第六章白车身设计概念车身前端碰撞性能的机构设计是车身设计任务中要优先考虑的工作；在此基础上，再进行一般性设计和车身前后部位结构承载方式的设计以及加强结构的设计等。

6．1 背景介绍针对ULSAB-AVC的基础工作任务，其中一项任务是将车身结构分为两种不同形式的设计结构（两厢车车身结构和三厢车车身结构）。

此结构设计包括以下几项内容：车身碰撞性能车身质量车身结构性能车身外形尺寸建立车身公共平台车身前端碰撞性能是车身设计要优先考虑的工作；在此基础上，再进行一般性结构设计和车身前后端结构承载方式的设计以及加强结构设计等工作。

我们必须考虑严格的车身侧面碰撞的要求。

为了做到这一点，首先，应重点考虑乘客舱的结构设计，其次是车身后端结构的设计。

从逻辑思维理论而言，车身设计可以针对车身结构某一部分进行，即影响车身其它部位结构；一个纯粹的设计途径是运用ULSAB-AVC车身结构设计理念发展而来的。

6.2 公共平台----- 车身结构设计6.2-1 两厢车车身结构图6.2-1 两厢车车身结构6.2-2 三厢车车身结构图6.2-2 三厢车车身结构设计概念尤为重要的一方面是遵循ULSAB-AVC车身结构设计理论, 即已经发展成为两种不同车身结构的开发思路: 如图 6.2-1和6.2-2 (两门轿车, 四门轿车)不同车身结构中(两厢车三厢车), 由一些共同零部件、独立零部件、连接加强件以及所有的分总成件来构成两种不同结构的车身结构; 在尽可能采用相同零部件来构成完整车身结构的前提下, 应考虑相关零部件的制造成本, 如零部件制造成本, 白车身骨架的装配成本, 整车装配成本等。

两厢车车身、三厢车车身分别拥有相同的仪表板, 以及车身后部结构享有部分共同的零部件和连接件。

图6.2-3 两厢车车身结构图6.2-4 三厢车车身结构这个设计的目的是针对于两种已完成的车身结构享有一个共同的平台; 图6.2-5 显示了两种相似车身共享一个平台的结构形式。

如图所示，座椅横梁、后部悬挂结构图。

图6.2-5 共同平台特点除了车身侧围外板以外, 车身侧围边梁、内板、加强板以及前端结构实际上是一样的，直到B柱结构。

也有一小部分例外，如前纵梁，通道以及前地板件。

然而，这些零部件可以采用共用的拉延模具进行冲压成形，再分别采用相似的修边工序进行加工。

A 柱构件以及与此相关的连接件都是通用件。

尽管在设计方面非常不同，但是在车身侧围外板，车身侧围组件以及门内板的一些部分是相似的。

图6.2-6 与图6.2-7分别显示了两厢车车身和三厢车车身的爆炸图由于在车身结构上采用了大量的高强度钢板材料、先进的制造技术和连接工艺, 如：激光拼焊、液压成型、激光焊接等。

针对这两种变形车身结构, 可以把零部件的数量减少到最低程度。

图6.2-6 两厢车车身结构爆炸图图6.2-7 三厢车车身结构爆炸图6.2.1共同零部件图6. 2.1-1显示了ULSAB-AVC程序下两种车身结构的共同零部件。

图6.2.1-2显示共同零部件以及与此相关的零部件，两厢车车身结构已在6. 2.1-1列表中列出。

图6.2.1.1 两厢车、三厢车车身结构共有部件爆炸图以上两种车身结构的后端结构已由一些基本的公共分总成及连接件组成。

尽管在车身纵向长度方向相差85mm的距离，但整个门槛结构的内板部分是一致的；对于两种结构车身而言，座椅加强板也是一致的。

由于采用相同的后悬挂系统，因此，和后纵梁相连的连接部件也是一致的，如一致的悬架臂，减震弹簧，减震器附件。

后悬架横梁对于两种结构的车身是相同的。

车身上部结构有几个共同部件组成；包括车前端板，两个支撑板，两个B-柱内板加强板。

图6.2.1-2 公共零件爆炸图两厢车车身与三厢车车身的共同结构件分别占整个车身结构部件的23%和21%。

（见图6.2.1-3和6.2.1-4）图6.2.1-3 两厢车车身公共部件结构图6.2.1-4 三厢车车身公共部件结构6.2.2 采用相同模具制造的零部件采用相同模具制造的零部件被定义为使用相同冲压或液压成型工具来实现, 但在加工时要根据这两种车身结构的不同尺寸进行相应的修边工序。

这两种车型后部地板板金件设计上是非常相似的。

但三厢车车身后部地板要比两厢车车身后部地板长85mm。

座椅横梁到后轴中心线的距离是一致的，从而在这个区域内的零部件几乎是相同的；相似的是三厢车车身后纵梁是两厢车车身后纵梁后部的延伸。

从图6.2.2.1可以看出：使用相同的模具制造零部件具有潜在的可能性。

事实证明详细设计工作必须与加工模具的制造商紧密联系在一起；要经过不同修边工序加工的零部件已用红颜色表示。

图6.2.2-1 两厢车车身与三厢车车身采用公共模具加工的零件轮罩内板虽然不一致，但仅需要不同的修边工序，就能完成两个车型轮罩内板的加工。

管状液压成型的侧围边梁要通过激光焊接连接到轮罩内板上；这些管梁在后纵梁上方用一个共同的支架进行连接。

在后部末端地板的连接要通过一个共同的后部横梁相连接.通过对两厢车车身共同平台的统计, 如图6.2.2-2 所示，公共零部件用红色表示，用相同模具加工的零部件用蓝色表示。

图6.2.2-2 用公共模具制造的零件6.3. 两厢车车身与三厢车车身前端结构6.3.1 车身前端下部结构车身前端碰撞所产生的能量分别传递到两根管状的纵梁上, 每根纵梁是由圆管液压成型加工而成, 并且是由两段直径为100mm的双向钢DP 500/ 800Mpa 焊接在一起；每根纵梁的前部与后部材料厚度分别为1.5mm/ 1.3mm 。

由于悬架结构设计上的考虑：一个横向叶式弹簧、一个副车架组成了上部碰撞加强结构；因此，在车身结构中不需要前部碰撞塔状结构，这就消除了车身上部纵向传力途径。

前端碰撞所产生的能量经由保险杠横梁、碰撞盒结构传递到前纵梁上。

这两个碰撞盒结构是由两片钢板冲压而成，焊接到保险杠横梁的内表面上，与前纵梁的前端连接在一起。

从而吸收低速碰撞（0度，15公里/小时正面碰撞）所产生的能量。

用于支撑发动机的副车架的四个支撑点与前纵梁相连接、保险杠骨架与纵梁的前端相连接的结构。

见图6.3.1-1。

图6.3.1-1 保险杆横梁、副车架、前纵梁结构在副车架后部，前纵梁的载荷分别传送到门槛边梁、A 柱、上下通道等零件上。

在车身正面碰撞时，副车架后部连接处的结构设计的要求是：允许发动机在通道下方运动；因此，使前围隔板的入侵量控制在最低限度内。

前纵梁在座椅后横梁处结束，它实质上构成整个车身底部结构的主体，地板通过激光焊接与纵梁下表面相连接，这样优化了车身底部的空气动力性能。

在门槛侧边梁与前地板横梁之间的连接是通过前纵梁和上通道组合结构构成的。

座椅横梁在此结构中是非常重要的部件，它也是关键性的部件。

它与前纵梁、上通道加强板连为一体，在两个前座椅横梁之间连接成车身底部的横向框架结构。

图6.3.1-2 表示前地板被激光焊接到管状前纵梁表面上的结构。

图6.3.1前、后地板俯视图6.3.2. 车身前端结构能量分配在车身正面碰撞过程中，A 柱以前的前端结构被设计成用于吸收碰撞过程所产生的能量。

该结构在两个非常不同且严格的碰撞法规（100%正面碰撞和40%偏臵碰撞）之间进行了良好的折衷。

因此，提供一条很好的能量传递路径。

碰撞盒是由一个底部牛头型的外壳以及封闭连接板构成；此结构是用来传递从纵梁到门槛侧边梁的载荷；结构上部的加强板是用来传递从纵梁到A柱的载荷；另外，侧面载荷传递到前围横梁、通道、空气室盖板等结构零件上。

前纵梁到前围碰撞盒的连接头是整个车身结构中最重要的两个连接头之一。

图6.3.2-1 显示了两种车身俯视方向的前端结构，从中可以很清晰地展示了载荷从前纵梁到后部纵梁传递的途径。

图6. 3. 2-2从后视图方向显示了公共的前端结构图6. 3. 2-3从侧面显示了公共的前端结构图6.3.2-1力传递途径图6.3.2-2前端结构前视图图6.3.2-3前端结构侧视图前围隔板与空气室板加强梁的组合结构是由上下横梁，并与车身中间为两个A-字形冲压件连接而成；下横梁与A-字形的冲压件所构成的结构又为通道和通道加强板奠定一个良好的结构基础，发动机盖前端所形成的空间是为装配HVAC单元准备的。

这个单元增加了乘客前方的缓冲空间，提高了乘客的安全性；见图Sec-A，图6.3.2.4所示从HVAC单元传出的空气通过A-字形的冲压件结构传递到仪表板空气分配单元中；前围隔板、地板前部与前围加强横梁组成封闭结构，以确保车身前端结构的碰撞安全性。

图6.3.2-4前端结构后视图6．4 车身侧面结构图6. 4-1显示了两厢车车身的侧面门槛结构，6. 4-2显示了三厢车车身的侧面门槛结构。

在两厢车B柱加强板前面的车身结构和三厢车B-柱加强板前面的车身结构是一致的。

为了优化车身门槛结构和A-柱结构的方案，减少零部件数量以及它们之间的不必要连接结构，所以没有设计门槛内板加强板、A-柱加强板或牛头型碰撞结构。

为进行补偿设计，门槛内板与侧围外板是采用激光拼板焊接加工而成。

进一步而言，车门铰链与A-柱连接是通过与A-柱内板及侧围外板焊接而成。

图6.4-1两厢车门槛、前座椅后横梁结构对两厢车车身与三厢车车身而言，在两侧的门槛内板之间的座椅后横梁的结构是相同的。

然而，由于客舱尺寸的限制，三厢车车身的地板要比两厢车车身的地板长85mm。

为了使这两种车身结构保持采用相同的连接结构形式，三厢车车身的前纵梁，前地板，中通道均延长85mm。

座椅后横梁与地板构成一个长方形封闭结构。

后部垂直的壁板是一个单独的冲压件；作为前部垂直壁板与顶部表面，它是后地板四块拼板焊接的一部分。

前纵梁和中通道穿过方形封闭结构，并与前、后地板进行焊接。

图6.4-2三厢车门槛、前座椅后横梁结构6.5 车身后部结构6.5.1 两厢车车身结构后部纵梁结构由后地板、后纵梁和轮罩内板构成。

为了优化车身刚度、碰撞性能和减少车身重量；这三部份的零件要通过拼板焊接加工而成。

地板形成结构的上壁和内壁，纵梁形成结构的下壁和内壁，轮罩形成垂直后壁。

两厢车车身不像三厢车车身结构那样使用车身侧围外板去封闭B-柱后部区域；而是使用加强板来实现封闭结构。

为了保证门槛与后纵梁之间的光顺的、一致的连接结构，该设计专门为油箱提供了放臵空间。

油箱被布臵在座椅后横梁与悬架横梁之间的右侧位臵上。

在后纵梁内壁上，焊接后悬架加强支架，形成后纵梁的加强结构。

图6.5.1两厢车后地板结构U型悬架横梁通过激光焊接与后地板进行相连，与地板形成了一个封闭的盒状结构。

在后纵梁之间的横梁形成了一条重要的传力路径。

另外，由于车身侧围边梁直接连接在后纵梁的上部，就形成了整个车身结构中另一个最重要接头。

此处的悬架弹簧加强附件是通过激光焊接与后纵梁底部进行相连。

此处连接以及直接在后纵梁上部的连接是非常重要的加强结构。