《汽车车身结构与设计》教材同步PPT课件

《汽车车身结构与设计》教材同步PPT课件,汽车车身结构与设计,汽车,车身,结构,设计,教材,同步,PPT,课件 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计1.了解轿车车身结构的总体设计要求；了解轿车车身结构的总体设计要求；2.掌握轿车车身结构的划分；掌握轿车车身结构的划分；3.掌握车身结构强度与刚度设计方法；掌握车身结构强度与刚度设计方法；4.了解车身结构动力学性能设计；了解车身结构动力学性能设计；5.熟悉车身强度与刚度试验。熟悉车身强度与刚度试验。知识要点知识要点能力要求能力要求相关知识相关知识轿车车身结构分析与设计轿车车身结构分析与设计1.了解轿车车身结构的总体设计要求了解轿车车身结构的总体设计要求2.掌握轿车车身结构的划分特点掌握轿车车身结构的划分特点3.掌握轿车车身的结构件和覆盖件的结构特点、掌握轿车车身的结构件和覆盖件的结构特点、分析方法与设计要求分析方法与设计要求4.掌握轿车车身的焊接接头特点和设计要求掌握轿车车身的焊接接头特点和设计要求结构件设计、覆盖件设结构件设计、覆盖件设计、焊接接头设计计、焊接接头设计轿车车身结构的强度与刚轿车车身结构的强度与刚度设计度设计1.理解轿车车身结构的静强度、理解轿车车身结构的静强度、疲劳强度、刚度疲劳强度、刚度的的含义含义2.掌握轿车车身静强度设计方法掌握轿车车身静强度设计方法3.了解轿车车身疲劳强度设计理论了解轿车车身疲劳强度设计理论4.了解车身整体刚度设计方法了解车身整体刚度设计方法静强度、疲劳强度、刚静强度、疲劳强度、刚度、设计准则度、设计准则车身结构的动力学性能设车身结构的动力学性能设计计1.了解车身结构的振动特性了解车身结构的振动特性2.了解车身结构的动力学性能设计方法了解车身结构的动力学性能设计方法振动模态、灵敏度振动模态、灵敏度车身强度与刚度试验车身强度与刚度试验1.熟悉车门强度与安全带固定点强度试验方法熟悉车门强度与安全带固定点强度试验方法2.掌握车身弯曲扭转刚度试验方法掌握车身弯曲扭转刚度试验方法3.了解车身动态试验了解车身动态试验车身弯曲扭转刚度试验车身弯曲扭转刚度试验台台汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1 车身车身结构总体分析结构总体分析与设计与设计3.1.1车身车身结构的总体设计要求结构的总体设计要求 车身结构设计的总体要求是在满足功能要求的前提下，提高整车性能，增强车身结构设计的总体要求是在满足功能要求的前提下，提高整车性能，增强实用性和美观性，降低生产和使用成本。具体考虑以下几方面：实用性和美观性，降低生产和使用成本。具体考虑以下几方面：1）车身结构设计首先要明确车身的承载形式，并对其做出载荷分析，以便）车身结构设计首先要明确车身的承载形式，并对其做出载荷分析，以便使载荷在整个车身上分配合理。在此基础上进一步做出局部载荷分析，确定各使载荷在整个车身上分配合理。在此基础上进一步做出局部载荷分析，确定各构件的结构形式和连接方式。构件的结构形式和连接方式。2）车身结构设计时应充分考虑结构强度、抗弯扭刚度、制造工艺等，确保）车身结构设计时应充分考虑结构强度、抗弯扭刚度、制造工艺等，确保其安全性，同时应满足防尘、隔声、降噪性能等设计要求。优良的结构设计可其安全性，同时应满足防尘、隔声、降噪性能等设计要求。优良的结构设计可有利于实现轻量化，从而改善整车性能，降低成本。有利于实现轻量化，从而改善整车性能，降低成本。3）轿车车身结构设计是以车身造型设计为基础，进行车身强度设计和功能）轿车车身结构设计是以车身造型设计为基础，进行车身强度设计和功能设计，以期最终找到合理的车身结构形式。其设计质量的优劣关系到车身内外设计，以期最终找到合理的车身结构形式。其设计质量的优劣关系到车身内外造型能否顺利实现和车身各种功能能否正常发挥，所以它是完成整个车身开发造型能否顺利实现和车身各种功能能否正常发挥，所以它是完成整个车身开发设计的关键环节。设计的关键环节。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1.2 车身结构整体设计车身结构整体设计 车车身结构装配顺序：冲压零件身结构装配顺序：冲压零件合件合件分总成分总成总成。总成。1.车身结构分块应遵循的原则车身结构分块应遵循的原则车身分块的数量和尺寸大小直接影响车身冲压工艺性和经济性。分块一般应遵车身分块的数量和尺寸大小直接影响车身冲压工艺性和经济性。分块一般应遵循以下原则：循以下原则：1）分块数目应尽可能少。覆盖件的分块应根据企业的设备情况与技术水平来确）分块数目应尽可能少。覆盖件的分块应根据企业的设备情况与技术水平来确定，整个车身分块的零件数目应尽可能少，以便减少装配误差，也使接口处有定，整个车身分块的零件数目应尽可能少，以便减少装配误差，也使接口处有良好的装配工艺性。良好的装配工艺性。2）分块时应考虑零件的成形工艺性。主要指冲压、压弯、拉深等工艺要求。）分块时应考虑零件的成形工艺性。主要指冲压、压弯、拉深等工艺要求。3）最大覆盖件零件的展开尺寸不能超过板材的尺寸规格。）最大覆盖件零件的展开尺寸不能超过板材的尺寸规格。4）零件分块结构要合理。在保证装配精度的条件下，具有良好的装配工艺性）零件分块结构要合理。在保证装配精度的条件下，具有良好的装配工艺性（主要是焊接工艺性）以及车身整体组装后的外形美观性。（主要是焊接工艺性）以及车身整体组装后的外形美观性。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计2.车身结构分析与设计车身结构分析与设计 车身结构的划分与零件的冲压工艺性、焊接工艺性及制造装配精度均有很车身结构的划分与零件的冲压工艺性、焊接工艺性及制造装配精度均有很大关系，同时还影响产品的系列化、标准化，影响生产率、生产组织、工时的大关系，同时还影响产品的系列化、标准化，影响生产率、生产组织、工时的平衡和设备的复杂程度。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，还可有平衡和设备的复杂程度。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，还可有效简化工艺，提高生产率，改善车身结构的焊接工艺性。考虑角度不同，车身效简化工艺，提高生产率，改善车身结构的焊接工艺性。考虑角度不同，车身结构划分方法一般有多种。结构划分方法一般有多种。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计1）从焊从焊接工艺考虑接工艺考虑 将车身结构分为以下分总成，其焊接顺序：底架总成将车身结构分为以下分总成，其焊接顺序：底架总成 侧围总成侧围总成 顶盖、顶盖支承总成顶盖、顶盖支承总成 散热器支架、车身后围板总成散热器支架、车身后围板总成 白车身结构总成白车身结构总成轿车车身总成结构的划分轿车车身总成结构的划分1-顶盖顶盖 2-后围板总成后围板总成 3-侧围总成侧围总成 4-顶盖支承总成顶盖支承总成 5-散热器支架散热器支架6-底架总成底架总成 7-顶盖后加强板顶盖后加强板 8-后翼子板后翼子板 9-前指梁前指梁汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计案例：案例：轿车车身两种不同的结构划分方案轿车车身两种不同的结构划分方案 a)分块方法一分块方法一 b)分块方法二分块方法二1-底架底架 2-门槛门槛 3-中柱中柱 4-前柱前柱 5-前轮罩前轮罩 6-前围前围 7-顶盖顶盖 8-侧壁侧壁 9-前围窗框前围窗框 10-后风窗后风窗汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计2）从前、中、后三部分车身总成考虑从前、中、后三部分车身总成考虑（1）前部）前部 车身前部敞开部分承受较大的集中力，如动力总成、散热器、前车身前部敞开部分承受较大的集中力，如动力总成、散热器、前板制件的重力和前悬架支承力等板制件的重力和前悬架支承力等，这些力主要由两根对称的前纵梁支承，并，这些力主要由两根对称的前纵梁支承，并传至整个车身前部结构；传至整个车身前部结构；车身前部的结构设计必须使其能有效地吸收冲击能量；车身前部的结构设计必须使其能有效地吸收冲击能量；前围板总成应有可将外部空气导入车室内的通风口，并具有阻止发动机前围板总成应有可将外部空气导入车室内的通风口，并具有阻止发动机噪声透过前围板传入乘坐室的作用噪声透过前围板传入乘坐室的作用；还要在散热器框架周围安装前照灯、散热器和空气冷凝器等还要在散热器框架周围安装前照灯、散热器和空气冷凝器等。（2）中部）中部 轿车中部是乘坐室部分，主要承受分散在地板上的重力，如车身轿车中部是乘坐室部分，主要承受分散在地板上的重力，如车身装备和乘员的重力、悬挂在门柱上的车门重力等。装备和乘员的重力、悬挂在门柱上的车门重力等。（3）后部）后部 行李箱承受燃油箱、行李和备胎等重力，后纵梁承受后悬架的行李箱承受燃油箱、行李和备胎等重力，后纵梁承受后悬架的支承力。支承力。车身结构总成无论怎样划分，其分总成的零件尺寸大、形状、结构复杂，截车身结构总成无论怎样划分，其分总成的零件尺寸大、形状、结构复杂，截面和翻边形式多样，这就体现了车身结构的复杂性面和翻边形式多样，这就体现了车身结构的复杂性 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计 碰撞载荷是汽车车身在使用过程中遇到的极端载荷情况。为了有效地保碰撞载荷是汽车车身在使用过程中遇到的极端载荷情况。为了有效地保护乘员安全，车身结构在整车上应符合护乘员安全，车身结构在整车上应符合“两端软中间硬两端软中间硬”的原则，以保证的原则，以保证纵向碰撞发生时，车身前部或后部吸收纵向碰撞发生时，车身前部或后部吸收80以上的碰撞能量。为此，可以以上的碰撞能量。为此，可以通过通过合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量的能力达到此目的。由于纵向的能力达到此目的。由于纵向碰撞发生时，能量的碰撞发生时，能量的70需由车身纵梁吸收，因此纵梁的作用尤为重要。需由车身纵梁吸收，因此纵梁的作用尤为重要。碰撞时可碰撞时可依靠局部变形吸收能量依靠局部变形吸收能量，从而减少中部乘员室变形的可能性。，从而减少中部乘员室变形的可能性。局局部变形可依靠梁的局部弯曲或局部发生皱折来实现部变形可依靠梁的局部弯曲或局部发生皱折来实现。利用现代技术在中空。利用现代技术在中空管状梁内施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。设计中，一般应管状梁内施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。设计中，一般应在车身前部和后部预留在车身前部和后部预留5080cm的空间供变形用。此外，因碰撞能量的约的空间供变形用。此外，因碰撞能量的约30靠轮罩吸收，故需充分注意轮罩与地板和纵梁的联接。靠轮罩吸收，故需充分注意轮罩与地板和纵梁的联接。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.车身结构分离面车身结构分离面 将将白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可分为两类：离面。分离面可分为两类：（1）设计分离面）设计分离面 根据使用和构造上的特点，可将车身分为单独进行装配的分总成，根据使用和构造上的特点，可将车身分为单独进行装配的分总成，如车身本体、发动机罩、行李箱盖、车门等，这些分总成之间的结合面，如车身本体、发动机罩、行李箱盖、车门等，这些分总成之间的结合面，称为称为设计分离面设计分离面。设计分离面一般采用。设计分离面一般采用可拆卸的连接可拆卸的连接，如铰链连接，以，如铰链连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计（2）工艺分离面）工艺分离面 在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些下一级分总成或组件之间的结合面，称为下一级分总成或组件之间的结合面，称为工艺分离面工艺分离面。如车身本体总成。如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成分别平行进行单独焊装，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的分别平行进行单独焊装，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。结合面就是工艺分离面。工艺分离面一般采用工艺分离面一般采用不可拆卸的连接不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最方法，如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。终构成一个统一的刚性整体。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1.3 车身车身结构件的分析与设计结构件的分析与设计 轿轿车行驶时，车身不仅要受到在垂直方向上的车身自重和固定在车身上的所车行驶时，车身不仅要受到在垂直方向上的车身自重和固定在车身上的所有总成和设备的重力，以及乘员和行李的重力作用，同时还受到由悬架和轮有总成和设备的重力，以及乘员和行李的重力作用，同时还受到由悬架和轮胎传来的侧向力与纵向力，以及惯性力和空气阻力等，有时还会受到碰撞载胎传来的侧向力与纵向力，以及惯性力和空气阻力等，有时还会受到碰撞载荷的作用，这些力都是由车身的承力结构件来承担。因此，荷的作用，这些力都是由车身的承力结构件来承担。因此，车身结构件是保车身结构件是保证车身所要求的强度和刚度的基础构件证车身所要求的强度和刚度的基础构件。1.车身结构件分类车身结构件分类 1）功能件）功能件 如车身底架纵梁、门如车身底架纵梁、门立柱、窗框、门槛等。立柱、窗框、门槛等。2）加强件）加强件 结构加强件主要用于增强板件的刚度，提高各构件的连接强结构加强件主要用于增强板件的刚度，提高各构件的连接强度。度。如如车门加强板用以提高附件安装部位的刚度和连接强度。再如地板加强横梁、车门加强板用以提高附件安装部位的刚度和连接强度。再如地板加强横梁、车门铰链安装加强板等。车门铰链安装加强板等。3）非承载构件）非承载构件 它是为安装附件而设置的，如顶盖上为安装顶窗而设置的框它是为安装附件而设置的，如顶盖上为安装顶窗而设置的框架等。架等。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计 2.车身结构件截面形状的选择车身结构件截面形状的选择 车身结构件一般为薄壁杆件。根据承受弯曲和扭转力的大小，结构件的截面通常车身结构件一般为薄壁杆件。根据承受弯曲和扭转力的大小，结构件的截面通常设计成闭口或半开口的形状，其截面形状和尺寸对其截面特性有很大影响，由刚度设计成闭口或半开口的形状，其截面形状和尺寸对其截面特性有很大影响，由刚度分析可知，与刚度有关的参数除了材料性质以外，主要是分析可知，与刚度有关的参数除了材料性质以外，主要是弯曲惯性矩和扭转惯性矩弯曲惯性矩和扭转惯性矩等截面特性等截面特性。在材料面积和板厚保持不变的情况下，闭口截面的抗弯性能稍次于开。在材料面积和板厚保持不变的情况下，闭口截面的抗弯性能稍次于开口截面，但闭口截面得扭转惯性矩比开口截面大很多。口截面，但闭口截面得扭转惯性矩比开口截面大很多。表中表中 截面的扭转惯性矩，截面的扭转惯性矩，对主惯性轴的惯性矩，对主惯性轴的惯性矩，抗弯截面系数，抗弯截面系数，抗扭截面系数抗扭截面系数 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计对于承载式车身结构件，为了提高其扭转刚度，全部采用闭口截对于承载式车身结构件，为了提高其扭转刚度，全部采用闭口截面。面。a)顶盖侧梁顶盖侧梁 b）中支柱）中支柱 c）前风扇支柱）前风扇支柱 d）后风扇支柱）后风扇支柱 e）门槛门槛车身结构件的典型截面示意图车身结构件的典型截面示意图汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.车身结构件车身结构件设计要求设计要求 设计车身结构件时，应注意以下几个方面：设计车身结构件时，应注意以下几个方面：1）截面形状过渡处应避免应力集中。）截面形状过渡处应避免应力集中。为了防止受力构件的截面发生突变而引为了防止受力构件的截面发生突变而引起应力集中，诱发裂纹产生从而导致疲劳破坏，因此，截面形状突变处要逐起应力集中，诱发裂纹产生从而导致疲劳破坏，因此，截面形状突变处要逐步过渡，合理选择截面形状和尺寸，避免截面急剧变化。步过渡，合理选择截面形状和尺寸，避免截面急剧变化。2）车身结构件不仅要满足）车身结构件不仅要满足强度和刚度的要求强度和刚度的要求，而且应使车身结构形成一个，而且应使车身结构形成一个连连续完整的受力系统和合理的载荷路径续完整的受力系统和合理的载荷路径；同时部分结构件应能；同时部分结构件应能吸收一定的碰撞吸收一定的碰撞能量能量。3）设计加强板时，）设计加强板时，加强板两端的形状应逐渐变化加强板两端的形状应逐渐变化，保证其连接部位的刚度不，保证其连接部位的刚度不发生突变。另外，发生突变。另外，应合理设计加强板的大小和厚度应合理设计加强板的大小和厚度。若加强板太小，则不足。若加强板太小，则不足以将集中载荷通过加强板分散在较大的面积上；加强板太大，则会增加质量。以将集中载荷通过加强板分散在较大的面积上；加强板太大，则会增加质量。一般加强板的厚度应比被加强件的板料厚，但二者厚度不宜相差太大。一般加强板的厚度应比被加强件的板料厚，但二者厚度不宜相差太大。4）要满足相邻部件的性能要求，如要适应门锁、铰链、限位器等的安装和性）要满足相邻部件的性能要求，如要适应门锁、铰链、限位器等的安装和性能要求。能要求。5）不能破坏造型设计，外露骨架要与车身外形相适应。）不能破坏造型设计，外露骨架要与车身外形相适应。6）还应具有装配功能，如完成与车门、发动机罩、行李箱盖的动态配合等。）还应具有装配功能，如完成与车门、发动机罩、行李箱盖的动态配合等。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车在行驶时，车身结构中易出现载荷分配不均衡和结构刚度不适应载荷要求汽车在行驶时，车身结构中易出现载荷分配不均衡和结构刚度不适应载荷要求的情况，将影响承载系统的总变形，出现结构变形不均衡的现象的情况，将影响承载系统的总变形，出现结构变形不均衡的现象。因此，在。因此，在构构件布置设计时，尤其要注意乘坐室与前部敞开部分相连接件布置设计时，尤其要注意乘坐室与前部敞开部分相连接区域刚区域刚度加度加强强；为避；为避免大的力流集中由前纵梁通向乘坐室，结构件的布置应使通过前纵梁的力流分免大的力流集中由前纵梁通向乘坐室，结构件的布置应使通过前纵梁的力流分散地过渡到前围板区域及地板和门槛散地过渡到前围板区域及地板和门槛。图示为传统车身与先进车身安全防护结构图示为传统车身与先进车身安全防护结构ACE(Advanced Compatibility Engineering)车身的前部结构的对比，体现了先进的安全设计理念车身的前部结构的对比，体现了先进的安全设计理念。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计【案例案例】从从G-CON到到ACE技术的进化技术的进化 G-CON（车辆冲击力控制安全技术）车（车辆冲击力控制安全技术）车身技术的核心是通过对车身进行技身技术的核心是通过对车身进行技巧设计，在车身变形量不增加的条件下，通过对车身冲击力巧设计，在车身变形量不增加的条件下，通过对车身冲击力(G)的控制，使乘员的控制，使乘员受到的冲击力受到的冲击力(G)降低，保持了乘员舱的完整性，减轻了碰撞对乘员的伤害。要降低，保持了乘员舱的完整性，减轻了碰撞对乘员的伤害。要达到让车辆能够在有限的车体变形之下，将车内乘客的伤害降到最低的程度，达到让车辆能够在有限的车体变形之下，将车内乘客的伤害降到最低的程度，这便需要车身不仅能吸能，而且还要更好的快速分散碰撞能量，更好地实现这便需要车身不仅能吸能，而且还要更好的快速分散碰撞能量，更好地实现“吸能、分散吸能、分散”的设计理念。同时体现的设计理念。同时体现“MM”理念（理念（Man Maximum&Mechanism Minimum，乘客享受最大空间和机械占用最小空间）。，乘客享受最大空间和机械占用最小空间）。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计 ACE技术是在本田引以为傲的技术是在本田引以为傲的GCON技术上革新发展而来的新一代车技术上革新发展而来的新一代车身技术。据业内专家介绍，大部分常规设计中，正面碰撞能量均被传导至车身技术。据业内专家介绍，大部分常规设计中，正面碰撞能量均被传导至车辆前端的下部承载结构，而辆前端的下部承载结构，而ACE技术能够有效地将正面碰撞能量进行均匀分技术能够有效地将正面碰撞能量进行均匀分配，将冲击力更好的吸收到车辆上部和下部的车身结构中，包括底板纵梁、配，将冲击力更好的吸收到车辆上部和下部的车身结构中，包括底板纵梁、侧门槛和侧门槛和A柱。柱。ACE系统通过建立明确的工程结构系统通过建立明确的工程结构“路径路径”，使这些正面碰，使这些正面碰撞力能够在车辆结构总量的一个更大比例内进行分配撞力能够在车辆结构总量的一个更大比例内进行分配，从而更加有效地使碰，从而更加有效地使碰撞力避开乘员舱，减少乘员舱变形，进一步提高乘员保护。本田锋范的发动撞力避开乘员舱，减少乘员舱变形，进一步提高乘员保护。本田锋范的发动机舱与乘员舱结构与新飞度一样应用了机舱与乘员舱结构与新飞度一样应用了G-CON车身技术以及车身技术以及ACE高级碰撞高级碰撞兼容性工程设计理念兼容性工程设计理念。本田锋范车身结构 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1.4 车身车身覆盖件的结构分析与设计覆盖件的结构分析与设计 1.车身覆盖件的结构特点车身覆盖件的结构特点2.1）形状复杂）形状复杂 大多数覆盖件是由复杂的三维空间曲面组成的。为了获得空气动大多数覆盖件是由复杂的三维空间曲面组成的。为了获得空气动力特性好的车身外形，覆盖件应当具有连续的空间曲面形状且冲压深度不均匀。力特性好的车身外形，覆盖件应当具有连续的空间曲面形状且冲压深度不均匀。为了体现车身造型的风格，常在某些曲面上设有棱线和装饰性结构，使覆盖件的为了体现车身造型的风格，常在某些曲面上设有棱线和装饰性结构，使覆盖件的形状变得更加复杂，可以说，车身覆盖件是形状最为复杂的冲压件。形状变得更加复杂，可以说，车身覆盖件是形状最为复杂的冲压件。3.2）外形尺寸大）外形尺寸大 为了简化装配工艺，减少零件数量，保证车身外形曲面的连续为了简化装配工艺，减少零件数量，保证车身外形曲面的连续性和完整性，大多数覆盖件的外形尺寸都较大，有些覆盖件如侧围外轮廓尺寸可性和完整性，大多数覆盖件的外形尺寸都较大，有些覆盖件如侧围外轮廓尺寸可达达23m。4.3）表面质量要求高表面质量要求高 车身覆盖件的可见表面不允许有波纹、皱纹、凸凹痕、车身覆盖件的可见表面不允许有波纹、皱纹、凸凹痕、边缘拉痕、擦伤以及其他破坏表面完美的缺陷；覆盖件上的装饰棱线、筋条都应边缘拉痕、擦伤以及其他破坏表面完美的缺陷；覆盖件上的装饰棱线、筋条都应平滑、清晰，曲线应圆滑；相邻覆盖件在衔接处要对齐，间隙要小。平滑、清晰，曲线应圆滑；相邻覆盖件在衔接处要对齐，间隙要小。4）要有足够的刚度）要有足够的刚度 因覆盖件是薄壳零件，汽车在行驶时会产生振动，引起覆因覆盖件是薄壳零件，汽车在行驶时会产生振动，引起覆 盖件的激振，所以必须要求覆盖件具有足够的刚度，从而避免共振，减小噪声和盖件的激振，所以必须要求覆盖件具有足够的刚度，从而避免共振，减小噪声和延长车身使用寿命。延长车身使用寿命。5）要有良好的成型工艺性）要有良好的成型工艺性 设计车身覆盖件结构时，要求在一定的生产规模条件下，设计车身覆盖件结构时，要求在一定的生产规模条件下，能够较容易地安排冲压工艺和设计冲压模具，有合理的装配硬点，能够最经济、能够较容易地安排冲压工艺和设计冲压模具，有合理的装配硬点，能够最经济、最安全、最稳定地获得高质量的产品。最安全、最稳定地获得高质量的产品。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计第第3 3章章 汽车车身汽车车身结构分析与设计结构分析与设计2.车身覆盖件的结构工艺分析与设计车身覆盖件的结构工艺分析与设计1）车身覆盖件的拉深方向应保证凸模能完全进入凹模）车身覆盖件的拉深方向应保证凸模能完全进入凹模 覆盖件的凹形决定拉深方向a)凸模不能进入凹模 b)凸模能进入凹模汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计2）尽可能一次拉深成形）尽可能一次拉深成形 3）对于具有反拉深的覆盖件，尽可能加大变形部分的圆角半径，以防）对于具有反拉深的覆盖件，尽可能加大变形部分的圆角半径，以防局部因延伸变薄而破裂。局部因延伸变薄而破裂。4）车身上的孔应避免细长孔，尽可能采用圆孔、方孔等规则孔，因加）车身上的孔应避免细长孔，尽可能采用圆孔、方孔等规则孔，因加工规则孔的模具成本较低，且细长孔对模具强度不利。另外，设计时工规则孔的模具成本较低，且细长孔对模具强度不利。另外，设计时孔与孔之间、孔与边之间的距离应恰当，以免冲裁时由于距离太小引孔与孔之间、孔与边之间的距离应恰当，以免冲裁时由于距离太小引起周边材料的变形或破裂起周边材料的变形或破裂，如图所示，推荐，如图所示，推荐 =13mm。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计5）若弯曲零件的弯曲角小于）若弯曲零件的弯曲角小于90，则其弯曲半径应不小于板料厚度。，则其弯曲半径应不小于板料厚度。6）车身覆盖件大都需要翻边成形，以便加强零件刚度或用于与其他两家）车身覆盖件大都需要翻边成形，以便加强零件刚度或用于与其他两家的连接。设计时，应正确选择翻边曲率的大小，翻边的宽度应随着曲率的连接。设计时，应正确选择翻边曲率的大小，翻边的宽度应随着曲率的增大而相应减小。如车门外板拐角处的翻边宽度的增大而相应减小。如车门外板拐角处的翻边宽度 应小于平直部分的应小于平直部分的宽度宽度 ，或做成多个切口，如图所示。，或做成多个切口，如图所示。门外板翻边 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1.5 车车身焊接工艺身焊接工艺 焊装工艺是影响车身制造质量的重要因素，焊装工艺设计与车身产品设焊装工艺是影响车身制造质量的重要因素，焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的，必须综合考虑。影响车身焊装计及冲压工艺设计是互相联系、互相制约的，必须综合考虑。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。等。1.车身焊接工艺的特点车身焊接工艺的特点 1）车身冲压件一般为）车身冲压件一般为低碳钢低碳钢，焊接性能好，焊接性能好2）车）车身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件身零件大都是薄壁板件或薄壁杆件，刚，刚性较差性较差，必，必须使用多点定位夹须使用多点定位夹紧的紧的专用焊装夹具专用焊装夹具，以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置，特别，以保证各零件或合件在焊接处的贴合和相互位置，特别是门窗等孔洞的尺寸等是门窗等孔洞的尺寸等。3）车身焊装的顺序则是分块过程的逆过程。先）车身焊装的顺序则是分块过程的逆过程。先将若干个零件焊装成合件，将若干个零件焊装成合件，再将若干个合件和零件焊装成分总成，最后将分总成和合件、零件焊装成车再将若干个合件和零件焊装成分总成，最后将分总成和合件、零件焊装成车身总成。身总成。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计2.车车身常用焊接方法身常用焊接方法 汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.车车身零件焊接接头设计身零件焊接接头设计 研究表明，车身接头刚度对整个车身刚度的影响可达研究表明，车身接头刚度对整个车身刚度的影响可达50%70%。车身结构的内力通过接头传递，在传力过程中，接头的变形会影响车身结构的内力通过接头传递，在传力过程中，接头的变形会影响整个车身结构的变形。设计车身零件焊接接头时应考虑以下几方面：整个车身结构的变形。设计车身零件焊接接头时应考虑以下几方面：（1）点焊接头尽可能采用搭接或翻边对接）点焊接头尽可能采用搭接或翻边对接 a)搭接 b)翻边对接汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计（2）应合理设计纵、横梁交错处接头的形式和连接方式，减小应力集）应合理设计纵、横梁交错处接头的形式和连接方式，减小应力集中。在底架纵、横梁交叉点，横梁与立柱的连接点，窗框与门框的四个中。在底架纵、横梁交叉点，横梁与立柱的连接点，窗框与门框的四个角等处都会产生应力集中。如在纵、横梁交接处应以翼缘连接，或用角角等处都会产生应力集中。如在纵、横梁交接处应以翼缘连接，或用角板等各种连接方式，以扩大连接面积来减小应力集中板等各种连接方式，以扩大连接面积来减小应力集中。（3）接头处的焊缝长短和布置、铆钉数量和布置应尽量合理。若过分）接头处的焊缝长短和布置、铆钉数量和布置应尽量合理。若过分加强接头，则会因接头处的刚度太大导致在接头边缘的被加强梁上产加强接头，则会因接头处的刚度太大导致在接头边缘的被加强梁上产生应力集中。生应力集中。（4）被焊接的两块板料厚度的比值不应大于）被焊接的两块板料厚度的比值不应大于3，否则薄板容易被击穿。，否则薄板容易被击穿。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计4.装装配焊接方法配焊接方法 根据工艺分离面的划分情况，可将车身装配焊接方法分为两类：根据工艺分离面的划分情况，可将车身装配焊接方法分为两类：（1）集中装配焊接法）集中装配焊接法 将车身产品的装配焊接工作集中在较少的工位上，使用较少的工装夹具来完成将车身产品的装配焊接工作集中在较少的工位上，使用较少的工装夹具来完成焊装工作，称为集中装配焊接法。焊装工作，称为集中装配焊接法。（2）分散装配焊接法）分散装配焊接法 将车身产品的装配焊接工作，分散在较多的工位和工装夹具上来完成，称为分将车身产品的装配焊接工作，分散在较多的工位和工装夹具上来完成，称为分散装配焊接法。分散的依据是工艺分离面的确定。在车身制造中，要根据生产纲散装配焊接法。分散的依据是工艺分离面的确定。在车身制造中，要根据生产纲领、工厂的设备情况和技术水平，合理地划分组合件和分总成进行装配焊接。领、工厂的设备情况和技术水平，合理地划分组合件和分总成进行装配焊接。分分散装配焊散装配焊接接可使可使焊点尽量处于有利于焊接的位置，焊点尽量处于有利于焊接的位置，可尽量避免立焊、仰焊、可尽量避免立焊、仰焊、横焊横焊，有有利于提高装配焊接质量，改善劳动条件，也提高了劳动生产率。而且容利于提高装配焊接质量，改善劳动条件，也提高了劳动生产率。而且容易控制和减少焊接应力和焊接变形。例如顶盖、侧围及前、后围在整车总成焊装易控制和减少焊接应力和焊接变形。例如顶盖、侧围及前、后围在整车总成焊装中分别为仰焊和立焊，而在分总成焊装中可变成俯焊。中分别为仰焊和立焊，而在分总成焊装中可变成俯焊。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.1.7 轿轿车车身的整体结构设计车车身的整体结构设计 轿车车身结构设计首先应轿车车身结构设计首先应以结构轻量化为准则，力求做到强度分配在车以结构轻量化为准则，力求做到强度分配在车身整体上的合理性身整体上的合理性。为此，必须首先确定车身的主要载荷形式，其次了解载。为此，必须首先确定车身的主要载荷形式，其次了解载荷传递方式，进而选择合理的计算方法。根据汽车的实际使用特点，一般将荷传递方式，进而选择合理的计算方法。根据汽车的实际使用特点，一般将弯曲、扭转和碰撞弯曲、扭转和碰撞作为设计时车身所受的作为设计时车身所受的三种典型载荷工况三种典型载荷工况。由于轿车车身在整体上可以看作是一个由于轿车车身在整体上可以看作是一个由薄壁梁和薄板组成的框架结构由薄壁梁和薄板组成的框架结构，当假设作用力均作用在结构的节点上，且左右对称分布时，经过对节点受力当假设作用力均作用在结构的节点上，且左右对称分布时，经过对节点受力作适当简化后，可建立车身承受弯曲载荷和扭转载荷的力学模型。利用该模作适当简化后，可建立车身承受弯曲载荷和扭转载荷的力学模型。利用该模型，采用一般的力学方法即可计算获得车身整体的载荷分布及变形图。若计型，采用一般的力学方法即可计算获得车身整体的载荷分布及变形图。若计算发现局部存在过大变形或过大载荷，应适当改变该处梁的断面形式，即通算发现局部存在过大变形或过大载荷，应适当改变该处梁的断面形式，即通过改变断面系数来调整变形量和应力的大小。过改变断面系数来调整变形量和应力的大小。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计 碰撞载荷碰撞载荷是汽车车身在使用过程中遇到的是汽车车身在使用过程中遇到的极端载荷极端载荷情况。为了有效地保护乘情况。为了有效地保护乘员安全，车身结构在整车上应符合员安全，车身结构在整车上应符合两端软中间硬两端软中间硬的原则，以保证纵向碰撞发生时，的原则，以保证纵向碰撞发生时，车身前部或后部吸收车身前部或后部吸收80以上的碰撞能量。为此，可以通过合理分配力流和增加以上的碰撞能量。为此，可以通过合理分配力流和增加局部吸收碰撞能量的能力达到此目的。由于纵向碰撞发生时，能量的局部吸收碰撞能量的能力达到此目的。由于纵向碰撞发生时，能量的70需由车需由车身纵梁吸收，因此纵梁的作用尤为重要。身纵梁吸收，因此纵梁的作用尤为重要。碰撞时可依靠局部变形吸收能量，从而减少中部乘员舱变形的可能性。局部碰撞时可依靠局部变形吸收能量，从而减少中部乘员舱变形的可能性。局部变形可依靠梁的局部弯曲或局部发生皱折来实现。利用现代技术在中空管状梁内变形可依靠梁的局部弯曲或局部发生皱折来实现。利用现代技术在中空管状梁内施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。设计中，一般应在车身前部和后施以填充材料，可大大提高其吸收能量的能力。设计中，一般应在车身前部和后部预留部预留5080cm的空间供变形用。此外，因碰撞能量的的空间供变形用。此外，因碰撞能量的30要靠轮罩吸收，故要靠轮罩吸收，故需充分注意轮罩与地板和纵梁的联接。如图所示为轿车车身安全结构透视图。需充分注意轮罩与地板和纵梁的联接。如图所示为轿车车身安全结构透视图。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.2 车身结构强度与刚度分析车身结构强度与刚度分析 车身作为一个受力结构，必须有车身作为一个受力结构，必须有足够的强度以保证其疲劳寿命，足够的刚度以足够的强度以保证其疲劳寿命，足够的刚度以保证其装配和使用的要求保证其装配和使用的要求，同时应用，同时应用合理的动态特性控制振动与噪声合理的动态特性控制振动与噪声，还应该有，还应该有足够的抗冲击强度保证撞车时乘员的安全足够的抗冲击强度保证撞车时乘员的安全。现代轿车车身结构设计在满足功能要求的前提下，以结构轻量化为准则，力求现代轿车车身结构设计在满足功能要求的前提下，以结构轻量化为准则，力求做到强度分配在车身整体上的合理性。做到强度分配在车身整体上的合理性。汽车分析设计的关键是确定载荷，首先确汽车分析设计的关键是确定载荷，首先确定主要载荷形式，其次了解载荷传递方式，进而选择合理的设计分析方法定主要载荷形式，其次了解载荷传递方式，进而选择合理的设计分析方法。有限元方法能够有效地满足上述车身设计的要求。在进行车身结构设计时，通有限元方法能够有效地满足上述车身设计的要求。在进行车身结构设计时，通过有限元分析，观察白车身及其结构件在各种工况下的变形，得到车身的强度、过有限元分析，观察白车身及其结构件在各种工况下的变形，得到车身的强度、刚度、振动频率等各种力学性能。将有限元分析的结果反馈车身设计环节，修改刚度、振动频率等各种力学性能。将有限元分析的结果反馈车身设计环节，修改设计不合理的参数，经过重复的优化，提高车身设计的质量，使得产品在设计阶设计不合理的参数，经过重复的优化，提高车身设计的质量，使得产品在设计阶段就可保证满足使用要求。从而缩短设计试验周期，节省大量的试验和生产费用，段就可保证满足使用要求。从而缩短设计试验周期，节省大量的试验和生产费用，它是提高车身可靠性既经济又适用的方法之一。它是提高车身可靠性既经济又适用的方法之一。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.2.1 车身车身承受的主要载荷承受的主要载荷 汽车所受载荷可分为静载荷和动载荷两种，静载荷主要包括汽车悬挂着的自汽车所受载荷可分为静载荷和动载荷两种，静载荷主要包括汽车悬挂着的自身载荷和车身有效载荷身载荷和车身有效载荷。所有这些重力都按集中载荷（或均布载荷）分布在车身、车架的适当位置所有这些重力都按集中载荷（或均布载荷）分布在车身、车架的适当位置（i=1,2）上，即）上，即 动载荷是指汽车在行驶过程中数值和方向都随时间变化的载荷，主要包括：动载荷是指汽车在行驶过程中数值和方向都随时间变化的载荷，主要包括：1）汽车启动、制动时产生的冲击力；）汽车启动、制动时产生的冲击力；2）路面不平对汽车的冲击力和簧载质量振动所产生的垂直动载荷；）路面不平对汽车的冲击力和簧载质量振动所产生的垂直动载荷；3）空气动力以及汽车转向时的侧向力等。）空气动力以及汽车转向时的侧向力等。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计承载式车身结构主要承受的动载荷：承载式车身结构主要承受的动载荷：1）由乘员、货物和车身自重带来的弯曲载荷；）由乘员、货物和车身自重带来的弯曲载荷；2）在不同路面上行驶时经轮胎、悬架传至车架上的扭转载荷；）在不同路面上行驶时经轮胎、悬架传至车架上的扭转载荷；3）加速或减速时沿车身前后方向的惯性载荷；）加速或减速时沿车身前后方向的惯性载荷；4）转弯时沿行驶轨迹法线方向的惯性离心载荷；）转弯时沿行驶轨迹法线方向的惯性离心载荷；5）当汽车受到来自各方碰撞时的冲击载荷等。）当汽车受到来自各方碰撞时的冲击载荷等。6）高速行驶时车身及外附件受到的空气阻力，由路面摩擦阻力经轮胎、车）高速行驶时车身及外附件受到的空气阻力，由路面摩擦阻力经轮胎、车 轴、悬架传至车架的载荷。轴、悬架传至车架的载荷。7）运动中不可避免地由发动机和底盘系统传来的振动载荷；）运动中不可避免地由发动机和底盘系统传来的振动载荷；8）开）开/关门时会产生不同程度的冲击载荷等。关门时会产生不同程度的冲击载荷等。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计 在车身结构分析中，上述载荷大部分为动载荷，其大小随时间变化。概在车身结构分析中，上述载荷大部分为动载荷，其大小随时间变化。概念设计阶段可以先采用静态分析，再乘以适当的动载荷系数和安全系数，进念设计阶段可以先采用静态分析，再乘以适当的动载荷系数和安全系数，进行结构的等效动态设计；详细设计阶段则需要对结构大变形或振动响应进行行结构的等效动态设计；详细设计阶段则需要对结构大变形或振动响应进行直接的动态分析。直接的动态分析。近年来，随着大型计算机的出现，利用有限元法对车身结构进行分析的近年来，随着大型计算机的出现，利用有限元法对车身结构进行分析的解析法已经普及，现已能精确计算车身的强度及弯曲和扭转刚度，从而可以解析法已经普及，现已能精确计算车身的强度及弯曲和扭转刚度，从而可以在车身结构设计阶段就能得出车身结构的性能数据，为使车身设计更合理化在车身结构设计阶段就能得出车身结构的性能数据，为使车身设计更合理化创造了条件。创造了条件。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.2.1 车身车身主要失效形式主要失效形式车身失效形式主要表现为静强度失效、疲劳强度失效及刚度失效等车身失效形式主要表现为静强度失效、疲劳强度失效及刚度失效等。静强度失效静强度失效是指静载荷过大，在危险断面产生超过屈服极限或强度极限的应力导致结是指静载荷过大，在危险断面产生超过屈服极限或强度极限的应力导致结构变形过大或断裂。构变形过大或断裂。疲劳强度失效疲劳强度失效即疲劳破坏，是由于动载荷长期作用，在局部形成高应力区，由于交变即疲劳破坏，是由于动载荷长期作用，在局部形成高应力区，由于交变应力的作用形成微裂纹，进而扩展成宏观裂纹，导致疲劳断裂。应力的作用形成微裂纹，进而扩展成宏观裂纹，导致疲劳断裂。刚度失效刚度失效一般表现为车身或车门变形过大，影响汽车的使用性能及振动噪声性能等。一般表现为车身或车门变形过大，影响汽车的使用性能及振动噪声性能等。了解汽车载荷大小、分布情况以及作用力的性质是分析汽车零部件失效的关键。了解汽车载荷大小、分布情况以及作用力的性质是分析汽车零部件失效的关键。汽车车身结构与设计多媒体辅助教学系统第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计汽车车身结构与设计汽车车身结构与设计机械工业出版社机械工业出版社第第3 3章章 汽车车身结构分析与设计汽车车身结构分析与设计3.2.3 车身车身结构强度结构强度1.车身结构强度定义车身结构强度定义 车身强度车身强度是汽车车身结构在外力或内应力的作用下抵抗车身局部变形或疲劳失是汽车车身结构在外力或内应力的作用下抵抗车身局部变形或疲劳失效的能力。对于不同结构与载荷类型，强度的含义也不同：效的能力。对于不同结构与载荷类型，强度的含义也不同：对于承载拉伸（压缩）载荷的杆（柱）结构，所能承受的最大拉（压）应力对于承载拉伸（压缩）载荷的杆（柱）结构，所能承受的最大拉（压）应力即为杆（柱）上极限拉伸（压缩）强度；对于承受弯曲载荷的梁结构，所能承即为杆（柱）上极限拉伸（压缩）强度；对于承受弯曲载荷的梁结构，所能承受的最大弯曲应力即为梁的极限弯曲强度；对于承受扭转载荷的轴结构，所能受的最大弯曲应力即为梁的极限弯曲强度