车体结构分析与设计
堵住下转角
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易积水机构 不易积水机构 22
车身结构设计,可采取以下防腐措施:
2)设计时要全面检查并确定容易锈蚀的部位,并采取特别的防 腐措施。
◆ 车身抚锈蚀的薄弱处如焊点贴合部位和铆接处,该处不能全部 涂到漆料,两层板料之间既不能密封,也不能通风,又如钢板 切割边,由于毛刺和振动,边缘漆层将被破坏,此外,在汽车 行驶时易被碎石撞击的部位,或相邻板件的摩擦,均会损坏漆 层。
一,杆件的设置 骨架杆件的分类: 1)按功能分类:门柱、窗柱、门槛、门框上横梁、风窗上下横梁;
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。
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◆车体骨架
前部:由部件 11、1、2构成, 这部分受力比
◆ 两种金属之间的接合,特别易发生电化学腐蚀,应尽量避免, 当必须采用时,应在两层板之间使用塑料隔层;
◆ 在采用保护膜方面,为了提高车身的耐蚀性和漆膜的密着性, 通常先进行磷化处理,再涂以防锈底漆。一般用水溶性油漆进 行车身浸渍涂漆,使车身下部和底板等的闭口裁面内侧以及极 难漆到的板料接合处的狭窄间隙都能得到浸渍;
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◆车体结构的工艺性
含意:结构工艺性指的是所设计的产品既要满足使用要求,又 要能够在一定的生产条件和规模下,使加工方法最简单、最 经济。
一,车身的分块
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 和装配工艺有很大的影响。
2)为减轻弯曲零件的回弹,可以在弯曲部位局部压出三角肋, 对弯曲半径很大的零件,应垂直于零件的弯曲轴线方向布置条 形肋。
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◆车体板壳零件
3)加弧肋的轴线宜直,否则在运动时会引起扭转;
4)加强肋应沿支撑之间的最短距离布置;
5)肋的刚性主要取决于它的深度,但为防止破裂,深度不宜过 大,原则上应满足板料拉延成型所允许的条件。
3)振动破坏车身表面的防护层和车身的密封性,从而削弱抗 腐蚀性能。
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轿车激振频率与固有振动频率
2020/4/23 车身振动频率20~50HZ
轮胎上的振动频率及发动机
在其悬置上的振动频率等,
与车身低阶频率很接近,因
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此应注意提高车身的刚度
◆无阻尼单自由度系统,由于初始激励的作用,将以其固有频率 在某一种自然状态下进行振动。
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◆车体骨架
三,杆件截面形状与刚度的关系
◆应合理设计加强板的大小和厚度。太小,则不足以将集中载 荷通过加强板分散到较大的面积上,太大则会增加质量。
◆车身承载杆件上的孔洞尽量放在应力较小的部位。
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◆车体板壳零件
车身大型板壳零件分类:
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;
3)车身上较多采用翻边连
接或搭接,因为这两种连
接型式焊接品质好,且便
于大量生产。闭口截面焊
接型式必须将焊缝引外,
否则焊接品质最不易保
证2,020应/4/2尽3 量避免采用。
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◆车体结构的工艺性
三,车体的焊接装配工艺性
(4) 焊接点的布置
1)在产品的合件或总成图纸上,要规定焊点的直径和点距。并 非焊点之间的距离越近,焊点数越多,连接弧度就愈高。因为 点距越小,则分流越大,焊接品质就不易保证。
2)焊点布置离板边太近会使加热了的金属被挤压向一边,从而 削弱焊接强度。
3)焊点不应布置在圆角拐弯处或不甚平整的部位。
4)尽可能少采用三层板的焊接结构。
5)较大丝的点焊结构,其焊点应尽可能布置得对称些,否则容
易产生不规则变形和应力集中。
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◆车体的耐腐蚀性 车体腐蚀的成因: ◆汽车常处于容易使钢板锈蚀的环境中,如雨水的浸蚀、工业区
3)生产、搬运困难。
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◆车体板壳零件
提高零件的刚度的措施:
(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。 设计加强肋应往意如下几点:
1)在平的或稍鼓起的零件上,加强肋应沿着零件的对角线布置。 最好不用交叉肋。如果采用交叉肋,则应避免交叉处因应力集 中而丧失刚性,为此,在交叉处用半径大于2倍肋宽度的圆弧 来过渡。
左前梁的测点
车身前部的扭 转振动
车身弯曲振动
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二,车身板壳的局部振动
◆刚度差的大型覆盖件容易在振源(例如发动机的振动,汽车行驶 时传动系的共振及噪声波的冲击等)的激励下,引起板壳(如轿 车前后地板等)的强迫振动。
◆同理,当激振频率接近车身内外的固有振动频率时将发生板壳 共振。
◆车身大型板件的共振频率通常在40HZ~300HZ,或更高的范围。 板件振动造成的辐射声和车厢体积的变化(从而引起气压变动), 是产生车内噪声的重要原因。例如轿车地板的共振频率在 50HZ~60HZ左右,共振时发生敲鼓式的声响。
◆对于多自由度系统,它的自然状态是指整个系统在运动过程中 的某一位移形状。多自由度系统不仅具有一种位移形状,而且 具有与自由度数相等数量的位移形状。这些位移形状称为系统 的固有振型。对于不同的初始激励,系统可以按这些振型中的 某一种进行振动(此时所有质点都同步运动,各质点的位移比 始终不变),而且对应有唯一的一个因有频率。
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。这些零件的刚度要足够,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、横梁结。
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◆车体板壳零件
提高零件的刚度的必要性: 1)刚度差的大型覆盖件容易在激励下引起板的强迫振动; 2)造成部件的疲劳损坏;
◆系统的振动特性可用固有频率和固有振型来表示。无阻尼线性 系统的一般运动都可以表达为各阶固有振型的线性组合。对应 于较低频率的固有振型(低阶振型),对构件的动力影响大于高 阶振型,也就是说,低阶成分的能量比较大。
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◆通常可以通过测试方法,即用电磁激振器对车身激振的方法,找 出共振频率及产生共振的原因。例如,在车身前端的左、右纵梁 上,以同方向力激振,即激起车身弯曲振型;或者以相反方向的 力激起车身扭转振型;得到激振频率与振动速度的关系。
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◆车体结构的工艺性
车身分块必须考虑如下几个方面:
(1)分块应考虑钢板材料的尺寸规格一般在钢板宽度足够、冲 压工艺允许以及设备条件具备的情况下,应尽可能使零件分 块大些。大型覆盖件对减少表面可见烽缝和焊接工作量,提 高车身结构的制造精度、外观完整性以及节约钢材都十分有 利。
(2)分块应考虑拉延工艺性拉延工序是车身制造中的关键工序, 而零件分块直接影响拉延工艺,必须遵循如下几点:
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车身上使用密封胶密封并防锈的典型部位
顶盖流水槽 板边密封
车门内、外 板以粘接代
替焊接
车门内板 上摇窗机 的调整孔
车身主题边缘部位均 用以聚氯乙烯为基本 材料的糊状密封胶
风窗密封采 用异丁烯类
密封剂
地板搭接缝隙处采用点焊密封胶
此202外0/4,/23 在地板和轮罩下表面应喷涂1~1.5mm厚聚氯乙烯防 24 腐防震涂料
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采用水溶性油漆的浸渍涂漆
◆轻合金和玻璃钢等是良好的防腐性材料,但由于材料来源和加 工方法方面的原因,这些材料的使用受到限制。有些国家正在 对易受腐蚀的车身部件采用镀锌钢板。
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车身的弹性振动与隔振
一,车身的振动 ◆振动的危害:
1)振动使乘员感到不舒适;
2)振动带来噪声和部件的疲劳损坏;
第八章 车体结构分析与设计
◆车体骨架 ◆车体板壳零件 ◆车体结构的工艺性 ◆车体的耐腐蚀性 ◆车身的弹性振动与隔振 ◆车内噪声与控制
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设计车体结构的步骤:
(1)确定整个车体应由哪些主要的和次要的构件组成,使其成 为一个连续的完整受力系统;确定主要杆件采取怎样的截面
(2)确定如何构成这样的截面,截面与其他部件的配合关系, 密封或外形的要求,壳体上内、外装饰板或压条的固定方法以 及组成截面的各部分的制造方法及其装配方法等。
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◆车体结构的工艺性
(3)分块对制造精度的影 响不正确地划分结构将 影响产品的装配精度, 例如门与门框之间的间 隙要求,前、后风窗框 与玻璃的配合尺寸等等, 可能难以保证。
(4)分块应考虑易损件车
身易损件必须单独划分
出来,并做成可拆卸的,
以便损坏后更换。例如
轿车前冀子板、平头驾
构中应川最多,如‘’ 红
旗”轿车车身上焊点多
工件1
电极2
达上万个,“解放’牌 汽
车驾驶室也有烂点两千 凸焊
多个。
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单面双点焊
铜垫板3 缝焊
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◆车体结构的工艺性
三,车体的焊接装配工艺性
2) 在设计车身零件的连接型式时,应保证悬挂式焊钳或固定 式焊极对连接部位的接近方便性,因此连接件的结构形状和 接头型式的选择极为重要。对于难以接近的接头,则必须采 用特殊形状的电极。