第3章车体结构分析.ppt

车身零件可分为三类： ①外覆盖件。如车身顶盖、发动机罩外板、门外板、翼子板等。对这些零件的要求是：表面光滑、棱角线条清晰，与相邻部件棱线吻合，完全符合造型要求，而且要有一定的刚度。 ②内覆盖件。如前围内板(发动机挡板)、地板、门内板等，即在车身外面看不见的内部大零件。这些零件要有足够的刚度，零件上的装配尺寸要准确。 ③骨架零件。它们在车身上起支撑作用。如支柱、门窗框以及各种纵、横梁等。 * 出版社 理工分社 汽车车身结构与维修 第3章　汽车车体结构分析 第一节　车体骨架 车体骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。刚度不足，将会引起车身的门框、窗框、发动机舱口及行李箱口的变形，导致玻璃破裂，车门卡死；低刚度必然伴随的固有振动频率，易发生结构共振和声响，并削弱结构接头的连接强度；此外，还会影响安装在底架上的总成的相对位置。而结构强度不够，则将引起构件早期出现裂纹和疲劳断裂。 一、杆件的设置 在设计车体时，无论是全骨架车身还是半骨架车身，都应认真考虑杆件的设置。骨架杆件可分为三类： ①功能所要求设置的，如门柱、窗柱、门槛、门框上横梁、风窗框上下横梁等。 ②加强用的，如大客车顶盖上的纵梁和底架周边的搁梁，在后悬架处底架上设置的加强横梁等。 ③为安装附件而设置的非承载件，如顶盖上为安装顶窗而设置的框架等。 图3－1　承载式轿车车体焊接总成 图3－2　骨架简图 图3－3　承载式轿车车身骨架构件的截面 二、骨架结构中的应力集中 当受力杆件的截面发生突变时，就会由于刚度突变引起截面变化处应力集中。在经常承受交变应力的汽车车身上，应力集中可能引发进展性裂缝，导致疲劳破坏，这是车身机构损坏的原因之一。 图3－4　避免截面急剧变化 如图3－4（a），为了加强底架纵梁的弯曲部分，在梁上装一加强梁，但由于在加强梁两端a－a和b－b处刚度突变，易出现应力集中而断裂。若将加强梁两端的形状改为类似双曲线形（如虚线所示），则这种加固会使应力均匀些。当纵梁从封闭截面过渡到开口截面时，加强梁端部也应作类似处理，或者由纵梁腹板逐渐过渡到加强梁腹板，如图3－4(b)所示。如果不采用加强梁，而将纵梁截面逐渐加高，从加强的观点看效果最好，并可减轻质量，如图3－4(c)所示，梁上冲孔也可减轻质量。 图3－5　车架构件的连接方法 第二节　车体板壳零件及车身分块 车体板壳零件轮廓尺寸都较大，零件形状多为空间复杂曲面，有各种各样的截面和翻边形式以及不规则的轮廓尺寸，使用的材料大多是有良好拉延性能的优质钢板，钢板厚度为0.7~1.2 mm。由于形状复杂，冲压制造这些零件往往需要好几道工序才能完成，大量生产的准备周期长，投入成本高，投产后产品图样略有变动便影响甚大。 一、板壳的合理分块 如图3－6给出了驾驶室的两种结构划分方案。方案(a)主要组合件和板的接缝布置在前后柱的腰线上、风窗柱上和门槛上（顶盖和前围上外板所示“B”为冲压深度），这样窗框被分成两部分，装配时要用夹具定位以免发生窗框翘曲和错移；接缝是在显见的表面区域。 方案(b)的顶盖是与风窗外板和前围上板构成一整体（由于风窗是斜的，“B”比较浅），整个前风窗框是在一块板上冲压出来的，所需板材和压床台面较大；接缝是布置在不显眼的地方。 图3－6　驾驶室分块 二、提高零件的刚度 刚度差的大型覆盖件容易在振源的激励下引起板的强迫振动。板的振动将使车身内部产生很大的噪声，尤其是发生共振现象时令人感觉很不舒适，还会造成部件的疲劳损坏。此外，零件刚度差，给生产、搬运等都带来困难。 要注意提高板壳零件的刚度，提高板壳零件刚度的措施有： 1)曲面和棱线等的造型及拉延成型过程零件材料的冷作硬化，对提高刚度极为有利，平直的零件造型是不可取的。 2)在内覆盖件和不显露的外覆盖件上设置各种形状的加强肋（如图3－7所示）。 图3－7　加强肋的布置和肋的形状(a)好　(b)不好　(c)肋的形 3)大客车承载式车身上的板壳零件——蒙皮，可分为两种，一种是应力蒙皮，它将薄板先点焊定位于骨架上，再进行铆接，使蒙皮与骨架一起承载，故称应力蒙皮，是沿袭飞机壳体的结构；另一种为预应力蒙皮，即在车身侧壁的窗下梁至地板边梁之间，由一张长度自车身前端第二立柱至最后第二立柱相应大小的薄板，放在平台上由专用胎夹具压平并拉伸1‰左右，然后将胎夹具及贴实紧固薄板，整个吊装至骨架侧围相应部位的外边，进行贴合并将四周点焊，而蒙皮与中间各立柱不焊接，其间只加装衬垫物。 三、车身分块 将车身整体形状分成数块能够制造和装配起来的零件称为分块。分块决定了零件的结构形状和轮廓尺寸，对零件的冲压工艺和装配工