汽车车身设计 教学课件 作者 黄金陵 汽车车身设计-第三章.ppt

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材《汽车车身设计》第三章车身结构拓扑模型与力学模型提纲第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷第二节车身结构的拓扑模型一、车身结构二、车身结构拓扑模型的建立三、应变能分析四、碰撞安全性对车身结构的要求第三节车身结构的力学特性和力学模型一、车身结构内力二、车身结构中构件的截面性质三、车身结构中构件节点（接头）的性质四、车身参数化模型五、车身详细模型六、设计各阶段对模型的要求白车身（BIW-BodyInWhite）概念：指已经装焊好的白皮车身；主要包括车身结构焊接总成和车身闭合件（Closure，车门、发动机罩、行李

2、箱盖等）焊接总成，不包括车身附属设备和装饰件白车身的设计要求车身结构的性能要求理想的碰撞特性轻量化和低成本遵循总布置尺寸约束基于平台的系列设计满足车身制造要求承载系统包括车身和车架按承载型式不同分类非承载式承载式第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（一）非承载式车身第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷特点属于带有独立完整车架的车身结构。动力总成、悬架和转向系等均安装于车架；车身通过橡胶垫或悬置用螺栓与车架连接载荷主要由车架承担，车身承载的多少只是相对车架而言多用于有较宽松空间的高级轿车上优点车身与车架弹

3、性连接，乘坐舒适性好；便于车身的改型第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷典型结构-车架多由闭式箱形梁组成，板厚2mm~3mm，具有抗弯曲刚度和较高的抗扭刚度正碰时，能量首先由车架承受；通过有目的的由前向后以车身横断面分级，将碰撞能量可以传递到指定区域侧碰时，撞点位置往往在门槛梁的上部（车门和门柱），只有一部分能量由车身门槛传到车架第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（二）承载式车身将车架的作用融入车身的结构，又称整体式车身结构，它承担承载系统的全部功能，发动机和行走系的支点都在车身上第一节作用在车身系统

4、上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（二）承载式车身通常将发动机和行走系通过副车架与车身底架连接副车架与车身底架纵梁之间设有橡胶垫，以减弱发动机和悬架的振动对车身的影响将动力总成和悬架等与副车架形成一个组装部件，对生产和使用都带来方便第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（二）承载式车身优点整体刚度大，重量轻，整车高度低生产效率高是现在轿车中常见的结构第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（一）在各种典型路况下车身、车架所受的载荷整车和车身参考坐标系取通过悬挂质量系统质心的坐标系xyz第

5、一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（一）在各种典型路况下车身、车架所受的载荷汽车行驶时作用在车身上力第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（一）在各种典型路况下车身、车架所受的载荷动荷系数决定因素道路条件汽车行驶状况汽车的结构参数动荷系数难以用数学分析法确定，常取一些理论研究与试验修正相结合的半经验数值第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（一）在各种典型路况下车身、车架所受的载荷典型路况路段Ⅰ：产生对称于汽车纵向对称面的垂直力Fzs路段Ⅱ：产生的加速度与速度平方成正

6、比，与曲率半径成反比路段Ⅲ：使左右车轮垂直加速度不同路段Ⅳ：将产生垂直加速度和纵向力Fx路段Ⅴ：产生侧向加速度和侧向力Fy第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷1．影响车身强度的基本载荷—对称垂直载荷第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷2．影响车身强度的基本载荷—非对称垂直载荷承载系统上作用非对称于汽车纵轴线的垂直载荷载荷可分解为对称垂直作用力Fzn和车身绕x轴的转矩Tx第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（二）随机载荷——疲劳载荷汽车在道路上行驶时，车身和车架承受

7、着悬架传来的路面随机载荷随机载荷引起构件反复交变的应力，会导致汽车结构疲劳损坏影响因素：路面情况、汽车使用条件和结构参数随机载荷的描述——统计道路试验方法数字分析方法第一节作用在车身系统上的载荷一、车身结构承载型式二、作用在车身、车架上的载荷（三）标准载荷——G载荷汽车公司根据各地区使用条件制定的用途对整备车身结构悬置点位置施加约束，完成标准工况的载荷分析，模拟车身具体的变形，分析车身载荷的分布和高应力区一般用于已建立车身拓扑模型和几何参数模型的车身设计阶段，通过计算