汽車車身結構與設計(第二章)

汽車車身結構與設計北京理工大學機械與車輛學院林程教授王文偉副教授陳瀟凱副教授2016第一節(jié)

現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程第二章車身開發(fā)流程和設計方法一、傳統(tǒng)車身開發(fā)流程與方法對車身這樣復雜的空間曲面外形采取了一整套特殊的實物(如外形樣板和主模型等)模擬和“移形”(模擬量傳遞)的辦法。在產品設計、生產準備和投產等階段中，實物可以補充圖樣之不足，保證成套工藝裝備(模具和裝焊夾具等)之間乃至零部件之間的協(xié)調驗證。傳統(tǒng)的車身開發(fā)流程概念草圖和外形效果圖膠帶圖1:5車身布置圖車身側視圖車身前后視圖雕塑1:5油泥模型雕塑1:5油泥模型1:5油泥模型1:5木模型油泥模型工具制作1:1模型1:1卡車模型繪制主圖板繪制主圖板是最關鍵的一環(huán)。為了確保尺寸精度和穩(wěn)定性,往往以1:1的比例繪制在刻有坐標網格線的鋁板上，利用鋁板不變形的特性來保證主圖板尺寸的穩(wěn)定性，而鋁板則固定于一木制平臺上。主圖板上不需要標注尺寸，但需要能反映出車身上的主要輪廓線(包括一系列的截面曲線)、各零件的裝配關系和結構截面，有時還要進行可動件(如車門、發(fā)動機蓋等)運動軌跡的校核。車身主圖版車身主圖板返回車身零件圖返回制造車身主模型主模型是根據(jù)主圖板、車身零件圖等制造的1:1實體模型，是重要的設計資料之一，同時也是制造沖模、胎具、裝焊夾具、檢驗樣架的主要依據(jù)，還是大量生產汽車車身時不可缺少的依據(jù)。主模型可以按車身覆蓋件在車身中的位置分為外主模型和內主模型兩部分。在汽車的整個投產過程中,主模型有點相當于“米原器”的作用，因此要求其尺寸十分準確。制作主模型傳統(tǒng)開發(fā)流程的問題傳統(tǒng)的車身設計過程和方法需要依靠人力經過繪畫—油泥模型—主圖板—主模型等多次反復測量、反復修改才能確定,導致車身的開發(fā)周期長、成本高,而且靠“移形”的辦法設計精度難以保證。例如:由主圖板制作主模型,由主模型加工藝補充制造工藝模型,再由工藝模型反靠加工沖模。因原始數(shù)據(jù)經過多環(huán)節(jié)的轉換,人為的和設備造成的誤差在所難免,從而導致加工出的沖模精度無法保證。利用計算機代替部分人的勞動,進入現(xiàn)代車身開發(fā)階段勢在必行。二、現(xiàn)代車身產品開發(fā)流程隨著計算機技術的發(fā)展,計算機輔助開發(fā)技術CAX(CAS、CAD、CAE、CAM等)在車身設計中的應用不斷深入,基于全數(shù)字化的虛擬車身開發(fā)技術已經成熟,車身產品的開發(fā)也進入了現(xiàn)代車身產品開發(fā)階段,其開發(fā)流程、開發(fā)方法和開發(fā)技術也發(fā)生了根本性的變化。整車開發(fā)流程主要圍繞三個方面,即開發(fā)一輛什么樣的車、怎樣開發(fā)設計這樣的車、怎樣將設計開發(fā)好的新車型批量制造出來。在整個開發(fā)流程中,對每一個階段的開發(fā)進程都設有一個審查、驗收的關鍵里程碑,在每個里程碑,對新車型的所有指標都必須經過嚴格考核?，F(xiàn)代車身產品開發(fā)流程車身產品開發(fā)階段產品規(guī)劃：規(guī)劃和定義車身產品開發(fā)的指導原則、開發(fā)內容、關鍵技術、性能指標、實施路線和風險分析等事項。車身產品對標分析(Benchmarking)是產品規(guī)劃中一項主要的基礎工作。概念設計：確定方案和參數(shù)，包括車身總布置、車身造型、結構可行性研究。是以車身產品規(guī)劃為依據(jù)，將造型概念和工程結構有機結合，將創(chuàng)意轉換為方案的實現(xiàn)過程。主要包括車身總布置、車身造型和結構可行性研究三大方面。技術設計：進行結構方面詳細的設計工作，包括三維結構設計、CAE分析和二維工程圖設計三大方面。產品試制：包括設計試制、試驗試制和生產前試制，分別對應完成A/B/C三類樣車，實現(xiàn)功能驗證、性能驗證和技術認可產品試驗：包括整車試驗、白車身試驗、系統(tǒng)試驗、零部件試驗，對應A/B/C三類樣車。分為性能試驗和可靠性試驗，按步驟進行。生產準備：完成一到兩輪試制和試驗后，最后凍結設計全面啟動。概念設計階段的性能分析項目CAE分析內容EBOM完成工程制圖后,需將部件和零件按照它們所屬裝配關系編成“組冶及其下屬的“分組”號碼,通常用工程零件報表(EngineeringBillofMaterial,EBOM)體現(xiàn)零件名稱、圖號、數(shù)量、層級、材料、工藝等信息。