汽車車身結(jié)構(gòu)性能概述ppt課件.ppt

1、汽車車身結(jié)構(gòu)性能概述,1,概述,今天，車身作為汽車的重要組成部分，在很大的程度上影響汽車的商品價(jià)值和銷售 近20年，隨著車速的提高，人們對(duì)汽車安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和耐久性的要求愈來(lái)愈高 能源的緊缺和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，迫使車身結(jié)構(gòu)輕量化、低成本；并引發(fā)材料業(yè)與制造業(yè)的日新月異，促使設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法的不斷改進(jìn),2,概述,我國(guó)： 逐漸走自主開發(fā)的道路 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：基于功能的設(shè)計(jì)面向性能的設(shè)計(jì) 強(qiáng)調(diào)應(yīng)用CAD/CAE核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 車身性能 安全性 NVH性能 耐久性 強(qiáng)度、輕量化 可制造性 生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度等,3,企業(yè)對(duì)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的要求,傳統(tǒng) 構(gòu)造、計(jì)算、布置、試驗(yàn)方面的專業(yè)人才

2、 具有扎實(shí)的在基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)知識(shí) 現(xiàn)代/將來(lái),4,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前已完成工作 汽車總體設(shè)計(jì) 車身總布置設(shè)計(jì) 車身外形和內(nèi)飾設(shè)計(jì),5,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成構(gòu)成車身的結(jié)構(gòu)件的形狀、尺寸、材料、以及結(jié)構(gòu)件之間聯(lián)接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)功能、性能的設(shè)計(jì) 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 功能設(shè)計(jì)，安裝、固定、連接、密封等，如支撐發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等 性能設(shè)計(jì)，如安全性、噪音控制等 靜剛度：扭轉(zhuǎn)和彎曲 靜強(qiáng)度: 大的外覆蓋件 動(dòng)剛度: 模態(tài)、頻率 碰撞強(qiáng)度（乘員和行人保護(hù)） 成本 NVH 防腐 重量 適用法規(guī),6,7,傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟,確定車體的構(gòu)件組成，分出主要、次要件，其目標(biāo)

3、是：使車體成為一個(gè)連續(xù)的完整的受力系統(tǒng) 確定主要桿件的截面型式-閉或開式 確定截面的構(gòu)成方式、與其它部件的配合關(guān)系、密封和外形的要求、內(nèi)、外裝飾板的固定方法以及相關(guān)的制造方法 繪制截面過(guò)渡草圖 化分分總成，分塊 應(yīng)力計(jì)算 繪制零件圖,8,現(xiàn)代車身結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì),以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理和優(yōu)化方法作為白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 抓住目標(biāo)性能，從產(chǎn)品選型，各項(xiàng)指標(biāo)的確立，到綜合性能的考慮，并行工程的實(shí)施（工藝、制造、材料、供應(yīng)商等的確立）；從概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段；從力學(xué)模型的建立到各階段結(jié)束所必須的驗(yàn)證；每一個(gè)里程碑的完成和繼續(xù)，都要采用當(dāng)前的先進(jìn)方法和手段 借鑒國(guó)外先進(jìn)汽車生產(chǎn)企業(yè)車身開發(fā)的理論

4、、方法、技術(shù)、手段和流程,9,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本約束和目標(biāo),強(qiáng)度：車身結(jié)構(gòu)必須能夠承受在其整個(gè)使用壽命周期內(nèi)可能遇到的所有靜力和動(dòng)力負(fù)荷,使用：必須提供一個(gè)舒適愜意的車內(nèi)空間、滿意的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性以及對(duì)大自然的影響的抵御能力，滿足各種環(huán)境下的使用要求,振動(dòng)、噪聲：必須提供對(duì)車內(nèi)外噪音源的吸聲、隔聲,輕量化：重量輕，需要能量最小,安全：提供對(duì)乘員、行人的安全保護(hù),材料：所用材料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，便于高效率地制造和裝配，能再循環(huán)和使用,10,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,基本的強(qiáng)度、耐久性要求 乘客滿意度準(zhǔn)則： 平順性、 噪聲環(huán)境 安全準(zhǔn)則： 減少傷害的可能性 將乘員被從車內(nèi)拋出的可能性降至最小 保

5、證與安全有關(guān)的零件有足夠的強(qiáng)度 將失火的危險(xiǎn)降至最低 乘員能方便地逃逸 整車結(jié)構(gòu) 48.3km/h正面固定壁障沖擊（MVSS204、MVSS212、301） 轉(zhuǎn)向機(jī)向后位移 擋風(fēng)玻璃安裝條 燃料系的完整性 48.3km/h后面移動(dòng)壁障沖擊（MVSS301） 32.2km/h側(cè)向移動(dòng)壁障沖擊（MVSS301） 車頂撞壓抗力試驗(yàn),11,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,車門零部件 側(cè)門強(qiáng)度（MVSS214） 門鎖組件（MVSS206） 保險(xiǎn)杠組件 8km/h的縱向擺錘撞擊 5km/h的30度角擺錘撞擊 8km/h的縱向障礙物撞擊 座位組件 頭部保護(hù)裝置(MVSS202) 座位總成(MVSS207) 座椅安全帶固定

6、裝置(MVSS210),12,現(xiàn)代汽車車身結(jié)構(gòu)分析方法,包括數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析方法 數(shù)值模擬方法主要是有限元法 依據(jù)技術(shù)資料建立車身結(jié)構(gòu)有限元分析模型，再應(yīng)用有限元分析軟件計(jì)算和分析車身結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)，甚至進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析和試驗(yàn)仿真分析 可以在車身結(jié)構(gòu)開發(fā)初期就分析、預(yù)測(cè)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)，從而在產(chǎn)品試制或生產(chǎn)之前就盡可能避免各種設(shè)計(jì)缺陷，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和成功率 有限元方法的精度取決于模型、工況和分析方法，取決于對(duì)有限元基本知識(shí)的理解、軟件應(yīng)用和工程經(jīng)驗(yàn),13,車身結(jié)構(gòu)CAE分析,14,15,現(xiàn)代汽車車身結(jié)構(gòu)分析方法,現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)分析法主要是電測(cè)法 應(yīng)用傳感器、測(cè)量和分析儀器，對(duì)

7、車身實(shí)物（白車身結(jié)構(gòu)、零部件等）進(jìn)行支承、加載和測(cè)試 實(shí)驗(yàn)分析方法信息雖然沒(méi)有數(shù)值分析方法充分，但它更直觀可信，是數(shù)值分析模型驗(yàn)證的主要手段,16,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史,自行車-汽車的技術(shù)先驅(qū) 第一種大量生產(chǎn)、用于人員運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器 1816-1818首次將兩輪車的思想變?yōu)閷?shí)物 1885年，現(xiàn)代自行車的基本型在商業(yè)上獲得成功 由此出現(xiàn)的種種變革的要求為汽車的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ) 向自己驅(qū)動(dòng)的車輛過(guò)渡 三輪電能驅(qū)動(dòng)車 蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的四輪車 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車 荷蘭人Christiaan Huygens、法國(guó)人Etienne Lenoir、德國(guó)人Nicholas A. Otto、英國(guó)人Lanchester 根據(jù)基本原理進(jìn)行功能性設(shè)計(jì) 鋼管銅焊構(gòu)成車架,17,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史,大量生產(chǎn)時(shí)期（1900-1927年） 大約五百多家汽車生產(chǎn)公司 1929年，產(chǎn)生了“設(shè)計(jì)”車身結(jié)構(gòu)以使汽車有較輕重量的“需要” 1900年，出現(xiàn)了第一個(gè)金屬車身專利 主體仍然是木、鋼結(jié)構(gòu)的車身 美觀和舒適的時(shí)期（1927-1956年） 提出了對(duì)汽車的基本需求 經(jīng)濟(jì)、耐久、可靠 舒適、吸引人 操縱、使用安全,18,車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史,1926年開始出現(xiàn)車身造型設(shè)計(jì)的實(shí)踐 借助于試驗(yàn)和其它的一些基本工具，對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的設(shè)計(jì)