項目五 車身損傷分析

1、項目五項目五 車身損傷分析車身損傷分析 汽車車身不僅能夠經(jīng)受住日常駕駛中的振動及載荷，還要在碰撞中能給乘客提供安全保護，因此汽車前部車身和后部車身要設(shè)計得在某種程度上容易損壞，以形成一個能吸收碰撞能量的結(jié)構(gòu)，同時中部車身要保證設(shè)計得結(jié)實牢固，給乘客提供一個安全的生存空間。 整體式車身通常設(shè)計的能夠很好地吸收碰撞時產(chǎn)生的能量。這是因為，汽車受到撞擊時，車身的某些部位折合收縮而吸收了碰撞能量，沖擊力就被逐漸擴散到車身更深的部位，直至完全被吸收。但是這種車身設(shè)計卻給損傷評估帶來了不小的難度，因為由于碰撞力的傳遞方向和路徑不確定，除了表面損傷外還會有很多隱藏性的損傷，如果不能準確地檢查出來，會對車身維

2、修后的質(zhì)量造成影響。知識目標： 1了解車身損壞的類型、原因及損壞的部位；2掌握汽車損傷的檢查方法；3掌握車身板件銹蝕的原因及防腐蝕的方法；4掌握碰撞損傷的影響及汽車碰撞損傷的常見類型的變形特點。技能目標：1掌握車身碰撞損傷的具體修復流程；2掌握對整體式車身碰撞后的檢查和評估；3能夠針對不同的碰撞損傷制定合理的修復計劃。任務一任務一 車身損壞的類型及檢查方法車身損壞的類型及檢查方法【任務分析】【任務分析】 汽車在發(fā)生碰撞后，車身損傷的維修工作必須有據(jù)可循，才能又快又好地完成。車身維修工作既有規(guī)律，也有技巧，前提是在維修前必須對車身受損部位的位置和狀態(tài)做仔細的檢查，對碰撞損壞做出精確的判斷，掌握損

3、壞的程度、范圍和找到受損的所有部件，在此基礎(chǔ)上，制訂準確和科學的維修方案。否則，結(jié)果是不僅沒能把損傷維修好，反而會產(chǎn)生更多的損傷。 損傷檢查方法就是通過檢查和測試構(gòu)件的損傷部位，根據(jù)損傷表現(xiàn)特征及構(gòu)件的工作條件進行綜合分析、判斷，確定損傷的范圍和性質(zhì)?！净A(chǔ)知識】【基礎(chǔ)知識】一、車身損壞的類型、原因及損壞的部位 汽車在正常運用中車身的主要損傷形式為車身鈑金件的磨損、腐蝕、裂紋和斷裂。 (一)磨損 1鈑金件磨損的原因 鈑金件相互接觸的表面在外力作用下產(chǎn)生相對摩擦而引起的。 2鈑金件磨損的部位 根據(jù)鈑金件磨損的原因，鈑金件磨損的部位當然是具有相對運動的兩個件。 (1)各構(gòu)件有相對滑動或轉(zhuǎn)動處例如，

4、玻璃升降器嚙合齒輪；乘客門滑道與軸承；乘客門門泵活塞皮碗與泵體；電動刮水器蝸輪與蝸桿齒面；刮水器聯(lián)動桿之間的接頭；百葉窗片傳動銷與葉片聯(lián)動板；載貨汽車車頭翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)軸與支承座襯套；平頭式貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)軸與支承襯套等。 (2)車身各鉸鏈孔軸間的轉(zhuǎn)動處例如，發(fā)動機罩鉸鏈，各類車門鉸鏈，轎車行李艙蓋鉸鏈，載貨汽車貨廂欄板鉸鏈等。 (3)各類鎖止裝置的構(gòu)件接觸表面 即門鎖鎖舌與鎖扣；內(nèi)門鎖手柄及聯(lián)動機構(gòu)各活動接觸部位；行李艙蓋鎖止機構(gòu)各活動接觸部位等。 (4)各鈑金件間的表面接觸處 發(fā)動機罩下表面與駕駛室前上圍板表面及翼子板上表面；車門內(nèi)、外面板與門框等。 (5)松動后的各鈑金件螺栓(或鉚釘)孔

5、。(二)腐蝕 1鈑金件腐蝕的原因 (1)由于車身表面產(chǎn)生刮傷、擦傷等損壞而導致基體全外露；由于構(gòu)件表面積存泥水，使油漆層脫落車身變形造成其表面油漆起皺等都可能造成基體金屬腐蝕。 (2)空氣中的二氧化硫、氮氧化物與水和臭氧結(jié)合產(chǎn)生酸雨，酸雨會對裸露的金屬產(chǎn)生腐蝕，也可能透過漆層對金屬產(chǎn)生腐蝕，尤以鉛基顏料油漆更為嚴重。另外，酸雨對漆層產(chǎn)生腐蝕，使漆層出現(xiàn)具有清晰而黯淡的白圈，這個白圈很快褪色并脫落，形成凹坑，繼而使基體金屬露出而失去漆層的保護作用。 (3)接觸化學藥品而發(fā)生化學腐蝕。 2鈑金件腐蝕的部位 (1)客車廂，貨車駕駛室的頂部流水槽。 (2)車頭各鈑金件折角處，與加強腹板連接的夾層處，各

6、構(gòu)件間螺栓連接處。 (3)前、后擋風玻璃的上、下圓弧轉(zhuǎn)角止口處。 (4)各車門內(nèi)外板下部底槽；各車門與門框之間的縫隙處。 (5)客車地板以下部位的骨架與外蒙皮連接處。 (6)擋泥板與擋泥橡皮連接處。 (7)排氣管與消聲器。 (三)裂紋和斷裂 1鈑金件裂紋和斷裂的原因 (1)鈑金件在設(shè)計上結(jié)構(gòu)不夠合理，導致構(gòu)件局部應力集中。 (2)鈑金件在制作或焊接過程中產(chǎn)生附加應力。 (3)汽車在行駛時，車身不斷地振動，使鈑金件承受交變應力。 (4)汽車通過路況差的路面、急加速、緊急制動和急轉(zhuǎn)彎時，使車身受附加動載荷。 (5)修理工藝不合理或質(zhì)量不合格加速鈑金件裂紋的產(chǎn)生。 2鈑金件裂紋，斷裂的部位 (1)駕

7、駛室與車架連接部位，駕駛室門框前、后立柱與駕駛室底板焊接處。 (2)車門內(nèi)板前側(cè)與加固板點焊部位，車門鉸鏈附近板面剪口處。 (3)翼子板固定支架點焊處和固定螺栓孔周圍，翼子板內(nèi)、外側(cè)邊緣，車頭各構(gòu)件點焊連接部位。 (4)散熱器進、出水管與散熱器上、下水室接口處，散熱器上、下主片的四個邊角與散熱器冷卻管連接處周圍。 (5)燃油箱左、右隔板與殼體的點焊處。 (6)消聲器前、后端接口轉(zhuǎn)角處。 (7)客車第一、二立柱及各門框立柱與上邊梁的連接部位等，如圖5-1所示。 (8)螺栓孔嚴重磨損處附近的板面。圖5-1 客車前圍立柱和駕駛室門框的裂紋部位 (四)彎曲和扭曲 1鈑金件彎曲和扭曲的原因 (1)車身受

8、撞擊和擠壓。 (2)汽車行駛時的振動，使鈑金件承受交變載荷。 (3)汽車通過路況差的路面、急加速、緊急制動、急轉(zhuǎn)彎時，使車身承受附加動載荷。 2鈑金件彎曲和扭曲的部件 (1)骨架和支架離固定點的部位，門框框架；側(cè)窗框架，車身橫斷面框架。 (2)翼子板及其支架，發(fā)動機罩的側(cè)緣，前、后保險杠。 (3)客車頂篷天窗框架及覆蓋板。 (4)轎車車身左、右縱梁的前后端，行李艙蓋側(cè)緣。二、車身損傷的檢查方法1目測檢查方法 目測方法檢查車身損傷，通常檢查的部位是鈑件的連接部位、零件的棱角和邊緣部位。如果存在損傷，這些部位會出現(xiàn)錯位斷裂、鈑件裂縫、起皺、涂層有裂縫或剝落、有銹蝕等現(xiàn)象。通過觀察和簡單測量車門、翼

9、子板、發(fā)動機罩、行李箱蓋、車燈與車身之間的配合問隙是否均勻，尺寸是否符合車身維修手冊，開關(guān)車門是否順暢等來檢查車身的損傷情況。如圖5-2所示。圖5-2 目測檢查 2綜合檢查方法 僅僅從目測方法來檢查車身損傷，是沒有辦法準確掌握車身變形情況的，對車身維修方案的制訂不能提供充分的數(shù)據(jù)資料。車身損傷，應該通過目測來配合必要的、可靠的設(shè)備進行綜合檢查，過程如下。 (1)從有無車架判斷出汽車是全車架式、部分車架式、承載車身式哪一種結(jié)構(gòu)形式。 (2)根據(jù)汽車碰撞時產(chǎn)生的傷痕，通過目測來確定碰撞點。 (3)根據(jù)碰撞點傷痕的位置、形狀和波及范圍，分析碰撞力的方向及大小。 (4)根據(jù)碰撞力的作用點、大小和方向，

10、確定損壞是局限在車身上，還是涉及其他機械部件，如車輪、懸架、發(fā)動機等；沿碰撞力作用路徑檢查受損部件，直到無損壞處。 (5)利用測量工具或設(shè)備，對車身主要部位進行測量，將實測的車輛車身尺寸與車身維修手冊的標準值加以對比，找到誤差，判斷損傷程度。 (6)檢查懸架及整車的其他系統(tǒng)。3損傷檢查注意的問題 (1)首先處理玻璃碎片和金屬銳邊，不能除下的用膠帶包扎好，對金屬銳邊最好用砂輪或銼刀將其磨平，以防傷人。 (2)如果潤滑油、齒輪油等從車中滲出，要立即擦凈，以防有人滑倒。 (3)應該在照明條件比較好的場地進行損壞檢查，在檢查中如果要對較重的汽車部件進行拆卸，要有起重設(shè)備。任務二任務二 汽車板件銹蝕損傷

11、分析汽車板件銹蝕損傷分析【任務分析】【任務分析】 車身大部分的零件都是由金屬制成的，金屬的腐蝕是板件自身損傷的最常見表現(xiàn)它不同于其他的機械性損傷，很多時候無法進行直觀的檢測，當外部能發(fā)現(xiàn)的時候，腐蝕損傷已經(jīng)很嚴重了。所以對于車身板件的腐蝕損傷一定要提高警惕，在維修和保養(yǎng)過程中及時發(fā)現(xiàn)并解決，不給腐蝕創(chuàng)造條件?！净A(chǔ)知識】【基礎(chǔ)知識】一、金屬板件的腐蝕 在自然環(huán)境條件下鐵的熱力學穩(wěn)定狀態(tài)為氧化形式。因此，鐵在自然狀態(tài)下只以氧化物或碳化物形式存在，而不是以金屬形式存在。因此，鐵和鋼在大氣條件下會重新轉(zhuǎn)化為氧化物形式。將這個過程稱為腐蝕或銹蝕。由此而引起的腐蝕損壞可表現(xiàn)為外觀（表面）損壞以及因材料侵

12、蝕而造成的功能性損壞，例如車身銹穿。腐蝕分為電化學腐和化學腐蝕。1電化學腐蝕 (1)電化學腐蝕過程 在電化學腐蝕過程中，腐蝕作用通過導電水層(電解液)逐步在金屬表面擴展。潮氣形成的薄水層、縫隙中殘留的水以及手出的汗都能形成電解液。在潮濕鋼制造的房間內(nèi)或在潮濕的氣候條件下金屬表面會產(chǎn)生水膜。在這些條件下，由非合金鋼或低合金幾天后就會產(chǎn)生銹蝕痕跡。 (2)水滴下鋼表面腐蝕示例(圖5-3)位于水滴中部的鐵以Fe2+離子的形式溶解在水中。這個材料區(qū)域的作用就像一個局部陽極。在水滴的邊緣區(qū)域（由空氣中溶解的氧氣形成的）OH-離子與溶解的鐵Fe2+發(fā)生反應，首先構(gòu)成氫氧化亞鐵Fe(0H)O3然后形成鐵銹F

13、eO(OH)。鐵銹在水滴邊緣處以環(huán)狀形式析出，開始形成的銹斑導致材料進一步腐蝕，鐵銹從這些位置出發(fā)侵蝕由液體覆蓋的整個鋼材表面。 圖5-3 水滴下鋼表面腐蝕示例 這種腐蝕的過程與在原電池中發(fā)生的過程相同。原電池(圖5-4)由兩個采用不同材料的電極組成，這些電極位于導電液體(電解液)中。采用這種方案時，兩種材料中的非貴重金屬(相對而言)溶解并引起腐蝕。在鋅銅原電池中，鋅電極以鋅zn“離子形式溶解，銅電極上由于水分解而產(chǎn)生氫。兩個電極之間產(chǎn)生(較小的)電壓，電壓大小取決于電極材料。圖5-4原電池原理圖 各電極材料的電壓(標準電位)通過相對一個基準電極(H)測量來得到。圖5-5所示為電極材料的電壓系

14、列。在某一電壓系列的兩種材料中，左側(cè)是非貴重金屬材料，右側(cè)是貴重金屬材料。在一個原電池中始終是位于左側(cè)的金屬溶解。圖5-5 電極材料的電壓系列 機器和部件的許多部位處都具有原電池存在的條件。將這些區(qū)域稱為腐蝕元素或要素。為此必須存在兩種不同的金屬(電極)和一些液體(電解液)。電解腐蝕的典型例子是鋼部件金屬涂層的損壞區(qū)域，或者采用不同材料的兩個部件之間的接觸區(qū)域以及合金中的不同組織成分。 2化學腐蝕 在化學腐蝕過程中材料直接與腐蝕性物質(zhì)發(fā)生反應。在正常環(huán)境溫度下，金屬材料僅在個別情況下才與干燥的物質(zhì)發(fā)生反應。只有在溫度較高時金屬才與干燥的空氣發(fā)生反應，就是所說的高溫腐蝕。材料和腐蝕性物質(zhì)發(fā)生反應

15、時具有不同的腐蝕現(xiàn)象。 (1)表面均勻腐蝕部件表面受到均勻的腐蝕性侵蝕，如圖5-6所示。無保護措施的鋼板位于大氣中時以及產(chǎn)生氧化物時會出現(xiàn)這類腐蝕。圖5-6表面均勻腐蝕 (2)槽狀和點狀腐蝕如圖5-7所示。槽狀和點狀腐蝕進一步發(fā)展的結(jié)果是形成表面腐蝕性侵蝕層。 (3)縫隙腐蝕如果因空氣被擋住而導致存有電解液的縫隙中氧氣濃度不同，則會產(chǎn)生縫隙腐蝕。兩個部件的配合間隙(摩擦腐蝕)中、通孔與螺栓之間的間隙中(圖5-8)或在點焊連接的鋼板之間可能存在這種情況。 圖5-7 槽狀和點狀腐蝕 圖5-8 通孔與螺栓之間的腐蝕 (4)接觸腐蝕如果采用不同材料的兩個部件彼此直接靠在一起且環(huán)境潮濕(作為電解液)，則

16、會產(chǎn)生接觸腐蝕。在這種腐蝕情況下，兩個材料中的非貴重金屬(相對而言)因溶解而毀壞。使用由不用材料制成的連接螺栓作為連接件時，會產(chǎn)生接觸腐蝕。 (5)選擇性腐蝕在選擇性腐蝕過程中，腐蝕性侵蝕傾向于(選擇性)沿著材料的某些組織區(qū)域擴展。因為腐蝕出現(xiàn)在粒度區(qū)域內(nèi)，所有肉眼無法看出，因此特別危險。根據(jù)所毀壞的組織區(qū)域?qū)⑵浞譃椋簹难刂Я＿吔鐢U展時稱為晶間腐蝕；穿過晶粒腐蝕時稱為穿晶腐蝕。 (6)應力裂紋腐蝕如果材料上還存在機械應力，則對這類腐蝕敏感的材料在相應的環(huán)境條件下(腐蝕性物質(zhì))可能產(chǎn)生應力裂紋腐蝕。這種應力可能來源于加工過程中產(chǎn)生的(內(nèi))應力(例如成形加工時)，或來源于焊接時產(chǎn)生的內(nèi)應力。此

17、時材料因帶有腐蝕性裂紋而在機械載荷的作用下進一步撕裂。二、防腐措施 1改善鋼板表面狀況的重要性和基本方法 改善鋼板表面狀況的目的是通過采取合適的措施來防止發(fā)生銹蝕，或至少在技術(shù)上可實現(xiàn)的范圍內(nèi)減少腐蝕。其中一種方式是涂敷隔離層，例如由耐腐蝕金屬構(gòu)成的涂層或防止鋼板表面與腐蝕性物質(zhì)接觸的油漆層。當然，這類隔離層僅對未受干擾的表面有效。 但是，產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)中通常帶有孔、切割邊和沖孔等，在這些地方這類隔離層只能提供有限的防腐保護。在此采用了金屬涂層，這些金屬涂層不僅具有一定的隔離作用，對鐵和鋼來說還具有所謂的陰極防腐蝕作用。這種防腐蝕作用與鐵相比、尤其是與鋅和鋅合金相比，其電化學由非貴重金屬提供。

18、陰極防腐蝕是指形成一個所謂的原電池(與電池相似)，在原電池中鋼板表面為陰極，鋅涂層為陽極。存在含水的電解液中，鋼板陰極上發(fā)生氧化還原反應，鋅陽極上發(fā)生鋅溶解反應。在鋅層掉落或損傷部位(劃痕)、在孔內(nèi)或邊緣處，掉落部位周圍的鋅層優(yōu)先以鋅離子形式溶解(腐蝕)；只要掉落部位周圍有足夠的鋅，就可以保護露出的鐵或鋼表面。將其稱為鋅為鐵而做出的奉獻作用。在鋅鐵構(gòu)成的原電池中鋅表現(xiàn)為奉獻性陽極。 熱鍍鋅層是一種在防止鋼部件受大氣腐蝕方面性價比很高且很有效的保護措施?？偟脕碚f，與其他金屬涂層相比，鋅涂層具有以下特性而表現(xiàn)出色： 陰極防腐(利用所謂的奉獻作用)。陰極防腐的作用是，切割邊和劃痕或石塊撞擊等損傷處也

19、不會銹蝕。在鋼材開始腐蝕前，來自四周的鋅首先奉獻自己(作用范圍可達幾毫米)。因此即使鋅層出現(xiàn)損傷，也能保持薄板的防腐性能。這一點也適用于鋅和鎳、鋅和鋁以及鋅和鐵等構(gòu)成的合金涂層。 形成耐腐蝕面層。在空氣中形成被動防腐層作用的碳酸鋅面層。因此鋅以非常緩慢的速度腐蝕。 鋅熔點較低且溶解性好，因此加工鋅層的成本和能耗都較低。 從功能和經(jīng)濟性角度來看，鋼材的主動防腐(陰極)和被動防腐(隔離作用)是改善表面狀況的主要目標。 2維修高強度鋼板后的基本防腐原則 維修時首先在位于內(nèi)側(cè)的焊接凸緣上涂敷底漆。然后涂敷填充基料?？梢杂盟⒆油糠笞銐騊VC密封劑，以便進一步密封。也可以利用液態(tài)形式的PVC密封劑進行噴涂

20、。隨后進行的空腔防腐處理是所有防腐措施中最重要的部分。如果沒有認真執(zhí)行后續(xù)的空腔防腐措施，即使維修質(zhì)量再好也完全沒有用。表5-1所示列出了幾種防腐劑及其用途與用法。表5-1 幾種防腐劑的用途與用法 名 稱 用途與用法 底部防腐劑 蠟基防腐劑，可噴涂； 底部防腐噴劑 底部防腐劑，可噴涂； 空腔防腐劑 維修車身時對空腔進行后續(xù)處理。注入杯形噴嘴后處理材料，可噴涂； 空腔防腐噴劑 維修車身時對空腔進行防腐處理，可噴涂； 密封劑(灰色) 可噴涂的化合物，也可以用刷子涂敷，通過吸濕硬化為橡膠彈性材料。約20min后可噴漆。可噴涂涂敷20mirt后可噴漆?？蓢娡客糠?； 聚氨酯密封劑(白色) 縫隙密封，永久

21、彈性。車身密封劑，干燥迅速且可噴漆，可涂敷； 聚氨酯密封劑(黑色) 用于粘接，可噴涂； 粘接和填充基料噴劑(灰色) 用于自己動手的基料填充噴劑，僅用于鋼板基材，可噴涂； 3清除及涂敷密封防腐材料 不得用煤氣噴燈或類似的裝置燃燒PVC材料或?qū)⑵浼訜岬?80以上。此時會產(chǎn)生具有強腐蝕性的鹽酸，還會釋放出對健康有害的蒸汽。新涂層無法牢固地粘附在燃燒后的PVC上，因此以后可能會產(chǎn)生底層銹蝕。 維修后要進行的防腐措施從按要求清除維修區(qū)域內(nèi)的PVC底部防腐層、隔聲材料和縫隙密封開始。用旋轉(zhuǎn)式鋼絲刷清除PVC材料，或用電吹風加熱到最高180，然后用刮刀清除。維修后立即仔細地在原來涂有車身密封劑的所有焊縫處進

22、行密封。更換損壞的隔聲材料。新鋼板部件或由新鋼板部件構(gòu)成的空腔、焊縫和折疊處必須用防腐劑進行密封。任務三任務三 汽車車身碰撞損傷分析汽車車身碰撞損傷分析【任務分析】【任務分析】 實際上，汽車碰撞就是物體間的相互機械作用，這種作用的結(jié)果使運動狀態(tài)發(fā)生改變，甚至使車身發(fā)生變形和損傷。碰撞力是汽車發(fā)生事故時，受到其他汽車或物體的沖擊外力。這沖擊外力在其他因素的作用下形成一種沖擊能量，到達一定程度就能對汽車造成破壞。沖擊外力越大，沖擊能量就越大。由碰撞所造成的車身損壞程度主要與沖擊對象、沖擊角度和沖擊狀態(tài)有關(guān)?！净A(chǔ)知識】【基礎(chǔ)知識】一、碰撞力1碰撞力的大小 根據(jù)汽車碰撞時的能量關(guān)系，可以計算出各種情

23、況下的碰撞力大小。這里用F表示碰撞力，單位為牛頓(N)。 (1)汽車與固定物體碰撞，碰撞力為： F=mv/t (N)式中 m 汽車的質(zhì)量； V 汽車的速度； t 碰撞的時間。 (2)汽車與迎面開來的汽車相對碰撞時，碰撞力為： F=(m1v1+m2v2)/t (N)式中 m1, m2 分別為對開的兩輛汽車的速度； v1，v2 對開的兩輛汽車的速度； t 碰撞的時間。 (3)汽車與同方向行駛汽車追尾碰撞時： F=( m1v1- m2v2)/t (N) 從上述公式，可以知道同一輛汽車，不管是撞到固定的物體，還是與行駛的汽車相撞，車速越快，碰撞力也越大，也就越危險；質(zhì)量越大，碰撞力也越大。 同時也證明

24、，碰撞時間越長，碰撞力越小，汽車設(shè)計中的吸能緩沖裝置對汽車的安全保護是必要的。汽車車身的前段、后段相比中間段強度要弱，目的在于以車身的前后段變形來吸收碰撞時的沖擊能量，而不至于使乘員遭到?jīng)_擊力的撞擊而受傷。 2碰撞力的作用點 碰撞力的作用點主要體現(xiàn)在汽車與什么樣的物體相撞，和汽車車身被撞到什么位置上。可以用碰撞力與碰撞面積來分析。 f=F/A式中 f 單位面積上所受到的碰撞力； F 碰撞力； A 碰撞力作用面積。 單位面積上所受到的碰撞力越大，汽車越容易受到破壞，在碰撞力相同的情況下，面積大的物體對汽車的碰撞損傷就小些。比如汽車碰撞到一道墻的損傷就比碰撞到一根柱子時損傷要輕些，如圖5-9所示。

25、(a)與墻壁碰撞 (b)與柱子碰撞圖5-9 損傷分析 3碰撞力的方向 碰撞力的作用方向與汽車車身的損傷程度和狀態(tài)關(guān)系非常密切，不同的方向產(chǎn)生不同的構(gòu)件損壞，也造成相同構(gòu)件的不同損傷程度。 如圖5-10所示，碰撞點是在汽車前方右上角，碰撞力是A，它的方向由和角度決定。根據(jù)碰撞力A產(chǎn)生的作用，可以把它分解為三個方向的力，即B向分力、C向分力和E向分力，B向分力使汽車在垂直方向向下受到壓縮，C向分力使汽車在水平方向向后受到壓縮，E向分力使汽車在水平方向向汽車中心面方向受到壓縮。(a)側(cè)視圖 (b)俯視圖 圖5-10 沖擊力的方向 用Fa代表碰撞力A，F(xiàn)b代表B向分力，F(xiàn)c代表C向分力，F(xiàn)e代表E向分

26、力，依據(jù)圖73它們的關(guān)系如下： Fb=FAsin Fc=FAcos或 Fc=FAcos Fe=FAsin從上面關(guān)系可以看出，碰撞力的方向不同，三個分力的大小就不同，在三個方向上對汽車的破壞程度就不同。 碰撞力的方向?qū)ζ嚨钠茐模€可以通過圖511所示的例子來體現(xiàn)。 碰撞力對汽車進行沖擊時，碰撞力的方向是否通過汽車質(zhì)量的中心，對汽車造成的傷害也明顯不一樣：圖5-10(a)碰撞力通過質(zhì)量中心，汽車受損比較嚴重；圖5-10(b)碰撞力沒有通過質(zhì)量中心，沖擊力所引起的轉(zhuǎn)矩使汽車在受損的同時可能會圍繞質(zhì)量中心轉(zhuǎn)動，減輕了受損的程度。圖5-11 作用力的方向和車輛質(zhì)量中心 以上是從汽車在受到單個外力沖擊時

27、的情況，學習了碰撞力的大小、作用點、方向三要素。但實際碰撞中，往往有不確定數(shù)量的外力對汽車進行沖擊破壞，產(chǎn)生的實際變形也是復雜多樣的，所以在對汽車的損傷進行檢查時，必須在充分考慮碰撞力的三要素前提下，再綜合碰撞力的數(shù)量來分析汽車車身的受損情況，這樣才能發(fā)現(xiàn)損傷的蛛絲馬跡。二、碰撞力與應力集中 從碰撞力的計算公式中知道要使汽車在碰撞中有效地保護乘員的安全，延長碰撞的時間就是一個有效的方法。如何達到這一目的，現(xiàn)代汽車在設(shè)計時就已經(jīng)做到了。現(xiàn)代汽車車身上有許多的吸能區(qū)域，特別是汽車車身的前段和后段的吸能區(qū)在汽車碰撞中效果更加顯著。 1車身吸能裝置的吸能原理 車身上特別的吸能裝置是故意制造成薄弱的環(huán)節(jié)

28、，這些薄弱的環(huán)節(jié)在汽車發(fā)生碰撞時，最先吸收沖擊的能量而變形，減弱了沖擊力。盡管這種吸能裝置多種多樣，但都是一些制造有應力集中的構(gòu)件，常用的有孔式結(jié)構(gòu)、褶皺式結(jié)構(gòu)、波紋管狀結(jié)構(gòu)等。下面通過一個簡單例子說明碰撞力與應力集中的關(guān)系。 利用兩塊長方形的塑料薄膜，其中一塊的中間裁剪出一圓形孔，另一塊在兩側(cè)邊裁剪出半圓缺口。然后分別在薄膜兩端均勻施加一個大小一樣的拉力，很明顯地在薄膜上出現(xiàn)了條紋狀的變形，特別是圖中陰影部位更加集中，進一步增大拉力，就會在圓形孔和半圓缺口的地方拉斷。這說明圓形孔和半圓缺口的地方就是應力集中的地方，在受到外力作用下，首先變形然后斷開。應力集中，就是指材料的強度在這個地方特別低

29、。如圖5-12所示。圖5-12 應力集中 這簡單例子與汽車碰撞時的車身薄弱環(huán)節(jié)作為吸能區(qū)一樣。在維修中處理車身吸能構(gòu)件時，要注意只能矯正維修，不能進行加固。2車身應力集中部位 在檢查車身損傷情況時，熟悉車身的吸能區(qū)特點和吸能構(gòu)件的位置，也有助于我們能更好地判斷損傷程度和找到損傷位置。在汽車車身上，應力集中的情況除了在設(shè)計時需要的吸能區(qū)外，在許多地方也不可避免地存在，這些區(qū)域在汽車碰撞中也容易發(fā)生變形。如圖5-13所示為承載式車身的前部或后部在受到撞擊后發(fā)生變形的部位。打圓圈的部位是將沖擊力大部分吸收的部位，在損傷范圍的判別上是最重要的著眼點。 圖5-13 承載式車身的前部或后部受到撞擊后發(fā)生變

30、形的部位 車身應力集中的部位在車身產(chǎn)生損傷時，往往出現(xiàn)如下現(xiàn)象。(1)車門、發(fā)動機、行李箱和車頂有開口的變形。 (2)擋泥板(輪罩)和縱梁上出現(xiàn)凹坑和皺紋。 (3)懸架系統(tǒng)和發(fā)動機安裝位置產(chǎn)生變形。 (4)焊點或焊縫有裂紋。 (5)地板的支架等變形。(6)防腐層開裂。車身上常見應力破壞的位置如圖5-14所示。圖5-14 應力產(chǎn)生變形位置 3應力產(chǎn)生原因 對于汽車，最容易產(chǎn)生應力的原因有三個方面。 (1)變形 變形產(chǎn)生應力，汽車碰撞導致車身鈑件產(chǎn)生應力。 (2)過熱 因為加熱直接給予熱量，很容易使車身鈑件產(chǎn)生應力；在拉伸矯正、用鈑金錘或者墊鐵敲打，也會使鈑件過熱。 (3)不正確的焊接工藝 不正確

31、的焊接工藝很容易導致鈑件變形，主要是存在焊接應力。三、整體式車身的碰撞變形 1汽車前部碰撞變形 圖5-15所示是一輛汽車發(fā)生前部碰撞時的變形情況。前部碰撞的沖擊力取決于汽車的質(zhì)量、速度、碰撞范圍及碰撞物。碰撞程度比較輕時，保險杠會被向后推，前縱梁、保險杠支撐、前翼子板、散熱器支座、散熱器上支撐和發(fā)動機罩鎖緊支撐等也會折曲。圖5-15 整體式車身前部碰撞變形過程 如果碰撞的程度劇烈，那么前翼子板就會彎曲而觸到前車門，發(fā)動機罩鉸鏈會向上彎曲至前圍上蓋板，前縱梁也會折彎到前懸架橫梁上并使其彎曲。如果碰撞力量足夠大，前擋泥板及前車身立柱(特別是前門鉸鏈上部裝置)將會彎曲，并使車門松垮掉下。另外，前縱梁

32、會發(fā)生折皺，前懸架構(gòu)件、前圍板和前車門平面也會彎曲。如果從某一角度進行正面碰撞，前縱梁的連接點就會成為旋轉(zhuǎn)中心。由于左面和右面的前側(cè)構(gòu)件是通過前橫向構(gòu)件連接在一起的，碰撞引起的振動就會從碰撞點二側(cè)傳遞至另一側(cè)的前部構(gòu)件并引起其變形，如圖5-16所示。圖5-16 前縱梁的彎曲及斷裂效應 2汽車中部碰撞變形 當發(fā)生側(cè)面碰撞時，車門、前部構(gòu)件、車身中柱以及地板都會變形。如果中部側(cè)面碰撞比較嚴重，車門、中柱、車門檻板、頂蓋縱梁都會嚴重彎曲，甚至相反一側(cè)的中柱和頂蓋縱梁也朝碰撞相反方向變形。隨著碰撞力的增大，車輛前部和后部會產(chǎn)生與碰撞相反方向的變形，整個車輛會變成彎曲的香蕉狀，如圖5-17所示。圖5-1

33、7 整體式車身中部碰撞變形過程 當前翼子板或后頂蓋側(cè)板受到垂直方向較大的碰撞時，振動波會傳遞到汽車相反一側(cè)。當前翼子板的中心位置受到碰撞時，前輪會被推進去，振動波也會從前懸架橫梁傳至前縱梁。這樣，懸架元件就會損傷，前輪的中心線和基線也都會改變。發(fā)生側(cè)向的碰撞時，轉(zhuǎn)向裝置的連桿及齒輪齒條的配合也將被損壞。 3汽車后部碰撞變形 汽車后部碰撞時其受損程度取決于碰撞面的面積、碰撞時的車速、碰撞物及汽車的質(zhì)量等因素。如果碰撞力小，后保險杠、后地板、行李箱蓋及行李箱地板可能會變形。如果碰撞力大，相互垂直的鋼板會彎曲，后頂蓋頂板會塌陷至頂板底面。而對于四門汽車，車身中柱也可能會彎曲，如圖5-18所示。 在汽

34、車的后部由于有吸能區(qū)，碰撞時一般只在車身后部發(fā)生變形，保護中部乘客室的完整和安全。圖5-18 整體式車身后部碰撞力不同時受損情況 4汽車頂部碰撞變形 當墜落物體砸到汽車頂部時，除車頂鋼板受損外，車頂縱梁、后頂蓋側(cè)板和車窗也可能同時被損傷。在汽車發(fā)生翻滾時，車的頂部頂蓋、中柱，車下部的懸架會嚴重損傷，懸架固定點的部件也會受到損傷。 如果車身中柱和車頂鋼板彎曲，那么相反一端的中柱同樣也會損壞。由于汽車傾翻的形式不同，車身的前部及后部部件的損傷也不同。就這些情況而言，汽車損傷程度可通過車窗及車門的變形狀況來確定，如圖5-19所示。圖5-19 汽車翻滾碰撞變形過程 5整體式車身碰撞損傷的類型 整體式車

35、身結(jié)構(gòu)的碰撞損傷是按彎曲變形、斷裂變形、增寬變形和扭轉(zhuǎn)變形的順序進行的。 (1)彎曲變形。在碰撞的瞬間，由于汽車結(jié)構(gòu)具有彈性，使碰撞振動傳遞到較遠距離的大部分區(qū)域，從而引起中央結(jié)構(gòu)上橫向及垂直方向的彎曲變形。左右彎曲通常通過測量寬度或?qū)蔷€、上下彎曲變形通常通過測量車身部件的高度是否超出配合公差來判別。與車架式車身結(jié)構(gòu)的彎曲變形相似，這一變形可能僅發(fā)生在汽車的一側(cè)，如圖5-20所示。 圖5-20 整體式車身的彎曲變形 圖5-21 整體式車身的斷裂變形 (2)斷裂變形。如圖5-21所示，在碰撞過程中，碰撞點會產(chǎn)生顯著的擠壓，碰撞的能量被結(jié)構(gòu)的折曲變形吸收，以保護乘坐室。而較遠距離的部位則可能會皺

36、折、斷裂或者松動。測量車身部件長度是否超出配合公差來判別是否為斷裂變形。 (3)增寬變形。如圖5-22所示，增寬變形與車架式車身上的左右彎曲變形相似，可以通過測量車身高度和寬度是否超出配合公差來判別。對于性能良好的整體式車身來說，碰撞力會使側(cè)面結(jié)構(gòu)偏向外側(cè)彎曲，偏離乘客，同時縱梁和車門縫隙也將變形。 (4)扭轉(zhuǎn)變形。如圖5-23所示，整體式車身的扭轉(zhuǎn)變形與車架式車身相似，可以通過測量其高度和寬度是否超出配合公差進行判別。由于扭轉(zhuǎn)變形是碰撞的最后結(jié)果，即使最初的碰撞直接作用在中心點上，但再次的沖擊還是能夠產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力引起汽車結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形。 圖5-22 整體式車身的增寬變形 圖5-23 整體式車身

37、的扭轉(zhuǎn)變形 除無菱形變形外，整體式車身和車架式車身上的變形類型是極為相近的，但是整體式車身的損傷要復雜得多。整體式車身的修復與車架式車身的修復步驟一樣，采用后進先出的方法，首先校正最后發(fā)生的損傷，這是修復整體式車身的最佳方法。四、整體式車身碰撞損傷程度的評估 1.目測觀察確定損傷的程度 在大多數(shù)情況下，在碰撞部位能夠觀察出結(jié)構(gòu)損傷的跡象。用肉眼檢查后，進行總體估測，從碰撞的位置估計汽車受撞大小及方向，判斷碰撞如何擴散并造成損傷。在估測中，先探查汽車上是否有扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，再設(shè)法確定出損傷的位置及各種損傷是否由同一碰撞引起的。 (1)車身上容易識別的損傷變形部位。在碰撞中碰撞力穿過車身剛性大的部件傳遞，如車身前立柱(A支柱)、車頂縱梁、地板縱梁等箱形截面梁，最終傳遞深入至車身部件內(nèi)并損壞薄弱部件。因此，要找出汽車損傷，必須沿著碰撞力擴散的路徑，按順序一處一處的進行檢查，確認出變形情況。檢查中要特別仔細觀察板件連接點有沒有錯位斷裂，加固材料(如加固件、蓋板、加