汽车车身结构与设计题

汽车车身结构与设计题（通用9篇）

篇1：汽车车身结构与设计题

汽车车身结构与设计复习题

1.车身设计的特点是什么？

2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？

3.简述常用车身材料的特点和用途。

4.简述车身承载类型的特点及适用车型。

5.车身设计中的“四化”指的是什么？解释其概念。

6.简述新车型开发的分类

7.什么是概念设计

8.简述决定汽车车身设计的主要因素及关键技术。

9.简述汽车车身设计的技术要求。

10.简述现代车身设计方法及程序。

11.应用于车身设计的计算机辅助技术(CAX)有：

12.13.汽车产品开发中逆向工程关键技术是:

14.虚拟现实技术的概念及在汽车工程中的应用

15.简述专家系统的概念

16并行工程的概念及优点:

17.车身总布置设计的主要内容有哪些？

18.车身总布置设计原则

19.简述车身设计制图方法

20.人体尺寸的百分位概念、应用及意义

21.眼椭圆概念:

22.车身设计中对前方视野的视角要求

23.轿车车身布置设计的主要内容有哪些？

24.汽车行驶时所受的空气阻力有哪五个部分？是怎样形成的？

25.简述降低汽车行驶阻力的措施。

26.简述降低汽车行驶升力的措施。

27.简述美学基本法则中的统一与变化。

28.造型设计中常用的几何比例关系是。

29.简述造型设计中常用的几种美学法则。

30.简述汽车造型必需遵循的原则。

31.简述曲面曲线的连续关系及曲面连续性的检查方法。

32.简述汽车车身数字化建模一般方法。

32.简述汽车车身的组成及结构。

34.简述汽车车体结构的设计步骤

35.作用在车身和车架上的载荷。

36.车身和车架结构有限元分析主要内容。

37.分析车体结构的工艺性

38.简述车身和车架结构有限元强度分析主要步骤

篇2：汽车车身结构与设计题

退役士兵教育培训教案

课题： 汽车车身结构 总 80 课时，第 1-2 课时 教学目的、要求：

1、掌握承载式车身结构组成

2、掌握非承载式车身结构组成

能力目标：培养学生对汽车车身结构、构造的感知能力。教学重点：承载式车身结构认知；非承载式车身结构认知 教学难点：培养学生对汽车车身结构、构造的感知能力 授课方法：讲授法

教具（含电教设备）： 多媒体 教学内容：

汽车车身结构及材料

（讲授新课）

汽车表面修理的对象是汽车车身。了解汽车车身的特点，对顺利地从事汽车钣金、涂装和美容是十分必要的。

随着新技术、新工艺、新材料的开发与研究，汽车车身正以安全、节油、舒适、耐用等技术为主导，以适应世界经济发展为潮流，以精致的艺术品获得美的感受而点缀着人们的生活环境。

一、非承载式车身

非承载式车身的主要特征是：车身下面有足够强度和刚度的独立车架，车身以弹性元件与车架相连，如图1-1。

二、半承载式车身

车身与车架是用焊接、铆接或螺钉连接的，载荷主要由车架承受，车身也承受一部

分。这种结构车身是为了避免非承载式车身相对于车架位移时发出的噪声而设计的。由于重量大，现在很少采用。

三、承载式车身

承载式车身又称为整体式车身，车身代替车架来承受全部载荷，如图1-2。

轿车普遍采用承载式车身结构，图所示为承载式车身上典型零部件。

通常整个车身壳体按强度等级分为三段，如图所示，图中A、B、C分别代表车身前部、中部及后部。

轿车车身壳体通常也分为三段，即由前车身、中间车身和后车身三大部分及相关构件组成。

1、前车身

（1）前保险杠：典型前保险杠结构如图。

（2）前翼子板：

前翼子板位于汽车发动机罩侧下部，前轮上部，是重要车身装饰件，主要部件一般采用薄钢板冲压制造，如图1-7。

（3）发动机罩：

发动机罩位于车辆前上部，是发动机舱的维护盖板，如上图。

（4）前围板：前围板位于乘客室前部，通过前围板使发动机室与乘客室分开。

（5）前纵梁：前纵梁是前车身的主要强度件，直接焊接在车身下部。其上再焊接轮罩（有的前轮罩与前纵梁为一体式）等构件，如图1-8所示。

2、中间车身：

中间车身的立柱起着支撑风窗和车顶的作用，一般下部做的粗大，上部的截面尺寸需要考虑驾驶视野而缩小。立柱包括前柱（A柱）、中柱（B柱）与后柱（C柱）三种。

（1）立柱/门槛板/地板：

图1-9所示为立柱/门槛板/地板位置及车身加强件示意图。

（2）车顶：

车顶是指车身车厢顶部的盖板，其上可能装备有天窗、换气窗或天线等，如图1-10。车顶主要由车顶板、车顶内衬、横梁（可能有前横梁、后横梁、加强肋等组成），有的车型还备有车顶行李架。

电动式天窗一般由天窗框架、天窗玻璃、天窗遮阳板、天窗导轨、驱动电机等零件组成。

（3）车门：

车门是乘员上下的通道，其上还装有门锁、玻璃、玻璃升降器等附属设施，车门框架是车门的主要钢架，铰链、玻璃、把手等部件安装在门框架上。车门及附件主要包括车门板（车门外板和车门内板）、车门内饰板、车门密封条、车门铰链（一般包括车门上铰链、下铰链）、车门锁总成等零件组成，如图1-11。

3、后车身：

轿车后车身是用于放置物品的部分，可以说是中间车身侧体的延长部分。三厢式车的乘客室与行李箱是分开的，如图1-12a所示；而两厢车的行李箱则与乘客室合二为一，如图1-12b所示。

（1）行李箱和行李箱盖：

行李箱是装载物品的空间，是由行李箱组件与车身地板钣金件构成。行李箱基本位于轿车车身的后部，因此又俗称为后备箱。行李箱盖位置如图1-13。（2）后侧板：

后侧板是指后门框以后的遮盖后车轮及后侧车身的车身钣金件，如图1-14所示。（3）后保险杠：

后保险杠是指位于车辆车身的尾部，起到装饰、防护车辆后部零件的作用，如图1-14所示。

后保险杠主要包括保险杠外皮、保险杠杠体、保险杠加强件、保险杠固定支架以及保险杠装饰条，典型后保险杠如图1-15所示。

(课堂小结)

一、非承载式车身

二、半承载式车身

三、承载式车身

1、前车身

（1）前保险杠：

（2）前翼子板：（3）发动机罩：（4）前围板：（5）前纵梁：

2、中间车身：

（1）立柱/门槛板/地板：（2）车顶：

（3）车门：

3、后车身：

（1）行李箱和行李箱盖：（2）后侧板：（3）后保险杠：

（布置作业）

1.2.3.4.叙述车身各部分的主要构件及相互作用？

轿车的车身结构按外形分为哪几种？各有何特点？ 车身的壳体包括哪几部分？ 轿车车身覆盖件有哪些？ 6

篇3：汽车车身结构与设计题

随着汽车的普及, 如何降低其燃油量和尾气的排放量开始引起社会的广泛关注, 其中减轻汽车的重量, 实现汽车的轻量化是一种非常重要的方式。目前, 国际上主要采用轻量化的材料来达到减汽车重量的目标, 因此, 选择高强度钢材在汽车耐碰撞性和轻量化设计中具有重要意义。同时, 随着人们安全意识的逐渐增强, 人们对汽车的安全性能提出了更高的要求。有相关的调查数据显示, 正面碰撞的发生率在交通安全事故中居于首位, 伤亡的严重程度也最高, 所以本文从汽车车身结构安全部件的材料匹配方面对如何提高汽车设计的安全性进行了论述。

1 汽车碰撞的安全性设计原则

在正面碰撞中, 要保障汽车的安全性, 对汽车结构的吸能特性提出了较高的要求。这样, 在车辆碰撞的过程中, 如果汽车具有良好的吸收动能, 就可以满足车体的加速度和入侵控制的良好匹配。

正因如此, 所以在汽车正面碰撞的安全设计需要坚持如下原则:第一, 将乘员舱的加速度参数控制在较小的范围内, 避免乘员受到较大的冲击;第二, 将前围板的侵入量设置为较低的数值, 同样保持较低的转向柱后移量, 用来增加成员的生存空间, 保护乘坐人员的生命安全。

2 汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计的主要方法

由于汽车正面碰撞设计的对象具有较大的随意性, 而且没有充分考虑到材料的厚度和交互性影响。所以为了提高设计方案的完整性, 我们对汽车车身结构中具有重要作用的安全部件材料的优化匹配设计进行了讨论分析。这种设计方法的具体步骤如下:

第一, 选择相关的安全设计部件。在选择安全部件之前, 需要先计算出传力路径, 对能量分布进行分析, 然后才能通过的敏感度的评价分析, 提高设计的准确性, 确定在汽车的正面碰撞中, 会对其安全性产生较大影响的部件, 并将其作为主要的设计对象。通过上述方法, 就可以有效解决设计对象难以确定的问题。

第二, 根据已经确定的设计对象, 建立比较相近的模型来择优选择, 同时对多个目标材料的厚度和交互性进行优化, 这样就能够实现材料厚度的离散以及连续变量的混合优化。

3 汽车车身结构关键安全部件的选择

3.1 建立汽车正面碰撞的仿真模型

我们将Ford Taurus轿车的整车模型作为整车碰撞的有限元模型。为了对这一仿真模型的有效性进行验证, 我们将某型号的汽车作为对象, 进行了正面碰撞实验。本次实验是由美国的国家碰撞中心安排的, 具有较高的可信度。

将本次实验的结果和仿真后左右后座椅的平均加速度曲线进行比较, 结合碰撞之后的汽车变形情况。

汽车碰撞实验得到的结果和仿真的结果具有较高的一致性。因此可以证明, 利用仿真模型进行计算, 可以保障计算的精确性, 可以用来代替真实的实验, 为相关研究提供方便。

3.2 分析传力路径

主要的传力路径主要有3 种, 具体如下:第一, 如果汽车和正前方汽车的刚性壁障发生碰撞, 那么就会导致汽车的前保险杠发生变形。此时, 汽车受力就会传递到上纵梁, 然后再传到A柱的上端, 最后向后。第二, 当汽车和前面的刚性壁障发生碰撞时, 前保险杠会变形。此时, 汽车所受到的力就会经过前纵梁, 传导到A柱的下端、地板纵梁和门槛梁等部位, 然后继续向后传递。第三, 在碰撞发生后, 前轮胎会对A柱的下端产生作用力, 这样前轮受到的力就会直接传递到A柱的下端, 然后再到门槛梁, 接着向后传递。

3.3 分析能量分布

通过对传力路径上主要部件的能量分析, 确定哪些部件在传力路径上起到了主要的吸能作用, 进而确定正碰过程中的相关部件。A柱上端的吸能明显小于A柱下端, 因此可以判断在乘员舱部分的吸能主要由车辆下部传力路径承担, 同时通过各部件能量占比可以进一步确定正碰过程中的主要相关部件。

4 结束语

综上所述, 在汽车车身结构安全部件的匹配设计中, 本文采用的方法具有显著优势, 不仅可以大幅度提升汽车正面的耐碰撞性能, 而且有助于减轻车身整体结构的重量, 优化性能。由此看来, 汽车车身结构安全部件的匹配优化设计方法具有准确性和有效性的特点, 可以有效地指导汽车的车身设计, 缩短汽车产品的研发周期, 提高汽车车身设计的安全性。

摘要：虽然汽车产业取得了迅速发展, 汽车逐渐普及, 设计水平也有显著提升, 但是从汽车车身结构安全部件材料匹配的设计现状来看, 还存在很多问题, 其中表现最突出的就是安全部件的选择具有较大的盲目性, 在优化设计的过程中, 对材料的厚度和交互性没有进行充分考虑。为了解决这些问题, 提高汽车车身结构安全部件的设计水平, 本文从碰撞安全性、关键安全部件的选择等方面进行了讨论和分析。

关键词：汽车车身结构安,安全部件,材料匹配,优化设计

参考文献

[1]姚宙, 李光耀, 李方义.基于遗传算法与仿真的偏置碰撞安全结构改进研究[J].中国机械工程, 2010, 06 (22) :2755-2760.

[2]张友根.基于新常态战略的汽车塑料工程绿塑创新驱动的分析研究[J].橡塑技术与装备, 2015, 14 (20) :20-50.

[3]王金轮, 兰凤崇, 陈吉清.考虑材料变形路径及应变率的车身前端吸能结构优化[J].汽车工程, 2013, 10 (03) :265-271.

篇4：汽车车身结构与设计题

关键词：汽车车身结构；安全部件材料；匹配优化设计

近年来，随着汽车安全事故发生率的上涨，人们的安全意识开始不断提升，对汽车本身的安全性要求也开始不断攀升。因此对汽车车身结构安全部件材料的优化设计就显得异常重要，而我国目前对汽车结构优化设计的研究，大都只是对车身材料或者厚度实施优化，并没有充分考虑到其两者的交互性，在性能的提升方面相当有限。为此，文章针对车身材料的匹配优化设计方式进行探讨。

一、汽车碰撞的安全性设计分析

（一）安全性设计原则

车辆产生正碰对车内的乘员造成严重的安全威胁，这就要车辆结构本身必须具备良好的吸能性，这样才能在汽车发生碰撞时，迅速的将整车动能加以吸收，由此将极大的满足车体本身的加速度和其入侵量控制的匹配性[1]。对于汽车正碰的安全性设计应符合以下两个方面的标准：（1）乘员舱加速度降低，保证乘员不会受到强大的冲击力。（2）应将汽车 的前围板侵入量和转向柱后移量控制在较小的范围，不可减少乘员的活动空间，以此避免直接给乘员造成伤害。

（二）安全部件材料匹配优化设计方式

目前，国内对车身材料正碰的安全性设计工作时，大多都是主观性的角度来选取所要设计的对象，而且实际的设计严重缺乏对材料和厚度间的交互性问题。为此，针对此材料和厚度的交互性问题，推出其匹配优化的设计方式。首先，这种方式，主要是通过传力路径和能量分析的方式初步选取相应设计部件。然后由此进行敏感性的分析，这样才能更准确的找出最受影响的安全部件作为设计的对象，从而真正解决难以选取设计对象的问题。同时可针对所选取的设计对象，采用优选近似模型和多目标优化的方式对其厚度和材料实施匹配和优化，这样就充分的利用了两者的交互性，真正实现材料和厚度的变量混合。

二、汽车安全部件的选定分析

（一）分析汽车传力路径

主要针对其正碰当中的流动应力进行分析，可通过明确其车应力变化和部件截面展开分析。其传力路径具体表现在以下几点（1）车辆本身和刚性壁障产生碰撞时，一旦其前保险杠产生变形，会将力直接传递至上纵梁，然后通过上纵梁传递至A柱上端位置，最后直接向后传递[2]。（2）当车辆和刚性壁障产生碰撞时，一旦其前保险杠产生扭曲，会直接将冲撞力转移至前纵梁，然后直接传输至A柱下端、门槛梁以及底板纵梁等位置，最后向后传递。（3）一旦车辆和刚性壁障产生碰撞，汽车A柱下端将直接受到前轮胎的作用力，而前轮会将其真所受的冲撞力转移至A柱下端位置，进而由此传递至门槛梁位置，最终由此向后传递。

（二）分析汽车能量分布

针对其传力路径安全部件的能量分析工作，主要是为了明确此类部件是否在传力路径上起到了相应的吸能作用，然后据此明确发生正碰时的具体部件。

（三）分析汽车材料敏感度

对于汽车车身材料的匹配优化，通常还需要对其敏感度进行分析，具体可采用正交试验的方法进行敏感度分析。通过这种敏感度分析的方式，能够对多种影响类因素的主次顺序进行有效的判定。车身材料一般都是使用高强度钢，而使用更高强度的刚强度钢需要较高的成本。所以，就必须保证所选择的部件材料，其碰撞性能获得更好的改善，这样才能极大的避免汽车本身车身材料和成本的浪费。

三、汽车安全部件材料的匹配优化设计

（一）材料匹配模型分析

具体需要结合正碰部件的敏感度分析结果来选取对材料造成明显变化和影响的部件材料作为设计的对象。具体通过敏感度分析，并结合多种材料的碰撞特性来明确哪些部件属于最适宜的强度等级，可直接从备选材料当中选取最适宜的材料作为其部件材料的取值范围。一般正面碰撞中的安全部件材料优化的数学计算模型主要是以下表达形式：

式中，m为汽车安全部件的质量和，acc为乘员舱的加速度峰值，disp为前围板的最大侵入量。

（二）材料匹配优化设计过程分析

针对汽车安全部件的材料匹配问题必须充分考虑到其部件的材料和厚度，这属于离散混合变量多目标优化的问题。最常用的方式将离散变量直接当作是连续变量的形式，然后将最优点圆直接调整为相应的离散值。不过，这种方式只能获得局部的优化，有时甚至在其可行域外。还有一种方式就是将连续变量实现离散化，一旦其离散的方式不正确，也将只能获得局部的优化。

四、结语

综上所述，对于汽车安全部件材料的匹配优化，需要采用传力路径和能量分布的形式来选择其正碰相关部件，然后可直接通过敏感度分析的方式提取出其中的安全部件。再进行模型计算的方式，得出优化数据，最终运用于车身的设计当中，必然将有效提升汽车正碰耐撞性。

参考文献：

[1]伍素珍，郑刚，李光耀，田轩屹，刘胜.汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计[J].锻压技术，2015，11：85-93.

篇5：新能源汽车车身设计探索

电动汽车系统分析与设计

论文题目：

新能源汽车车身设计探索 指导老师：

邓亚东

学院班级：

车辆A1101 学生姓名：

张 劼 学

号：

1049721102100

2012年 6 月

武汉理工大学研究生课程论文

新能源汽车车身设计探索

张 劼

（武汉理工大学汽车工程学院；车辆工程A1101班；1049721102100）

摘要：本文从空间布局、轻量化和空气动力学三个方面阐述了新能源汽车车身设计的发展方向和主要技术手段。空间布局主要考虑汽车尺寸限制及设备的集成化和分区域化；轻量化需要从设计、材料和工艺等多方面着手，减轻重量并确保性能；空气动力学优化可尽量减少空气阻力对汽车高速行驶的不利影响，有助于提升汽车速度和减少能量消耗。

关键词：新能源汽车；车身；空间布局；轻量化；空气动力学

Abstract: This paper explains the direction and technical means of vehicle body design from three aspects: space layout, lightweight and aerodynamic.The spatial layout mainly considers the vehicle size limits, equipment integration and sub-regionalization.Lightweight should be realized by design, materials and processes, reducing weight and ensuring the performance.Aerodynamics optimizing minimizes air resistance at high speed and helps to improve the vehicle speed and reduce energy consumption.Keywords: new energy vehicles;body;space layout;lightweight;aerodynamics 引言

当下，新能源汽车正逐步成为汽车领域的前沿方向和发展热点。造成这一现象的主要原因是日益增长的原油价格及其背后的能源危机；同时，人们的注意力越来越多的集中到节能环保的主题上来，从单纯关心汽车动力性能转变为对动力、安全、节能和环保的综合要求。

各国研究机构和各大车企针对这些变化和需求，在新能源汽车的设计研发中提出了各自不同的方案和主张。主要的技术方案集中在纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车这三个方向上。

然而，无论采取何种技术方案，首先要考虑和解决的还是车身问题。任何技术和设备必须依托车身这个载体，而优秀的车身设计也能充分发挥出设备的特性和优势。目前，新能源汽车车身有彻底原创设计和利用已有车身进行改造两种思路。两种设计思路的目标是相同的：即要使汽车拥有足够的设备放置空间和人员乘坐空间；要使车身结构应尽可能达到轻质高强度；要使汽车具备优良的空气动力学特性。设备及空间布局

新能源汽车的各种设备和传统汽车相比有着很大差异。例如，纯电动汽车会用电动机取代内燃机，并且需要大量的空间来放置电池组；混合动力汽车同时拥有内燃机和电机两套设备，因此对空间和布局的要求明显提高；燃料电池车则需要安装储氢罐、燃料电池组和电机等设备，在空间和安全性上都需要充分考虑。

基于新能源汽车的这些空间要求，不同型号尺寸的汽车应选取适合自身的车身空间布局方案。

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2.1 大型客车的布局方式

大型客车普遍采用桁架焊接的车身制作模式，具有结构规整、空间大的特点。又由于客车本身体量较大，因而很容易安装新能源汽车的设备。研制新能源客车，完全可以利用现有的车身，只要稍加改进即可。客车造型方正，空间充裕，可以容纳大尺寸的动力系统和较多的电池组（或储氢罐），这有利于提升汽车的动力性能和续航能力，也不必对设备的集成度和紧凑性提出过高的要求。

总的来说，客车车身具有较好的通用性能，适合各种新能源设备的布置需求，针对车身的全新概念研发较少，主要考虑如何利用现行的车身结构进行合理布局。

图2.1所示为北京奥运会某型纯电动客车的布局方式。该电动汽车的车身结构是在原燃油客车车身结构的基础上改进设计的，布置方式和原车有了很大不同。发动机舱被用来放置电动机，电池组则布置在了车身两侧的底部框架内。这样的布局方式充分利用了客车底部到地板之间的空间，搭载了大量的电池组；动力装置的位置没有改变，这就避免了其他传动结构的大改动，减轻改型的工作量，最大程度的利用了原车已有的技术设备，节约了研发的成本。这种通过对车身进行有限度的改进，从而获得新能源客车的方式是较为合理的。

[1]

图2.1 某型纯电动客车的车身布局方式

燃料电池客车和纯电动客车较为相似，只是将电池组换成储氢罐，再追加一套燃料电池系统。其布局和纯电动汽车基本相同：在原先放置电池组的位置安装储氢罐；燃料电池系统根据尺寸来确定安放地点，可以和电动机一起放置于发动机舱里，也可以安装在原来装电池的地方。

混合动力客车不需要很多的电池组或储氢罐，但其动力系统较为复杂，整合了内燃机和电机两套系统，并且还配备了复杂的机电耦合组件来实现不同工况下的模式切换。针对这种情况，就必须将后部的舱室空间腾出来，以便放置整套动力系统；电池组等其他部件利用两侧靠前的空间放置。图2.2所示的TEG6128SHEV串联式混合动力城市客车就体现了这样的布局方式[2]。

图2.2 TEG6128SHEV串联式混合动力城市客车车身布局

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2.2 中小型及微型汽车的布局方式

中小型及微型车的尺寸和造型与大型客车截然不同，在空间布局和设备的紧凑度上要求要高得多。无论是设计新车身还是利用已有车身，都必须将车内空间充分利用起来。由于小车的曲线造型复杂，空间结构不是方正规整的，所以设计和改造都具有相当的难度。

图2.3所示为我校的楚天一号氢氧燃料电池汽车。该车车身为雪铁龙爱丽舍三厢版本，发动机舱内放置了燃料电池系统和电动机等动力部件，车尾行李舱放置储氢罐。这样的布局方式在中型车中较为先进：动力系统和燃料系统完全分离开，一方面提高安全性，另一方面也有利于动力系统的整合和集成；储氢罐单独放置于车尾是最为安全的，而且行李舱空间较大，可以容纳较多的储氢罐，提高汽车续航力。要实现这一结构布局，关键还在于发动机舱的空间利用，在于燃料电池系统和电机等的整合。从图2.3可以看出，发动机舱内的布置是相当紧凑和密集的，上部主要是燃料电池组及配套附件，下层安装电机系统。

图2.3 楚天一号氢氧燃料电池汽车车身布置

图2.4~2.6所示为各汽车公司专门设计的新能源汽车的车身布置结构。图2.4为日产聆风（纯电动汽车）的布局方式：电机放置于前部，电池组放置于中后部的地板下，实际就是将地板向上抬升一定距离来创造出电池组的安装空间。图2.5为通用公司的纯电动汽车方案，其电机布置与聆风相同，电池组则集中安置于后轴的行李舱下部及左右座位间的过道里。这样的布局就不会抬升地板高度，从而不影响整车高度及乘员空间。

图2.4 日产聆风布局

图2.5 通用公司的电动汽车方案 图2.6为本田燃料电池汽车的布局，和楚天一号的两端布置不同，该方案为三段式：作为动力源的电机布置于汽车前部的发动机舱内；产电的燃料电池系统位于中部的地板下；储氢罐放置于后轴处的行李舱下。相对于楚天一号，这样的布局更为明朗，功能区域划分明确。当然，这样的布局方式也与车身的其他因素有一定关系：该车是将三厢车融合为一个整体流线造型的风格，前部的舱室明显要比传统三厢车短小，而后部空间较大，因此必须将电机和

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燃料电池分开安装。

图2.6 本田燃料电池汽车布局

图2.7为某微型电动汽车车身结构。微型汽车的车身尺寸更小，尤其在长度方向上没有足够的空间，因此只能更多的依赖抬高地板来获取放置空间。下图的微型汽车就是如此，其地板的抬高距离明显要大于中型汽车，整体结构非常紧凑。

[3]

图2.7 某微型电动汽车结构布局

2.3 小结

总结上文可以得到新能源汽车车身布局的基本方式方法：

1）车身尺寸越小，越要考虑布局的合理性和紧凑性；大型客车利用现有车身即可满足要求，小型微型汽车往往需要设计专门的新能源汽车车身。

2）中小型汽车的布局设计强调功能区域的明确性和单个区域内的设备紧凑性。3）地板下放置储能设备（主要是电池组）的方式在中小型及微型车中被广泛采用；微型车较为依赖这种方案来克服尺寸小、空间不足的问题。

4）中型汽车可对放置位置进行适当调整（如移动到后轴区域或者布置于两作为中间的过道），尽量减小乘员区的地板抬高距离。

5）燃料电池汽车的储氢罐普遍后置，安装于行李舱下或行李舱内。车身轻量化及结构强化

新能源汽车最主要的目标就是节能环保减排，因此减轻车体自重从而减少燃油消耗是新能源汽车开发研制中的重要环节。由于电池组、储氢罐等设备本身质量就已经很大，故而新能源汽车的轻量化要求比起普通汽车要高得多。在大幅度追求轻质的基础上，车身还必须满足一定的结构强度和其他性能指标（例如NVH、工艺和成本等），因此这并不是简单的减重问题，而是与车身性能设计紧密联系的系统的平衡设计[4]。

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达成上述目标的途径主要有三种：结构设计、材料选择和优化制造工艺，下面分述之。

3.1 结构设计

（1）零件的结构优化

零件的结构优化可以通过降低钢板厚度，同时在关键部位增加加强筋或适当增加材料强度来保证零件的强度、刚度性能。同时，也可以在非关键区域增加减重孔、切除多余翻边等。

（2）零件的断面优化

零件的断面优化主要是考虑断面惯性矩和断面面积之间的平衡，通过不断的优化分析来实现用最小的断面面积达到最大的惯性矩这一目标，从而提高车身结构刚度性能，减轻车身质量。

（3）钢板厚度对性能提升的敏感度分析

钢板厚度对性能提升的敏感度分析是通过将车身各个零件的钢材厚度作为变量来建立数学模型，以保证模态、刚度、耐撞性等工况的性能要求为前提，采用拓扑运算的方法，分析所有变量对这些工况综台性能的敏感程度，提高部分敏感零件的钢板厚度，降低其他不敏感零件的钢材厚度，最终实现降低车身总质量。

3.2 材料选择

（1）提高高强度钢板的使用比例

提高高强度钢板的使用比例不仅可大幅度减轻车身质量，同时也有利于提高车身碰撞和耐久性能。目前，国际上的一些新车型，其屈服强度在550 MPa以上的高强度钢板占30%；在其碰撞关键路径，如A柱、B柱和门槛等区域采用热成形工艺，将零件的屈服强度提高到1000MPa以上。

（2）轻质材料替代传统的钢材

轻质材料主要包括工程塑料、玻璃纤维复合材料、铝合金、镁合金等。其应用区域主要集中在外覆盖件及部分非碰撞的骨架和面板零件。由于这些轻质材料的成本相比传统的钢材会高出1倍甚至数倍，因此目前多用于高端产品。

3.3 优化制造工艺

传统的车身制造多采用冲压工艺，其零件较多且焊接关系复杂。而一些国际上的高端车型已逐步采用型钢件和铸造件来替代冲压件，配合轻质金属合金材料的应用，既保持了车身的轻量化，又能得到较好的安全和耐久性，以实现必要的安装功能。当然，这些工艺在普通车型上的应用目前仍很悠闲，主要受制造设备投入和成本上的限制。

总的来说，新能源汽车在车身轻量化的研究上应该充分利用上述方法，根据自身产品的定位来确定综合的轻量化策略，提高车身的性能，满足新能源汽车的设计目标。

武汉理工大学研究生课程论文 空气动力学优化

现代汽车普遍具有较高的行驶速度，新能源汽车首先要满足必要的动力性能，因此也一定具备这一特点。在高速行驶的状态下，空气阻力的影响变得重要起来，较大的空气阻力会阻碍汽车达到更高的车速，同时也会增加高速行驶的能源消耗。新能源汽车车身必然需要通过空气动力学优化来克服空气阻力带来的不良影响。

从历史的角度来看，汽车车身的空气阻力系数是在不断下降的，这与汽车的提速、节能以及大众的审美取向有着密切关系，同时也得益于汽车空气动力学理论及实验手段的不断丰富和发展。尤其是当下的计算机模拟技术和风洞实测技术，为低风阻车身的设计研发提供了强有力的支持，大幅度降低风阻的想法得以实现。

图4.1为丰田普锐斯的外形设计。该车车身较普通汽车更为光滑平顺，没有过多的修饰，有利于气流的平顺通过。普锐斯的车头部设计相当简洁，不同于普通汽车着重于设计复杂多变的车头造型，整体化的简洁车头对降低风阻十分有利。普锐斯最为明显的外形特点就是拥有大斜度的A柱和C柱，其角度与车头车尾几乎一致。这使得三厢融合为一个整体，具备了更为流畅的一体式外形，从整体上改善了气流的分布。这样的一体化造型理念在图2.6中的本田燃料电池汽车上也得到了体现，且表现得更为彻底。

图4.1 丰田普锐斯外形设计

利用这一系列的空气动力学优化措施，普锐斯的风阻系数降低至0.25，相比普通汽车0.3~0.5的风阻系数又迈进了一大步，在高速行驶时的优势也更为明显。可以看到，汽车外形的简洁化和一体化既便于空气动力学的优化提高，也符合审美和设计前沿，将会成为新能源汽车车身的主流发展方向。结语

车身的布局设计是为乘员和设备的合理安放服务的。新能源汽车具有不同于普通汽车的各种设备，并且要满足乘坐的空间性和舒适性，因此必须通过良好的布局设计来优化车身，使其符合新能源汽车的使用需求。

车身的结构设计是为了尽量减轻车身质量并保证必要的性能指标。减重是新能源汽车节

武汉理工大学研究生课程论文

能减排的需要；优化结构是要使车身符合其他方面的性能要求而不至于因为减重出现问题。综合运用多种方法可以在结构优化的过程中使得各方面性能平衡。

车身造型设计关系到视觉审美和空气动力学性能两个方面，两者必须达成一致，不可偏废。目前的审美和造型取向都偏向于低风阻流线型的造型特点，追求简约和理性美感，这为空气动力学的优化提供了较大空间。利用整体化、简洁化的设计理念，加上空气动力学理论和技术的支持，新能源汽车的车身造型可以得到大幅的优化。

综合把握车身设计的这三个方面，可以使新能源汽车的性能得到提升，达到较高的设计要求，对节能减排做出贡献。

参考文献：

篇6：汽车车身焊装夹具的设计探索

汽车车身焊装夹具的设计探索

本文介绍了汽车车身的结构特点,并据此分析了汽车车身焊装夹具的`设计原则及方法,总结了相关的夹具调试技术经验,最后提出了新形势下汽车焊装夹具设计的发展方向.

作 者：李涛 作者单位：一拖(洛阳)福莱格车身有限公司刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(26)分类号：U4关键词：汽车车身 焊装夹具 设计 调试 柔性化

篇7：专用汽车结构与设计作业0

1.冷藏保温汽车车厢的传热系数主要取决于哪些因素？

2.挂车信号装置包括？

3.副车架与车架的常用联接形式有哪些？

5.随车起重运输车按起重机相对汽车的位置分为哪几种？

6.气卸粉罐汽车由哪些装置组成？

7.自卸汽车举升机构分为哪两种？各有什么优缺点？

8.按车架形式挂车分为哪几种？

9.挂车制动系统的要求是什么？

10.洒水汽车主要由哪几部分组成？

11.专用汽车工作装置的取力器有哪几种形式？各有什么特点？

12.高位自卸汽车稳定性计算包括那些方面的内容？

13、解释粉料的安息角

14.什么叫保温汽车？冷藏汽车？

15.粉罐汽车流化床（装置）的组成及作用?

16.罐式车呼吸阀的作用是什么？

17.加油汽车的功能是什么？

18.气卸散装粉罐汽车压缩空气的流量要满足那些方面的要求？

19.混凝土泵车的专业技术参数有那些？

20.冷藏保温汽车隔热车厢的功能？

21.冷藏保温汽车的分类？各有什么特点？

22.冷藏保温汽车按制冷装置的制冷方式分为哪几类？

23.冷藏保温汽车隔热车厢按总传热系数K分为哪两种？

24.硫酸液罐汽车按排液形式分哪两种？结构特点是什么？

25．硫酸液罐汽车气压排液系统的主要部件有哪些？

26.流态化装置中流态化元件的作用及要求？

27.液化石油气罐汽车紧急切断装置组成及作用？

28自卸汽车举升机构的结构型式有哪两种？各有什么作用？

29.后装压缩式垃圾汽车装载厢的组成及作用？

30.敞开式自卸式散装粮食运输车车厢与普通自卸汽车车箱相比什么特点：

31.散装饲料运输汽车螺旋输送卸料机构的组成及各部分的作用？

32.栅栏式汽车液压升降式活动底板升降机构由哪些机构组成？

33.混凝土泵车定义及分类？

34.混凝土泵车布料装置的工作范围？各参数的意义是什么？

35.混凝土分配阀设计要求是什么？

36.汽车列车定义？有哪几种形式？

37.液化石油气罐汽车管道系统的设计要求

38.摆臂式自装卸汽车的液压系统采用了双向液压锁，其作用是什么？

39.栅栏式汽车设计要求

篇8：汽车车身结构与设计题

汽车车身本体大多均为钣金冲压件, 且型面和结构复杂。除外表面件外, 要正向设计一款汽车的车身结构难度很大, 而参考同级别的成熟车型进行逆向设计就会变得简单一些, 同时也可以缩短设计开发的时间。这种设计方法简单易于掌握, 对整车研发的风险小, 被很多汽车设计厂家所采用。

2 车身结构设计概述

(1) 车身结构设计基本原则

a.车身结构设计基于整车产品的定位、目标、成本及用户等诸多元素, 因此在概念设计中, 车身结构方案应据此而形成。

b.车身结构设计是一个复杂的并行的设计过程, 要彻底地摒弃孤立地单个零件的设计方法, 任何一个零件只是其所在中总成的一个零件, 设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。如与整车、底盘、发动机、电气系统以及车身内部间的关联。

c.车身的结构设计应满足强度、刚度、密封及振动噪声等要求。逆向设计也是如此, 因此在设计过程中按需要进行分析和验证。

d.车身设计在满足整车性能及结构要求的基础上, 要考虑冲压、焊接、涂装、总装工艺是否相匹配, 如生产方式、档次、纲领。与对标和竞争车型比是否更优越;是否符合国内的实际生产状况, 以便预先确定结构及工艺的改良方案。

(2) 车身钣金的材料选取原则

汽车覆盖件所用材料一般是冷轧钢板。需按国家标准选取钣金材料。钣金材料按表面质量分有I、II级。I级质量最好, 适用于外板;II级次之, 适用于内板与加强板。钣金按冲压拉延等级分为P、S、Z、F、HF、ZF六级。

P:普通拉深级, 适用于拉延深度浅的零件。

S:深拉深级, 适用于拉延深度一般的零件。

Z:最深拉深级, 适用于拉延深度较深的零件。

F:复杂拉深级, 适用于结构复杂且拉延深度较深的零件。

HF:很复杂拉深级, 适用于结构较复杂且拉延深度较深的零件。

ZF:最复杂拉深级, 适用于结构非常复杂且拉延深度较深的零件。

外板材料选用08F、08Al等, 厚度0.8 mm左右, 拉延级别选取Z级或F级, 外表面质量级别选取I级。内板材料选用08F, 08Al等, 厚度1.0～1.4 mm左右, 拉延级别由成形难度而定, 外表面质量级别是II级。加强板材料选用08F, 08Al等, 厚度1.2～2.0 mm左右, 拉延级别由成形难度而定, 外表面质量级别是II级。

(3) 冲压工艺要求

a.在设计车身零件时, 对于影响拉延成形的圆角要尽可能放大, 原则上要求内角R≥5 mm, 以利于拉延成形;对于弯曲成形的圆角可以适当放小, 原则上R≥3 mm即可, 以减小弯曲后的回弹。

b.在设计车身零件时, 应考虑防止成形时起皱, 应在成形后材料的聚集处布置工艺缺口或布置工艺凸台或筋。

c.单个零件上的孔与孔, 孔与边界距离应大于2t (t为板材厚度) , 若在圆角处冲孔, 孔与翻边的距离应大于R+2t。开孔时尽量不要开在倒角面上, 以避免模具刃口磨损, 影响模具寿命。

d.三面或多面交汇的尖角处在倒圆角时应尽量倒大成球形, 以利于成形。

(4) 焊接工艺要求

a.焊接搭接边重叠部分的宽度原则上不应小于2 mm。因为焊点直径大约为6 mm, 焊点两侧要各留3 mm左右的调整间隙。

b.应考虑焊枪的接近性。对于无法焊接的内板, 可以考虑开焊接工艺过孔, 一般要求直径为Φ30 mm以上。

(5) 装配工艺要求

a.应考虑零部件装配时装配工具的接近性。

b.应考虑零部件自身安装或拆卸的方便性。

c.对于安装工艺过孔, 应考虑做成翻边孔, 以增加零件本身的刚度, 还可以避免伤及手和工具。

(6) 涂装工艺要求

a.应考虑在侧围下部和车门最下部开漏液孔。

b.应考虑在地板总成低洼处布置漏液孔。

(7) 轻量化设计要求

a.应选取轻量化材料。在满足强度和刚度的前提下, 选取较薄的钢板或塑料材质。

b.应采用轻量化结构。考虑布置减重孔, 在大于50 mm×50 mm的区域内布置凸台, 并开孔。

另外, 为了节约成本, 对于一些零部件 (比如一些体积小的加强板和一些比较规则的加强梁) 按结构需要应设计成对称件或同一件, 这样可以节约模具设计时间和成本, 而且也减少零件的管理成本。

3 逆向工程技术的应用实例

下面以某汽车车身的零件为例, 介绍一下逆向工程技术在汽车车身开发设计中的应用。

(1) 数字点云的采集

由于汽车车身零件型面结构复杂, 决定了不能用实际测绘的办法来构建三维数模。从参考车上完好地拆取一个汽车零件, 将渗探剂均匀地喷射在零件表面。采用三维光学测量仪进行点云的采集工作。点云的采集图见图1。

(2) 点云的处理

点云的处理工作量非常大, 采用Imageware软件进行处理, 把一些必要的曲面及平面构建出来。点云的处理见图2。

(3) 三维数模的构建

将上面处理好的型面及点云通过数据转换导入到Unigraphics软件中, 进行外表面的重构、边界的处理和开孔。构建的三维数模见图3。

(4) 工艺分析

该件为压弯成形件, 上面设置多处压筋结构, 压筋的深度和圆角的设计影响冲压性能, 经计算分析验证, 可满足冲压工艺要求。

(5) CAE强度分析

该件为一加强结构件, 焊装于主体后应能有效起到加强作用, 各部受力后应力分布应合理, 运用CAE分析手段可判定薄弱或应力集中部位, 而后进行结构调整达到最终结构优化。

4 结束语

汽车车身结构设计是一项复杂而且艰辛的设计工作, 为了设计出较好的且满足各种要求的车身结构需要严格考虑诸多方面的影响因素。近年来, 国内诸多汽车厂商均竞相成立专门的逆向工程部门, 并开始重视这项技术。适时地且合理地应用逆向工程技术必将能在激烈的汽车市场竞争中占得先机。

篇9：汽车车身结构与设计题

关键词：汽车车身结构；教学改革；教学安排

一、引言

随着我国汽车工业的蓬勃发展，增强我国汽车产品自主开发能力和竞争力对在新形势下占领国际市场尤为重要。当前轿车车身领域中我国与发达国家的差距尤为明显，为尽快缩小这一差距，相关领域人才的培养必不可少。汽车专业众多专业课程中，汽车车身结构课程的教学承担了重要的责任。该课程的主要任务是使学生对汽车特别是轿车车身的总体结构，车身力学、空气动力学特性，主被动安全性，内部设备及附属设备的主要构造工作原理具有一定的认识和了解，并获得应用理论知识解决实际问题的初步能力。该课程作为汽车车身设计、汽车车身制造工艺学等汽车车身方向专业课程的选修课，其学习效果不仅关系到后续课程的学习，也关系到汽车车身方向学生专业素质的培养。

该课程涉及内容广泛，理论知识较为枯燥，传统的以教材为主要授课内容的教学方式很难跟上现代汽车车身快速变化发展的趋势，难以调动学生学习的积极性。单一的授课方式也很难帮助学生深入了解复杂的汽车车身及各个组成的结构和功能。虽然现在广泛采用多媒体手段进行教学，一定程度上可以帮助同学加深对教学内容的理解，但是很难全面提高教学质量。本文在对该课程教学内容进行分析研究的基础上，对教学方法和教学形式提出了几点改革措施，并在实际教学活动中进行了实验，取得了较好的效果。

二、教学模式的改革

（一）从教室走入实验室

传统的专业类课程教学方式主要以讲授为主，但对于工程类课程，学生的感性认识对理论知识的学习起着非常重要的作用。通过在校内建立车身实验室，购置整车、白车身、车架及各类附属装置等设备，做教学辅助。在授课过程中，结合实物讲解构造、特点、功能、原理等理论知识，既帮助学生对汽车车身结构、内部设备及附属设备有了更详细具体的了解，也激发了他们的学习兴趣。

（二）体现学生的主动性

在每个章节授课之前，先要求学生分组或自行查找相关内容的最新技术和各类信息，上课时先由师生共同讨论交流所查阅的新技术的特点、与传统结构的异同，再由教师对讨论内容进行归纳整理，结合课程的教学目标，对理论知识进行梳理。这样既调动了学生的积极性，锻炼了他们主动查找文献资料的能力，也可以做到教学内容与时俱进。

在实际教学活动中，同学们的好奇心和学习兴趣得到了极大的发挥，对原本枯燥的理论知识也表现出了极大的热情。

（三）采用案例教学的方式

通过选取当前主流车型作为案例，分析其车身结构特点，引导学生把书本知识和生产生活中的实际车型相联系，将抽象的理论知识转化成学生容易理解和感兴趣的内容，充分发挥学生的学习积极性，提高学生分析问题、解决问题的能力，并能将所学知识与实际应用结合起来。

（四）将课程同技能竞赛相结合

鼓励同学参加每年的Honda中国节能竞技大赛，用自己亲手打造的独一无二的赛车挑战1升汽油行驶的最高纪录，将赛车车身设计融入课堂。让同学自愿分组，结合自己对车身结构、外形、总体布置、安全性等方面的考虑，提出各组方案，并在课堂上分组公开介绍自己的方案，由老师对各个方案进行讲评，并给出建议和评价。同学们可通过公开投票的方式选出优秀方案，作为课程考核的一项内容，从而提高学生的参与热情。

学生通过自己构思赛车的车身设计方案，可以加深对车身结构的认识和了解，能将课堂中所学的各种理论知识深化，并灵活运用到实际中。在论证自己方案的过程中，对课程的内容有了全面和系统的把握，大大提高了教学内容的实用性和教学效果。

三、教学安排的设计

本课程作为专业特色课计划32學时，2学分。教学改革后对教学安排作出如下设计：汽车车身概论：2学时，教学地点为多媒体教室，教师讲授课程的主要内容、教学要求、考核方式。通过介绍汽车车身的发展历史、结构组成、同整车性能的关系，帮助学生对课程内容具有初步了解。

汽车车身结构的分类：4学时，教学地点为实验室，引导学生观察车架、白车身、整车车身，介绍各部分的受力特点，理解其作用和分类。通过介绍不同车身的材料和用途，对各种车身进行分类。组织学生查询有代表性的不同车身，共同讨论其结构特点和受力情况。

汽车车体结构：4学时，教学地点为实验室，通过对实物进行观察，了解汽车车身各部分的中英文名称，掌握车身主要结构件和覆盖件的受力特点和结构形式。掌握车身主要结构件的分类和要求。

汽车空气动力特性：6学时，教学地点为多媒体教室，老师讲授汽车空气动力学的基本理论，介绍车身周围流场的特性，例举不同车型，比较其空气动力学特性。组织学生讨论现代汽车车身中主要的空气动力学组件的种类、功能和作用。

车身驾驶舱：6学时，教学地点为实验室，引导学生对不同车辆驾驶舱进行观察，总结其共同的结构特点以及不同驾驶舱为满足其功能需要的特殊结构。掌握风窗、雨刮器、后视镜系统、汽车仪表台等的作用分类和工作过程。了解汽车通风空调系统的组成、分类及工作原理。要求学生自己查询一些典型类型的驾驶室，并分组对自己查询的内容进行介绍和交流。

汽车座椅：2学时，教学地点为实验室，通过观察，掌握座椅的功能、组成、结构、作用和要求，尤其是区分驾驶员座椅和乘员座椅的作用和要求的区别。了解汽车座椅的分类。

车门分类：2学时，教学地点为实验室，通过对照实物和多媒体展示相结合的方法，使学生掌握车门分类、作用以及对车门的要求。掌握车锁、车门铰链、玻璃升降装置等附件的分类结构和工作原理。

汽车安全装置：2学时，教学地点为实验室，通过对照实物和多媒体展示的方法，使学生了解汽车车身的安全装置如安全带、安全气囊、保险杠等。让学生写报告，论述车身和主动安全和被动安全的关系，带领同学讨论安全知识。

汽车车身结构的总体设计：4学时，教学地点为多媒体教室，结合Honda中国节能竞技大赛赛车设计要求，组织学生分组，进行车身结构方案设计，并通过答辩的形式公开讲授本组方案的特色，教师对各组方案进行分别讲评，并提出建议，同学们可通过公开投票的方式选出优秀方案，作为课程考核的一项内容。

四、教学效果的评价

通过实施改革后的教学安排，在原有教学学时不变的情况下，大大丰富了教学内容。学生学习的积极性和主动性大大提高，课堂教学效果有明显提升。在理论知识的掌握上，通过闭卷考试，学生优秀率从改革前的18.9%提高到40.2%，不及格率由6.7%下降为2.56%，平均成绩由75.8上升为83.2。

在知识的实际运用中，通过对节能赛车设计方案进行评比，教学班39人共分10组，各组同学按抽签顺序派代表介绍完本组方案后公开投票，每个同学可选择三个优秀方案，但不能选择自己组的方案。教师对各个方案进行评价并给出成绩。各组负责人根据小组成员的贡献给出成绩。每个学生成绩按学生自评20%、教师评分40%、公开评比投票结果40%的比例给出最终成绩。其中90分以上两组，80分以上4组，70分以上4组。

五、结束语

通过教学改革，培养和锻炼了学生主动学习、善于思考、勇于创新的品质，也使教师在教学过程中得到了提高、较全面的认识和了解了学生的能力和兴趣，对未来的课程建设及相关课程的改革提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]黄天泽，黄金陵.汽车车身结构与设计[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]谷正气.轿车车身[M].北京：人民交通出版社，2002.