譜；30傾角為臨界傾角為臨界后背傾角。由于后背傾角。由于30傾角具有較好的美學(xué)特性，因此

44、為了使傾角具有較好的美學(xué)特性，因此為了使30的后背傾角具有較的后背傾角具有較小的空氣阻力系數(shù)，可將車(chē)體尾部適當(dāng)作橫向收縮（帶尾錐度）；小的空氣阻力系數(shù)，可將車(chē)體尾部適當(dāng)作橫向收縮（帶尾錐度）；氣動(dòng)附加裝置：在汽車(chē)上安裝各種氣動(dòng)附加裝置，可以使其氣動(dòng)性能得到明氣動(dòng)附加裝置：在汽車(chē)上安裝各種氣動(dòng)附加裝置，可以使其氣動(dòng)性能得到明顯改善顯改善氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化前部擾流器：前部擾流器： 在前部的車(chē)頭下部安裝擾流器，可減小阻力系數(shù)和升力系數(shù)，但擾流器在前部的車(chē)頭下部安裝擾流器，可減小阻力系數(shù)和升力系數(shù)，但擾流器必須有適當(dāng)?shù)母叨群徒嵌龋槐仨氂羞m當(dāng)?shù)母叨群徒嵌龋?后部擾流器后部擾流器 ：

45、在汽車(chē)的后行李箱蓋上加裝不同攻角的擾流器，可以推遲渦流的產(chǎn)生，：在汽車(chē)的后行李箱蓋上加裝不同攻角的擾流器，可以推遲渦流的產(chǎn)生，減弱渦流強(qiáng)度并形成局部正壓以降低阻力系數(shù)和升力系數(shù)減弱渦流強(qiáng)度并形成局部正壓以降低阻力系數(shù)和升力系數(shù)氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化氣動(dòng)造型的局部最優(yōu)化對(duì)于不同后部形狀的汽車(chē)，后擾流器的影響不同，是否需要加裝后擾流器應(yīng)視具體情對(duì)于不同后部形狀的汽車(chē)，后擾流器的影響不同，是否需要加裝后擾流器應(yīng)視具體情況而定。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于具有平順氣流的快背形車(chē)，可能是有利的，而對(duì)于某些階梯況而定。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于具有平順氣流的快背形車(chē)，可能是有利的，而對(duì)于某些階梯背的轎車(chē)，由于氣流早已分離，所以無(wú)需安裝后擾流器。背的轎車(chē)，由于氣流早已分離，所以無(wú)需安裝后擾流器。 理想的氣動(dòng)外形理想的氣動(dòng)外形正面：盡可能采用寬而低的扁平型以及無(wú)棱角正面：盡可能采用寬而低的扁平型以及無(wú)棱角的圓滑過(guò)渡；的圓滑過(guò)渡；側(cè)面：應(yīng)盡量降低車(chē)身總高度；減小離地間隙；側(cè)面：應(yīng)盡量降低車(chē)身總高度；減小離地間隙；前端扁平、后端盡可能使阻力降低；加尾翼（從前端扁平、后端盡可能使阻力降低；加尾翼（從減小阻力和保證方向穩(wěn)定兩個(gè)方面考慮）減小阻力和保證方向穩(wěn)定兩個(gè)方面考慮）從頂面看，車(chē)身前端接近半圓形，而整車(chē)的俯從頂面看，車(chē)身前端接近半圓形，而整車(chē)的俯