汽车车身设计复习参考青岛大学解读Word格式文档下载.docx

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–造型评审通过并冻结后，进行的结构方面的详细设计工作

三维结构设计、二维工作图设计

4．产品试制

–是产品开发过程中相当重要的验证环节

–三个阶段：

设计试制、实验试制和生产前阶段试制

5．产品试验

–是产品验证的重要环节

6．生产准备

–产品试制和试验后的设计冻结，意味着产品生产准备全面启动

制造确认、批量生产确认

（二）车身产品开发内容

1．车身造型

（1）草图构思

（2）效果图设计

（3）胶带图设计

（4）CAS设计

（5）模型制作

（6）模型测量和线图设计

2．车身结构可研

是指以满足车身结构开发目标并服务于车身造型的结构可行性研究、构思及布

置等活动的总称。

（1）提供给造型的控制条件

（2）提供给车身结构可研的输入条件

（3）车身结构可研的输出

（4）方案CAE分析

3．三维结构设计

（1）白车身结构设计

（2）内饰结构设计

（3）外饰结构设计

（4）附件类结构设计

4．二维图设计

5．CAE计算及验证

（1）概念设计阶段

（2）详细设计阶段及结构改进阶段

6．车身试制

（1）试制原则

（2）试制方案

（3）试制内容

7．车身试验

8．工艺支持

（1）冲压工艺

（2）涂装工艺

（3）焊接工艺

（4）总装工艺

9.绿色设计

二、现代车身设计方法

（一）性能设计

•现代设计是以CAE技术为支撑的性能设计。

从概念设计开始，贯穿整个产品技术设计阶段，直到后序的产品试验验证，都以目标性能为指导

•三大要素

–前期对标

–设计中CAE分析验证

–产品验证环节捆绑于各个阶段，

实行闭环控制

•主要控制阶段和过程

（二）精益设计

–常应用于制造活动，致力于通过规定产品在工厂内部的流动方式，消除瓶颈和采取节约的措施，不断提高制造效率

–精益原则理论逐渐扩展到设计、市场和新产品引入等新兴领域

（三）并行工程

–组织跨部门﹑多学科的开发小组，协同工作

–对设计﹑工艺﹑制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计

–优点：

开发时间大大缩短，质量和成本得到改善

–设计阶段的并行工程：

•开发流程的并行

•设计方案的并行

•项目团队的协同工作

第三节基于知识的虚拟产品开发

一、基于知识工程

1.KBE的基本概念

KBE是一种工程设计方法学，它通过对设计方案、设计过程进行知识的捕捉和构造，并对设计方法和设计过程进行定义，根据功能要求、部件信息和处理过程的描述，快速生成新的设计方案，从而高效地指导设计。

2.KBE的应用价值

1提高设计的自动化程度，降低设计迭代次数，缩短设计周期

2使CAD设计融入领域专家的知识与经验，提高设计品质

3设计早期就能检查设计方案对于制造性、工艺性、成本等要求的可行性，便于并行工程的实现，降低设计成本

3.KBE的总体结构

二、虚拟产品开发

1.VPD基本概念

也称虚拟设计制造，是产品设计制造的真实过程在虚拟环境中的映射。

2.VPD关键技术

1全息产品的建模理论与方法。

2基于知识的设计

3设计过程的规划、集成与优化

4虚拟环境中的人机工程学

5虚拟环境与设计过程互连

6产生虚拟环境的工具集

3.VPD发展趋势

1数字化

2集成化

3智能化

4协同化

5虚拟化

第二章基于人机工程学的车身布置设计

第一节车身布置的内容

一、车身布置的前期工作

•明确产品开发目标

–面向的用户群

–级别和豪华程度

–销售地

–车型风格等

•对标（对若干竞争车型进行对比分析）确定整车总布置的基本概念和约束

–产品的总体定位

–整车整备质量、轴荷分配

–基本尺寸（总长、总宽、总高、轴距、轮距和前后悬）

–乘员空间、行李箱容积

–整车基本构造（两厢或三厢、车门数、成员数、座椅排数，以及动力总成、传动系、制动系、转向系、前后悬架、前后桥、车轮和散热器等的轮廓尺寸）

–驱动方式和发动机布置形式

–结构强度、刚度和整车的性能要求等

整车总布置的基本概念和约束实例

二、车身布置与整车布置的关系及车身布置主要内容

车身布置设计是在整车总体布置的基础上进行的，必须满足整车的行驶和使用

性能要求，主要体现在如下两个方面：

•轿车的级别

–主要以发动机排量为依据，同时考虑轴距和车身装备的豪华程度

•发动机和传动系的布置形式，以及各总成和部件的布置位置、空间尺寸等

–决定整车的轴荷分配，影响整车动力性，操纵稳定性，安全性，整车长、宽、高，以及车身布置的位置和空间。

（一）发动机布置形式和驱动方式

1.发动机前置后轮驱动（FR，传统式）

•利于车室内部和行李箱布置

•轴荷分配好，动力性和操纵稳定性好

•存在贯穿车辆前后的传动轴，地板中部出现凸包

2.发动机前置前轮驱动（FF）

•具有良好的转向操纵稳定性

•无贯穿前后的传动轴，利于改善室内居住性、座椅和地板布置

•前轮可获得足够的驱动力，整车长度缩短，利于轻量化

3.发动机后置后轮驱动（RR）

•前悬短，后悬长，后轴负荷大，操纵稳定性差

•后置发动机影响后排乘客舒适性

（二）轮罩形状和地板布置

1．离地间隙要求及地板高度线的确定

•控制通过性指标

2．轮罩空间形状设计

–确定前、后轮罩的空间大小及形状

•车轮跳动的极限位置与悬架的结构形式、参数、以及橡胶缓冲限位块的允许压缩量有关

–车轮间隙

•轮罩凸包的处理-微型轿车

–将圆柱形轮罩做成圆滑的外形，可使后座加宽或加大前座搁脚空间

–轮罩中部内凹，便于布置离合器踏板或安放座垫的最宽部分

3．地板布置

–考虑因素：

前后轮罩位置和形状、离地间隙要求、发动机和传动系布置形式、地板和门槛下沿线高度

–传动轴呈U形布置——FR布置形式

–绘制地板总成的横截面

（三）发动机舱和前围布置

1．发动机舱布置

发动机、变速器、排气系统、散热器、蓄电池等的尺寸和布置

–确定发动机罩高度和倾角，确定发动机罩的轮廓形状

–为便于装配，发动机最宽处应能通过发动机舱的最窄部位

2．前围布置

–下部常采用倾斜面与地板连接，倾斜面一般与前轮罩面相切，以利于前排乘员的搁脚姿势和布置加速踏板

–前围布置完毕，可根据前围和地板位置初步确定加速踏板位置

（四）车室内部布置

（五）后围布置

–三厢式轿车

•后围上部应保证后窗玻璃下沿的安装位置

•为使行李箱增大，一般后围的布置与后排座椅靠背的背面平齐，下部与地板连接

–两厢式轿车

•最后排座椅通常都具有向前翻转折叠的功能，形成很大的载物空间

（六）行李箱、燃油箱和备胎等的布置

1．行李箱布置

整车造型、空气动力学要求和后窗下沿高度、李箱容积

–行李箱的有效容积

•中级轿车0.4~0.7m3

•高级轿车0.7~0.9m3

–后排座位用可翻式座椅，增加行李箱容积

2．燃料箱、备胎和排气系布置

–燃料箱布置考虑因素：

确保必要的燃料箱容积和燃料箱最小离地间隙、加油口位置、油道布置

–燃料箱不应布置在发动机舱内

–燃料箱和备胎往往同时布置在行李箱内

–排气系布置考虑因素

–振动噪声

–地板和消声器间隙

–降温、隔热隔音

三、车身布置术语和硬点尺寸定义

（一）车身布置术语

1．A、B类车

–美国汽车工程师学会标准根据乘坐空间尺寸的差异将汽车分为A、B两大类

–A类车：

主要指乘用车，包括轿车、旅行车、MPV和轻型货车等

–B类车：

主要是商用车，包括重型货车和大客车

2．H点装置及其相关定义

–用途：

建立车内布置关键参考点和尺寸，主要是H点

–包括两种

•H点测量装置（HPM）：

用于对尺寸进行审核和测量对比

•H点设计工具（HPD）：

用于乘员布置设计

–在HPM和HPD上定义了与设计和人机关系相关的点和参考线

（1）H点：

是H点装置上躯干与大腿的铰接点

1）设计H点

2）乘坐参考点（SeatingReferencePoint，SgRP）

•车辆设计过程初期定义的重要参考点

•只有唯一一点定义为SgRP

•驾驶员SgRP很重要

3）实际H点

（2）D点

（3）K点

（4）躯干线

（5）腿线包括大腿线和小腿线

（6）座垫线

（7）AHP（AcceleratorHeelPoint）

（8）BOF（BallOfFoot）

（9）裸足底线

（10）地板参考点（FloorReferencePoint，FRP）

（11）踏板参考点（PedalReferencePoint，PRP）

3．百分位

–百分位是人体测量学中的一个术语，用以表示人体某项尺寸数据的等级

–最常用的是5th、50th和95th三个百分位人体尺寸，分别表示小、中等和大尺寸

4．适应度

–满足使用要求的人数占总人数的百分比称为适应度

5．硬点和硬点尺寸

–硬点：

是对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点

–硬点尺寸：

指连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间，以满足使用要求的空间尺寸

四、总布置图

•考虑因素

–通常画出侧视、俯视和前后视图，各视图上只需将要表达的部分画出

–长度和高度方向布置主要借助侧视图表现，宽度方向结构形状和间隙尺寸借助前后视图体现

–侧视图按车辆自右向左行驶方向绘制

–前后视图中，通常左半部为前视图，右半部为后视图

–按一定间隔绘出坐标线

–标题栏

–注明所参照的标准，以及最后一次更新的日期等

第二节基于统计学的车身内部布置工具

一、人体尺寸和人体模型

•人体模型是汽车设计必备的一种测量和模拟分析工具

–布置用人体模型

–测量用人体模型

–动力学分析人体模型

–碰撞人体模型等

•这里着重介绍布置和测量用人体模型

（一）人体尺寸

–决定人体占据的几何空间和活动范围，是内部布置的主要依据

–群体数据统计特征

•均值

•标准差

•百分位数

人体尺寸的百分位概念、应用及意义

概念：

指人体身高分布值的百分位，即对应于每种身体尺寸，都可求得少于此尺寸的人数百分比。

车身设计中一般采用5﹪、50﹪和95﹪三种百分位的人体尺寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。

应用及意义：

以5﹪和95﹪百分位的人体尺寸确定座椅调节行程的上、下限尺寸基准；

以95﹪百分位的人体尺寸确定室内必须的有效空间；

以5﹪和95﹪百分位的人体尺寸确定室内各部件的相对位置关系。

（二）物理人体模型