轿车结构耐撞性分析与改进

车身安全结构的秘密 爱唯欧整车拆解汇总

如何确保小型车在碰撞事故中对乘员提供尽可能多的安全保护是始终困扰工程技术人员的一道难题，由于受先天“体型”的限制，小型车往往需要在车身安全结构以及被动安全系统上做出更多的努力。 一辆车出厂后，车身表面有车身覆盖件，坐入车内，所能看到和摸到的则是内部装饰件，而夹在它们中间而且往往也是消费者很难看到的白车身则是一辆车的骨架，更形象的说，它就类似于支撑人体的骨骼。车上的零部件都是或直接或间接的安装在白车身上，而且它的结构设计也决定了车辆在碰撞时的安全性能。我们就通过对爱唯欧这款小型车进行拆解，来看看车身结构以及相关零部件在设计上是如何保证乘员安全的。 ●车身安全设计理念 当层层剥去它的“皮肤”和“肉体”后，车身骨架便清晰的浮现在眼前。其实对于小型车来说，由于车身相对较短，所以就需要车头和车尾的溃缩吸能区在碰撞后出现溃缩变形的同时也要保持有一定的刚性，也就是相对要“坚硬”一些，这样则不至于使得碰撞对乘

员舱造成破坏。当然，如果吸能区过于“坚硬”，那么碰撞时的能量最终则会转移到乘员身上，对其造成巨大伤害，所以如何平衡好“软”与“硬”的关系，往往是车身设计中一个很棘手的问题。 除此之外，如何在一点受到撞击后，将这种能量传递给整个车身，也就是分散可溃缩车身设计同样会起到很大的作用，特别是溃缩区相对狭小的小型车就显得尤为重要。在溃缩区用尽这种极端碰撞情况下，高强度的乘员舱则是对车内乘员的最后保障，对乘员舱的设计就是要足够“坚硬”以防止任何物体对乘员舱的侵入。明白这两个道理后，我们就更容易理解车身的设计的缘由了。 ●双前防撞梁同时具有行人保护设计

两道车身纵梁从前防撞梁一直贯穿至车尾，这两根纵梁可谓是整个车身的“中流砥柱”，它一方面起到支承车身的作用，另外当车辆发生纵向碰撞时，用来分散撞击能量和抵御车身的变形。

城轨车辆耐撞性及其吸能结构的研究

城轨车辆耐撞性及其吸能结构的研究 随着轨道交通行业的迅速发展及其运量的不断加大,车辆运行的安全性已越来越受到人们的重视。轨道车辆的安全性分为主动安全性和被动安全性,从以往发生的事故来看,仅仅依靠主动安全防护技术往往难以确保乘员的生命安全与车体结构不受到重创,因此车辆被动安全防护技术已经成为国内外轨道车辆技术人员所研究的重要课题。 本文首先利用ANSYS/LS-DYNA软件分别对三种同等壁厚的薄壁管件(圆管、方管、锥形管)的碰撞过程与装在某B型地铁头车上压溃式吸能结构的工作过程进行了仿真分析,得出了它们各自的吸能量与碰撞力随时间的变化曲线,在此基础上对其耐撞性进行了研究和评价。其次,依据金属切削过程会消耗大量能量的原理,对不同参数(刀具前角、切削深度、工件材料、工件形状等)下刀具切削工件的过程进行了碰撞仿真分析,探索了各种参数对切削吸能过程的影响。 结果表明,刀具切削工件吸收能量的过程与管被压溃吸收能量的过程相近,但前者的平均碰撞力远小于后者且其波动幅度也比后者更小。在对不同切削形式下的切削式吸能结构进行了碰撞仿真分析和吸能特性的评估后得知,切削—压溃式吸能结构吸能效果最优。 最后,分别对无防爬吸能结构、装有压溃式防爬吸能结构和装有切削式防爬吸能结构的B型地铁列车头车在12.25km/h和18.36km/h两种速度下正面碰撞固定刚性墙的过程进行了仿真分析。结果表明:(1)装有切削式防爬吸能结构头车端梁和缓冲梁的吸能量比无防爬吸能结构时的吸能量降低达93.6%和57.5%,比装有压溃式防爬吸能结构时的吸能量降低达23.6%和29.3%;(2)装有压溃式防爬吸能结构头车的初始碰撞力峰值最小,其值是无防爬吸能结构时的38.3%和46.2%,

(完整版)汽车车身结构与设计期末考试试题

一、名词解释 1、车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 2、白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 3、概念设计：指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 4、H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：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。 7、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时，其眼睛位置的统计分布图形；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性：汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性：汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封：车身结构的各连接部分，设计要求对其间的间隙进行密封，而且在使用过程中这种密封关系是固定不动的。 13、动态密封：对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封，称为动态密封。 14、百分位：将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上，再将这一尺寸段均分成100份，则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、简答 1、简述车身结构的发展过程。 没有车身——马车上安装挡风玻璃——木头框架+篷布——（封闭式的）框架（木头或钢）+木板——（封闭式的）框架（木头或钢）+薄钢板——全钢车身——安全车身。 2、车身外形在马车之后，经过了那几种形状的演变？各有何特点？ ①厢型：马车外形的发展②甲虫型：体现空气动力学原理的流线型车身③船型：以人为本，考虑驾乘舒适性④鱼型：集流线型和船型优点于一身⑤楔型：快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些？ 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷；②布置舒适，有良好的操纵性和乘座方便性；③具有良好的车外噪声隔声能力；④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤材料轻质，减小质量； ⑥外形具有低的空气阻力；⑦结构和装置措施必须保护乘员安全；⑧材料来源丰富、成本低，易于制造和装配；⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强；⑩材料具有再使用的效果；⑩制造成本低。 4、车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、什么是白车身？它的主要组成有哪些？ 已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 组成：车身覆盖件+车身结构件+部件。①车身覆盖件：覆盖车身内部结构的表面板件。②车身结构件：支撑覆盖件的全部车身结构零件。③部件：前翼子板、车门、发动机罩和行李箱盖。 6、简述车身承载类型的特点及适用车型。 （1）、非承载式（有车架式）：车架作为载体 1>特点：①装有单独的车架；②车身通过多个橡胶垫安装在车架上；③载荷主要由车架来承担。 ④车身在一定程度上仍承受车架引起的载荷。2>适用车型①货车（微型货车除外）②在货车底盘基础上改装成的大客车③专用汽车④大部分高级轿车。 （2）、承载式：去掉车架，由车身直接承载。 1>特点：①保留部分车架、车身承受部分载荷。②前后加装副车架。2>适用车型：基础承载式、整体承载式大客车。

汽车前后防撞梁设计地的要求的要求规范

汽车前后防撞梁设计规范 一、目的： 指导汽车前后防撞梁总成设计；提供汽车前后防撞梁总成设计的思路。 二、范围： 该规范适应于M1类车辆汽车前后防撞梁的设计。主要介绍了汽车开发过程中汽车前后防撞梁总成的作用及在整车中的影响。首先对汽车前后防撞梁在整车中的功能进行了概述，尤其是对汽车前后防撞梁碰撞性能做了详细的描述；同时对汽车前后防撞梁总成设计要点作了描述；最后对汽车前后防撞梁的加工制造性作了阐述。 三、规范性引用文件： 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 11551-2003 乘用车正面碰撞时的乘员保护 GB 17354-1998 汽车前、后端保护装置 GB 20072-2006 乘用车后碰撞燃油系统安全要求 C-NCAP 中国新车评估程序2012版 四、汽车前后防撞梁总成主要功能 1、汽车前后防撞梁总成功能概述 汽车前后防撞梁总成，是车身第一次承受撞击力的装置，也是车身中的一个重要构件，其功能主要有： a. 保护保险杠在低速碰撞过程中尽量不要破裂或者发生永久变形。 b. 保护车身骨架前后端纵梁在行人保护或者可维修性碰撞时不发生永久变形或者破裂。 c. 在100%正面高速碰撞、后面高速碰撞时起到第一次的吸能作用，在偏置碰撞中不仅起到第一次吸能作用，还能起到碰撞过程中均衡传递受力的作用，防止车身左右两侧受力不均。 2、汽车前后防撞梁总成碰撞性能概述 前防撞梁总成碰撞性能 前防撞梁总成的碰撞性能主要需满足低速碰撞和高速碰撞两个部分的法规要求。其中， 低速碰撞需满足的法规要求为：GB17354-1998 汽车前、后端保护装置。高速碰撞需满足的法规要求为：GB11551-2003 乘用车正面碰撞时的乘员保护； C-NCAP标准，需满足其100%正面碰撞和40%偏置碰撞要求。 3、低速碰撞对前防撞梁设计的性能要求 低速碰撞的国家标准GB l7354—1998规定的正撞速度为4km／h，车角碰撞速度为2.5 km／h，对车身的要求就是车身本体、前防撞梁和吸能盒等不能有

车身结构设计总结

1、车身：车身是指各种汽车底盘上构成的乘坐空间及有关的技术装备。（一般来说，车身包括白车身及其附件） *2、白车身：白车身通常系指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身。*3、非承载式（有车架式）:非承载式车身的汽车有独立刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接。特点：有独立的车架；车身受力小；弹性连接。 车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。 4、车架：是跨装在汽车前、后轴上的桥梁式结构。 车架的主要型式有：框式、脊梁式、综合式三大类。框式车架可分为边梁式和周边式两种。 *5、非承载式车身结构的优点：除了轮胎和悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲作用，适当吸收车架的扭转变形和降低噪声有作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性；底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，简化了装配工艺，便于组织专业化协作；由于有车架作为整车的基础，这样就便于汽车上各总成的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆；发生撞车事故时，车架还可以对车身起到一定的保护作用。 6、半承载式车身：还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用，车身与底架成为一体共同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。 *7、承载式车身的主要缺点：由于取消了车架，来自传动系和悬架的振动和噪声将直接传给车身，而车厢本身又易于形成空腔共鸣的共振箱，因此会大大恶化乘坐舒适性；改型较困难； *8、“三化”指的是产品系列化，零部件通用化以及零件设计的标准化。 9、车身的表达方式: 传统的表达方式：坐标网格；1:1油泥模型。 现代车身的表达方式：基于CAD系统的曲线、曲面和实体。 10、动力总成的布置：初步设计时，必须确定车身与动力总成相对于前轮轴线的位置。在确定各总成相对于前轮的纵向位置之前，应预先估算轴荷分布。因此，车身总布置与整车总布置工作是很难截然分开的，往往需要反复交叉进行。 *11、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不致超过允许值。 12、油箱和备胎的布置：在轿车上，油箱和备胎的布置车身的有效容积和汽车的轴荷分配都有很大的影响。为保证安全，油箱不应布置在发动机舱内，备胎则可根据需要任意布置。油箱和备胎往往同时布置在行李舱内。当备胎布置在行李舱内时，应保证在装满行李的情况下仍能方便地取出备胎。 13、车身试制和试验的目的：主要在于通过实践来具体检验车身外形和结构设计的合理性，考核其性能、强度和寿命，以及预先了解制造上的关键等。 14、概念设计的主要工作有：1.对市场、法规、竞争对手和竞争车型进行认真调查与预测；2.确定所开发新车在性能、质量、成本等方面适当的目标水平、具体指标和规格要求；3.进行整车和车身的总布置；4.产品、工艺、生产、销售和零部件等方面的专家在车身造型冻结前进行新车方案的较详细的可行性研究工作。 15、所谓A级曲面的定义：是必须满足相邻曲面间之间隙在0.005mm 以下。 16、计算几何：是一门兴起于二十世纪七十年代末的计算机科学的一个分支，主要研究解决几何问题的算法。 17、计算机辅助设计的主要问题：曲线的生成；曲面的生成；曲面间的拼接；曲面间过渡曲面的生成；曲面质量的评价；车身外表面曲面的分块。 *18、轿车车身的布置：传统式布置型式有利于车室内部（包括行李舱）布置，而且可以提高操纵稳定性、行驶平顺行和乘坐舒适性，但其缺点在于地板中部出现凸包，影响踏板布置、整车高度的降低和质量的减轻。 对于前驱动布置型式，由于取消了传动轴，可以降低地板和整车高度，如果采用横置式发动机，则更方便于车室内部布置。此种布置型式对车身总布置、降低风阻、整车轻量化等都是很有利的。 19、布置动力总成要考虑的因素：轴荷分配；K点的位置；曲轴中心线的倾角；发动机与其它零部件的间隙； 20、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置：为了保证车身地板凸包的高度最小，以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案。这样可以降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不致超过允许值。 21、影响车身地板高度的因素：传动轴；车架纵梁和横梁； 22、降低轿车地板平面的措施：减小车架纵梁的高度；前后轴上面的一段纵梁做成向上弯的形状；后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等。 23、R点定义：座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。 *H点定义：实车测得躯干与大腿相连的旋转点“胯点”位置。 24、车身内部布置的依据：标准人体（人体样板尺寸）；车身的内部空间。 25、车身内部布置的主要工作：决定座椅的位置、几何参数；决定座椅的调节范围；方向盘的位置、大小、倾角；方向盘的调节范围；组合仪表和仪表台的位置、大小；组合仪表表面的角度；各种操纵手柄的位置、大小。 26、影响视野性的因素：座椅的布置、高度以及座垫和靠背的倾角；车窗尺寸、形状和布置；立柱的结构；发动机罩和翼子板的形状。 *27、长途大客车的特点：由于乘客乘坐时间长，站距远，客流量较稳定，所以主要应保证乘客在座椅上的舒适性。 长途大客车平面布置的特点：座椅的布置应尽可能使乘客面朝前方，为了增加载客量，一般可以两排座中间的过道处增设活动座。 *28、城市大客车的特点：站距短、乘客流动频繁，所以主要应保证乘客上、下车方便和便于在车内走动。 城市大客车平面布置的特点：一般多采用单排、双排座的布置方案，以增大过道宽度和立席面积。 29、蓄电瓶布置考虑的因素：轴荷分配合理；蓄电瓶尽可能靠近起动电机。 30、仪表板上的布置：控制系统应尽量布置在驾驶员的右手边；仪表布置在左手边；指示灯应安排在仪表的上方。 *31、大客车的安全性：车身结构；座椅及安全带；安全玻璃；车内软化 *32、货车驾驶室按其结构可分为四类： 驾驶室位于发动机之后的长头式（安全但整车面积利用差）； 驾驶室部分地位于发动机之上的短头式（综合安全和面积利用）；驾驶室位于发动机之上的平头式（整车面积利用好但安全、维修、隔热差）； 驾驶室偏于一侧的偏置式（整车面积利用、维修、隔热性好但安全性差） 33、人体工程学：是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的一门技术科学。 *34、H点是人体身躯与大腿的交接点。用它来确定人体乘坐位置。H点人体模型：确定车身实际H点位置用的人体模型。 模型的背盘与臀盘交接处，在相当于人体胯点的位置上设有铰接副，铰接线的中点即为H点。 H点人体模型由背盘、臀盘、小腿杆、及头部探杆等组成。35、H点三维人体模型的作用：确定轿车的实际H点；检验轿车座椅设计的合理性。

基于事故数据的乘用车品牌类型耐撞性和攻击性分析

技术研究 | Technology Research 18道路交通科学技术 2019.02文／王励旸　李平凡　李艳 0 引言 我国的机动化水平持续提高，汽车逐步走进千家 万户，车辆使用需求仍在扩展。其中，车辆安全因素日 渐受到重视，消费者正逐步形成参考国内外基于碰撞 试验的安全性评价结果选择购车品牌的习惯。然而， 通过有限的碰撞试验不能覆盖真实事故中全部事故 形态。有研究指出，碰撞试验条件苛刻、成本高昂而内 容却较单一，难以全面模拟事故环境，应以基于事故 数据的车辆安全性分析作为补充。在国外，澳大利亚、 瑞典等国开展了此类分析，通过建立统计模型部分还 原事发时车辆的工况，从而在真实场景下评估车辆安全性。国外实践表明，此类分析可与基于碰撞试验的安全性评价互为补充，对于汽车企业的研发、消费者购车以及公安交通管理部门进行针对性管控均具有指导意义。1 国内外研究现状澳大利亚早在1992年即开始进行基于事故数据的车辆安全性分析，此后逐步形成了每年更新事故数据发布报告的机制，同时也发布基于评价结果的车系安全性评级手册，以五星制评级的表达方式为消摘　要：为分析我国道路环境下乘用车品牌类型的安全性， 本文基于2014-2017年的事故数据，利用logit模型，考虑14种非车辆因素，分析了7种品牌类型的耐撞性和攻击性，检验了耐撞性和攻击性的相关性。分析结果表明，超豪华品牌的耐撞性在乘用车中最强，自主品牌轿车的攻击性最弱。综合耐撞性和攻击性的结果，豪华品牌轿车拥有最高的总体安全性。 Abstract ：In order to analyze the safety performance of different brands of passenger cars under Chinese road condition, this paper, using logit model and simultaneously taking 14 non-vehicle factors into consideration, estimated the crash-worthiness and crash aggressivity of seven brands of passenger cars based on the crash data from 2014 to 2017. The correlation between crash-worthiness and crash aggressivity was examined. The analysis results showed that the crash-worthiness of the ultra-luxury brands were the strongest among passenger cars and the self-owned brands were the least aggressive. When combining the results of crash-worthiness and crash aggressivity; luxury brands have the highest overall safety performance. 关键词：耐撞性；攻击性；基于事故数据的车辆安全性评价；logit模型；乘用车；品牌 Key words ：crash-worthiness; crash aggressivity; car safety rating based on crash data; logit model; passenger car; brand 基于事故数据的乘用车品牌类型 耐撞性和攻击性分析

车身结构设计

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。

轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究

轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究 就经常发生的交通事故现场报告分析，轿车侧面碰撞是造成乘员重伤和死亡的主要交通事故之一。我国近几年才开始针对于这方面的研究，一般来说轿车侧面碰撞包括车对车和车对障碍物两种碰撞形式，车与车的碰撞一直以来备受人们关注而成为研究的重点，车与障碍物之间的侧碰研究却几乎为零。想要提高车辆侧面碰撞的安全性就必须对这两种情况同时进行研究。 标签：车辆安全性；乘员损伤；防护措施 我国规定，不管是直接碰撞还是间接的碰撞，在轿车侧面碰撞试验中，对于其撞击器的选取大多采用移动变形等类型的壁障，而在仿真研究轿车的侧面碰撞中，多采用移动变形壁障来代替撞击的车辆，以便于能够更好地进行研究。 1 轿车侧碰的碰撞性 碰撞力的传递性： 在轿车的实验过程中，重要的构成部件对车辆的整体性、安全性与舒适性等问题有着直接的影响。轿车的车身结构从前往后依次为前柱、中柱、后柱。轿车结构中的这些立柱有一定的支撑作用，也是轿车的门框。轿车侧面受到外力的撞击的时候，惯性会使车门产生向内冲击的力，车门框就会对这种力产生抑制，当然车门框在抵御这种外力时也会受到由车门传递而来的侧向作用力。 在轿车门内配置防撞杆，其作用在于当前门受到侧向撞击力时会将作用力直接传递或转移到铰链柱和中柱。轿车的铰链柱和后柱在外界的侧向力的作用下随之产生一种向车内运动的破坏力，铰链柱上端的前风窗下横梁和仪表板安装横梁的轴向刚度提供了抵抗这种来自于外界的力，而铰链柱下端的刚度是由车身底部横向结构来提供的。在轿车车门受到侧向撞击力的情况下，向车内转移、传递的破坏力将会使中柱受到向车内弯曲弯矩力而变形，弯曲刚度和中柱上、下接头的刚度形成了向车内变形的抵抗。也就是说在受到侧向撞击时，接头就会起着传递作用，通过车顶边梁、车顶横梁和相关的接头结构致使作用在中柱上的一部分力就会向非撞击侧传递。车顶结构提供了中柱上面的接头来抵抗对中柱向车内的运动力，其原理在于车顶边梁的弯曲刚度、车顶横梁的轴向刚度、接头结构相应的刚度、前柱和后柱的弯曲刚度等刚好通过中柱下方的接头，横梁将会接受部分作用在中柱上的应力。作用在门槛梁上的侧向力，受到外部的直接撞击与内部中柱作用的影响，而其门槛梁上的侧向力则是通过地板和地板横梁来进行分散和传递的活动。 2 侧面碰撞导致的车身结构安全性影响 目前我国生产制造的轿车，关于轿车的侧面强度的设计存在一定的问题，例如：汽车的侧面一旦受到外测力，而此时轿车的本身结构来看，非常小的变形空

汽车车身结构与设计复习题

汽车车身结构与设计复习题 1.车身设计的特点是什么？车身设计是新车型开发的主要容。车身造型设计是车身设计的 关键环节。人机工程学在车身设计中占有极重要的位置。车身外形应重点体现空气动力学特征。轻量化、安全性和高刚性是车身结构设计的主题。新材料、新工艺的应用不断促进车身设计的发展。市场要素是车身设计中选型的前提。车身设计必须遵守有关标准和法规的要求。 2.现代汽车车身发展趋势主要是什么？车身设计及制造的数字化虚拟造型技术(CAS)；计 算机辅助设计(CAD)；计算机辅助分析(CAE)；计算机辅助制造(CAM)：流体分析CFD，车身静态刚度、强度和疲劳寿命分析，整车及零部件的模态分析，汽车安全性及碰撞分析，NHV(Noise Vibration Harshness)分析，塑性成型模拟技术，虚拟现实技术；人机工程模拟技术。新型工程材料的应用及车身的轻量化。更趋向于人性化和空间的有效利用。利用空气动力学理论，使整体形状最佳化采用连续流畅、圆滑多变的曲面采用平滑化设计车身结构的变革：取消中柱，前后车门改为对开；车地板低平化；四轮尽量地布置在四个角。丰富多彩的电动汽车车操纵机构的简练和自动化大客车向轻量化和曲面圆滑方向发展将货车驾驶室和货箱的造型统一 3.简述常用车身材料的特点和用途。1.钢板冷冲压钢板等。汽车车身制造的主要材料，占 总质量的50%。主要用于外覆盖件和结构件,厚度为0.6-2.0mm。车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板，大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。 2.轻量化迭层钢板与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良 好，主要用于发动机罩、行箱盖、车身底板等部件。 3.铝合金铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、

汽车车身结构与设计期末考试试题

汽车车身结构与设计期末考试试题

一、名词解释 车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 概念设计：指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：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。 7、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时，其眼睛位置的统计分布图形；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。

驾乘舒适性④鱼型：集流线型和船型优点于一身 ⑤楔型：快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些？ 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷；②布置舒适，有良好的操纵性和乘座方便性；③具有良好的车外噪声隔声能力；④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤材料轻质，减小质量；⑥外形具有低的空气阻力；⑦结构和装置措施必须保护乘员安全；⑧材料来源丰富、成本低，易于制造和装配；⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强；⑩材料具有再使用的效果；⑩制造成本低。 车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、什么是白车身？它的主要组成有哪些？ 已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 组成：车身覆盖件+车身结构件+部件。①车身覆

汽车车身结构与设计期末考试试题

一、名词解释 车身：供驾驶员操作，以及容纳乘客和货物的场所。 白车身：已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。 概念设计：指从产品构思到确定产品设计指标（性能指标），总布置定型和造型的确定，并 下达产品设计任务书为止这一阶段的设计工作。 H点：H点装置上躯干与大腿的铰接点。 5、硬点：对于整车性能、造型和车内布置具有重要意义的关键点。 6、硬点尺寸：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。 7、眼椭圆：不同身材的乘员以正常姿势坐在车内时，其眼睛位置的统计分布图形；左右各一，分别代表左右眼的分布图形。 8、驾驶员手伸及界面：指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。 9、迎角：汽车前、后形心的连线与水平线的夹角。 10、主动安全性：汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力。 11、被动安全性：汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力。 12、静态密封：车身结构的各连接部分，设计要求对其间的间隙进行密封，而且在使用过 程中这种密封关系是固定不动的。 13、动态密封：对车身上的门、窗、孔盖等活动部位之间的配合间隙进行密封，称为动态 密封。 14、百分位：将抽取的样本实测尺寸值由小到大排列于数轴上，再将这一尺寸段均分成 100份，则将第n份点上的数值作为该百分位数。 二、简答 1、简述车身结构的发展过程。 没有车身——马车上安装挡风玻璃——木头框架+篷布——（封闭式的）框架（木头或钢）+木板——（封闭式的）框架（木头或钢）+薄钢板——全钢车身——安全车身。 2、车身外形在马车之后，经过了那几种形状的演变？各有何特点？ ①厢型：马车外形的发展②甲虫型：体现空气动力学原理的流线型车身③船型：以人为本，考虑驾乘舒适性④鱼型：集流线型和船型优点于一身⑤楔型：快速、稳定、舒适。 3、车身设计的要求有哪些？ 舒适、安全、美观、空气动力性。 ①结构强度足够承受所有静力和动力载荷；②布置舒适，有良好的操纵性和乘座方便性； ③具有良好的车外噪声隔声能力；④外形和布置保证驾驶员和乘员有良好的视野；⑤材料 轻质，减小质量；⑥外形具有低的空气阻力；⑦结构和装置措施必须保护乘员安全；⑧材 料来源丰富、成本低，易于制造和装配；⑨抗冷、热和腐蚀抵能力强；⑩材料具有再使用 的效果；⑩制造成本低。 车身设计的原则有哪些？ ①车身外形设计的美学原则和最佳空气动力特性原则。②车身内饰设计的人机工程学原则。 ③车身结构设计的轻量化原则。④车身设计的“通用化，系列化，标准化”原则。⑤车身 设计符合有关的法规和标准。⑥车身开发设计的继承性原则。 5、什么是白车身？它的主要组成有哪些？ 已装焊好但尚未喷漆的白皮车身。

车身结构轻量化与抗撞性多目标协同优化设计方法研究

车身结构轻量化与抗撞性多目标协同优化设计方法研究 汽车的轻量化和安全性设计是实现汽车节能、环保和安全三大设计发展主题的关键技术手段。车身轻量化与抗撞性是相互矛盾和相互制约的两个重要性能,车身的轻量化与抗撞性优化设计,是汽车轻量化、安全性设计的重要组成部分和核心关键技术。 作为整车最关键的连接和承载部件,车身的轻量化与抗撞性优化设计须协同考虑车身的各项基本性能,是一项典型的多参数、多约束和多目标的复杂系统工程。如何系统科学地开展车身的轻量化与抗撞性优化设计是当前汽车行业非常重要的研究课题,研究热点和难点。 目前,已有的研究工作中主要是针对车身单个或小部分零部件的轻量化或抗撞性优化设计居多,而以车身整体为研究对象进行系统地轻量化与抗撞性多目标协同优化设计的研究相对偏少,车身结构的轻量化与抗撞性优化设计仍然缺乏一个系统的设计方法和流程。其次,现有的针对车身结构进行的轻量化或抗撞性优化设计中,较少考虑了材料成本或其他不确定性因素对优化设计结果的影响,导 致优化设计结果的可行性、可用性不足。 再次,现有的车身结构轻量化或抗撞性多目标优化设计中,并未将多目标优 化设计结果与多准则决策方法进行有效整合,使得多目标最优设计方案的选择常常缺乏一定的理论依据。据此,本文以某自主品牌轿车车身为研究对象,采用有限元数值模拟和试验验证相结合手段,综合运用灵敏度与贡献度设计变量筛选方法、多目标试验设计方法、多目标优化代理模型方法、多目标优化算法以及多准则决策方法,结合结构-材料-性能-成本一体化优化设计方法,在考虑不确定性因素影响下,从车身零部件和车身总成水平上,对车身结构进行了分批次轻量化与抗撞

SAE-C2003T320-车身结构耐撞性能优化设计

车身结构耐撞性能优化设计 李佳洁 哈飞汽车制造有限公司 [摘要］　本文主要针对在我国全面实行汽车整车正面碰撞标准之后，结合某微型车整车碰撞试验模拟分析及耐撞性能优化改进设计实例，对强制性标准中车身结构的被动安全对策加以深入探讨、总结。针对实车碰撞结果存在的问题，将理论分析、计算机模拟计算的方法相结合进行设计优化，并利用等数值分析手段对微车车架及前部结构进行了结构优化改进设计，碰撞结果表明系统的改进可使汽车的被动安全性得到显著提高。 关键词：正面碰撞车身安全结构被动安全 １　概述　 汽车被动安全性能已是当今世界汽车技术发展的主流方向之一。汽车的被动安全性更是汽车产品竞争力的重要标志，也成为新车设计所应考虑的主要因素。汽车被动安全性设计是一个非常复杂的系统工程，其根本任务是通过合理设计控制汽车碰撞中结构部件的变形、受力和相互作用，使造成的成员伤害降到最低限度。汽车的被动安全性设计实际上就是寻找为保证碰撞安全所愿付出的代价与可能造成乘员伤害的一种平衡。现今的车身结构应具有良好的耐撞性，高强度化特性。在汽车碰撞中，车身是吸收能量的主体，车身的安全设计水平，主体上决定了车辆的被动安全性能。通过某些国产车型耐撞性改进成功设计实例，探索出汽车被动安全设计和改进的规律，积累汽车耐撞性改进和优化设计经验可以大幅度的降低研发成本，减少盲目探索。 ２　碰撞法规与车身的碰撞特性　 国际上具有代表性的汽车碰撞安全法规及技术法规共有三大体系，即美国联邦机动车安全法规（FMV SS）、欧洲汽车法规（ECE）、日本保安基准（TRIAS）。在国际大背景下，我国积极参与国际汽车技术法规制定和协调工作，并参考欧洲技术法规制定了我国的汽车强制性正碰标准体系（CMVDR294），侧碰标准的实施也将是必然趋势。 汽车是一个具有复杂结构的高速运动物体，其碰撞形式归纳起来可大致分为三种形式：正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞，另外还有车碰行人与翻车等。根据资料（如图1）可知，汽车发生正面碰撞（包括斜碰）的概率在40%左右。因此以正面碰撞特性为主要依据进行设计，对降低乘员的伤害将非常重要。图1 包含所有伤害类型的撞击事故的概率分布，图 2 给出了汽车车头的理想变形特性曲线。 　 　 　 图1 所有伤害类型的撞击事故的概率分布图 2 汽车车头的理想变形特性曲线

基于碰撞安全性的轿车车身结构轻量化设计

基于碰撞安全性的轿车车身结构轻量化设计 摘要 汽车的发展永远离不开社会发展的需求，节能环保已成为当今的鲜明主题。汽车轻量化技术在基本性能不变的情况下，可以提高车的动力性，减少能耗，降低排气污染，最后实现节能环保，因此汽车轻量化技术成为了汽车研究领域内的一项重要课题，有着十分迫切的需求和广阔的发展前景。而车身结构轻量化作为整车轻量化的有效途径之一,近年被广泛研究应用。本文即是基于碰撞安全性，对轿车车身结构进行轻量化设计。在确保模态基本不变的条件下，追求车身质量最轻，选择车身上的零件，进行厚度的减小，再综合考虑板材的加工工艺和成本对零件进行第一阶段的优化。接下来，根据安全性再对第一阶段的优化结果进行调整，使轻量化的车身达到安全性的要求。以此实现了基于安全性的车身结构轻量化设计。 关键词 : 轻量化设计车身安全性

Lightweight Design of Car Body Structure Based on Collision Safety Abstract The development of the car can never be separated from the needs of social development, energy conservation and environmental protection has become a bright theme today. Car lightweight technology in the basic performance of the same circumstances, can improve the vehicle's power, reduce energy consumption, reduce exhaust pollution, and finally achieve energy saving and environmental protection, so the car lightweight technology has become an important issue in the field of automotive research , Has a very urgent demand and broad prospects for development. The lightweight structure of the vehicle body as one of the effective way of lightweight vehicle, in recent years has been widely studied and applied. This paper uses a car to study, based on the collision safety, the car body structure lightweight design. To ensure that the basic state of the same conditions, the pursuit of the lightest body quality, select the parts on the body, the thickness of the reduction, and then consider the plate processing technology and cost of the first phase of the optimization of parts. Next, according to the safety of the first phase of the optimization results to adjust, so that the lightweight body to achieve the safety requirements. In order to achieve a security based on the lightweight structure of the body design. Key words:Lightweight design of body safety

结构耐撞性设计和碰撞数值模拟

结构耐撞性设计和碰撞数值模拟 第二部分 一、结构耐撞性研究 ?结构耐撞性的基本概念 ?多层次碰撞：如在车辆碰撞事故中包含有： 车辆外壳的碰撞为第一层次碰撞——汽车结构耐撞性； 乘员同方向盘、仪表板及内饰等的碰撞为第二层次碰撞——乘员约束保护系统； 头颅和内含之间的碰撞为第三次碰撞等——生物力学； 耐撞性并不要求结构在撞击下毫无损伤，而是保证运载人员和重要物品不经受无法接收的加速度和损害，以保护人员、环境和结构中昂贵的部分。?结构耐撞性研究的主要内容： 碰撞中结构所吸收的总能量； 控制在碰撞过程中的减速度（力）； 准确控制结构的具体破坏模式，各部件的变形量、能量耗散量、甚至零部件的变形的发生时间及先后次序精确到千分之一秒以下。 ?耐撞性分析和设计的难点 结构耐撞性的分析基于对碰撞响应的理解，而碰撞响应极其复杂，涉及瞬时大变形、多种破坏模式、变形历史和应变率影响、结构屈曲和后屈曲、变形局部化、缺陷敏感性和零部件之间的相互作用等； 关于多种变形破坏模式：对常见的汽车薄壁构件就有，塑性弯曲、扭转、裂纹扩展和断裂、甚至穿透等；复合材料还包含损伤等更加复杂。 几个名词解释 ?变形历史：卸载、再加载、应变强化等 ?应变率影响 材料的塑性变形对应变速率敏感——材料的应变率敏感性，也称为粘塑性； 对应变率敏感材料，如常用低碳钢等，动态屈服应力比静态屈服应力

高出许多。粘塑性本构关系非常复杂，常用的本构关系有 Cowper-Symonds模型： 其中待定常数D和P通过试验给出 ?屈曲——结构的不稳定响应（欧拉杆） ?变形局部化——变形向局部集中； ?缺陷敏感性： 材料结构中不可避免的存在缺陷； 缺陷可能对屈曲模式产生决定性影响； 缺陷处的变形局部化会改变结构的变形模式，极端情况——外界输入能量主要消耗于缺陷处。 试验中的变形局部化现象及控制 ?结构耐撞性的研究方法 结构耐撞性的研究方法，不同于一般的结构弹塑性动力响应的研究方法： 结构在碰撞事故条件下变形和破坏的模式多种多样，难用常规方法分析计算，即使使用巨型计算机也是一项耗时和昂贵的工作； 碰撞本身具有随机性，如两辆汽车相撞时可能有各种相对位置和相对速度，要穷举各种碰撞工况进行分析计算实际上是不可能的。 两个基本特点决定目前对结构耐撞性的研究只能采用经验分析、模型实验和数值计算相辅相成的综合方法。 ?耐撞性设计与常规设计的关系 常规静力和动力设计： 一般按弹性准测设计，不允许出现明显塑性变形、屈曲和断裂破坏等； 耐撞性设计目标有两方面： 正常工作时，满足常规要求，不允许破坏； 碰撞发生后，允许破坏，但严格控制破坏模式和变形。 材料方面： 以常用钢材的试件载荷—变形曲线为例： 结构方面：载荷变形曲线？最理想 结构变形局部化和缺陷敏感性分析举例

车身设计与碰撞安全性论文

车身设计与碰撞安全性 相对于发达国家来说，我国的汽车工业起步较晚，汽车工业的发展水平特别是汽车技术与发达国家相比还有不小的差距。但随着国家经济的迅猛发展，购车的朋友也越来越多。而据我所知，许多人在购车时更多的是关注汽车的价格，外观，内饰等因素，很少有人会去关注汽车安全方面的问题，大家对汽车安全性认识的并不多。 在中国，汽车安全性还得不到广泛的认识，主要也在于商家对消费者的误导。现在，汽车的卖点多集中在价格，外观等方面，一些商家或厂家极力炫耀汽车的价格，外观及动力等等，而忽视了汽车安全性。由于我们的消费者还不够成熟，眼下汽车的安全性能确实还不是卖点。 目前，随着汽车数量的增加和行驶速度的不断提高，行车安全越来越重要。一起起血淋淋的交通事故确实让人触目惊心，最大限度地减少汽车交通事故中的人员伤亡是汽车工业发展中急需解决的关键难题。 不少汽车专家因此展开科学研究，他们的目的是要解决如何在高速状态下使汽车更加安全，及减少车祸损害等。很多科学家展开对撞击本身的研究，车祸撞击的真相最终被揭示。事实上，车祸不是单一的碰撞，它是一连串撞击的混合物。车祸有三项要素或者说是三次不同的撞击：首先是汽车与障碍物发生碰撞：第二次是人体与汽车内部相撞，创伤开始发生，肋骨与腿骨一般在此时断裂；第三次撞击是人体内脏与突然停下的人体外部构架相撞，此时大脑会

向前冲，撞到颅骨内壁，心脏也会撞击胸部内侧。致命伤发生在第三次撞击中。 研究汽车碰撞过程规律、车身刚度匹配、碰撞吸能机理、碰撞安全性设计方法、碰撞吸能结构、以及先进的乘员约束系统等，以提高车辆在发生碰撞事故后保护车内乘员的能力，达到减少乘员伤亡的目的。 在汽车的安全性研究和现有汽车安全技术中，汽车的安全性分为被动安全性和主动安全性。从交通事故原因的调查分析结果表明，汽车预防事故的主动安全性，只能避免5%的事故，因此提高汽车在发生事故时保护乘员、行人，减轻和避免伤亡的被动安全性越来越受到人们的重视。 对一辆车的安全来说，主动安全和被动安全都必须放到同等重要的位置，而被动安全性能则和一款车型的车身设计有着密不可分的关系，一个坚固的车身能大大降低碰撞对车内乘员所带来的伤害，而先进的设计理念和合理的用料则决定着车身是否能在关键时刻力挽狂澜。 大家都了解，在整个车身的结构上，不同部位钢材的强度是不一样的，在车头的发动机舱位置，钢材的强度相对较低，在碰撞时能向后收缩，有效吸收碰撞的能量。相对而言，乘员舱则采用了强度很高的钢材打造，碰撞时能避免乘员舱变形对车内乘客造成伤害。下面就让我们一起来看几项先进的车身设计。 车身结构对碰撞的成绩起着关键作用。先看看A柱、B柱和C