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轿车车身主断面设计方法1.doc

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轿车 车身 断面 设计 方法
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轿车 车身 主 断面 (Master section )设计 方法 1 车身主 断面 定义 了零 件 之间的 结构 断面 形式 以及 装配、 焊接 、密 封、 涂胶 等关系 。 2 车身主断面的设计流程 在进行车身 主断面和车身 结构设计时, 首先要选 择一款合理的 标杆样车,对标杆样车 进行逆向建模, 建模内容 包 括三维数模与二维主断面 ;在定义车身主断面位置时, 标杆样车和新车型主断面的位置一定要协调一致 。以建立的 三 维数模与二维主断面 为依据,对标杆 样车进行各种性能评价,如 标杆样车的整体扭转、弯曲刚度分析, 车身接头部 位 的刚度分析、车身门洞部位的刚度分析, 车身骨架关键部位封闭断面的封闭面积、转动惯量系数 的计算。根据计算 出 白车身各个部位的封闭面积、 材料面积、 转动惯量系数的大小, 就能判断出标杆样车的刚度分布状况,找出白车身 刚 度过剩 和不 足的 部位 , 在 新车 型 设计 时, 对原 车刚 度不足 的部 位进 行加 强设 计, 对 原车 刚度 过剩 的部 位进行 削弱 设 计 , 使新设计的车身 具有一个良好的刚度分布状态。除对 标杆样车进行刚度分析外,还应对 标杆 样车进行正碰、侧碰、 追 尾碰撞 、 低 速正 碰、 翻滚 压顶 的CAE 分析 , 根 据国 家碰撞 法规 , 判 断车 身结 构的耐 碰撞 性, 并根 据标杆 样车 的碰 撞 CAE 结果, 来指 导新 车型 的车 身 主断 面和 结构 设计 。 在整个车身开发流程中, 主断面设计始于车身的油 泥模型的制作过程中,在 油泥模型的制作过程中, 要进行油泥 模型的工程可行性分析, 主断面是工程可行性分析的有力 工具之一。在油泥模型制作初始阶段,应在模型关键位置 和 危险断 面, 提取 一些 断面 数据, 然后 输 入 CAD 软 件 之中, 进行 相关 内容 的分 析,如 结构 可行 性分 析、 运动干 涉分 析 、 装配可 行性 分析 、焊 接可 行性分 析、 冲压 可行 性分 析等内 容 。 3 主断面的位置与主断面的清单 在进行 车身 主断 面详 细设计 前 , 必 须先 定义 好 车身主 断面 的数 量 、 相 应 的位置 与方 位 , 而 且要 充 分定义 好主 断面 所 要表达的内容和 主断面的排列顺序,然后形成车身主断面清单 ;这些内容必须与用户进行反复协商与讨论,取得共 同 一致的 意见 并形 成相 关的 技术文 件, 作为 今后 工作 的依据 。 4 车身主断面 表达的内容 4.1 车身主断面的设计 基本要素 4.1.1 断面 基准 定义 对汽车外覆盖件、外装 饰件而言,外表面 就是这 些零件的基准面; 而对内覆盖件而言,内覆盖件的设计基准面 是 加工该 零件 拉延 模的 凸模 表面 。 4.1.2 零件 焊接 面之 间的 圆角半 径定 义 两零件焊接面之间的圆 角半径定义关系, 为了使 两焊接零件在圆角处不产生干涉,使焊接面 能正常贴合,内外 板 金件的 圆角 一定 要合 理定 义。 当 R1 ≤15mm 时, R2=R1+2mm;当 15 <R1 ≤30mm 时, R2=R1+3mm;当 R1 >30mm 时, R2=R1+5mm 。 圆角定 义 B 柱 断面 结构 参 数 车 门包 边结 构参数 4.1.3 门洞 法兰 面相 关参 数的定 义 如图所 示 是 B 柱 断面 结构 图, 图 中 L1 为 板金 件内 外 板边缘 线的 落差 值, 该值 应 定义 为 1mm 。L2 为 侧围 外板门 洞 法 兰面的 宽度 , 该 宽度 一般 定 义为15-18mm , 该 尺寸 主要 考虑焊 接要 求, 密封 条安 装 要求等 因素 ; 圆角R1 一般 定义为3-6mm ; α为B 柱侧 面的 斜角 ,一 般定义 为大 于 4 °。 4.1.4 包边 结构 相关 参数 的定义 4.2 关键 车 身主 断面 举例 前门、 侧围 上部 、顶 盖关 系主断 面 如图所 示是 前门 、侧 围上 部、顶 盖关 系主 断面 ,该 主断面 所表 达的 内容 如下 : ①该断面表示侧围外板 、顶盖、顶盖侧梁、顶盖 侧梁加强板、顶棚、前门门框上部结构、门洞密封条、门框密 封 条、玻 璃导 槽、 流水 槽装 饰条之 间的 装配 关系 。 ②流水槽处的结构设计 ,该处的设计基准是侧围 在流水槽处的分缝线,在侧围流水槽处的分缝线位置,做侧围 断 面线的切线和法线,这两条线就是设计 流水槽的基准线。侧围的侧边线是根据侧围在分缝线处的法线来确定的,侧 边 线一般 与法 线往 里 成 0-20 °的角 度 。 顶盖 侧的 侧边 线是根 据顶 盖在 分缝 线处 的垂直 线(Z 轴 方向 )来 确定的 ,侧 边 线 一般与 垂直 线往 外 成 5-10 °的角 度 。 流水 槽底 边线 一般考 虑与 侧围 切线 或顶 盖切线 相平 行 。 流水 槽底 边的宽 度一 般 要 保证 在22mm 以 上。 流水 槽 深度一 般定 义 为 6-16mm , 应与生 产装 饰条 的供 应商 密切配 合来 完成 此项 工作 。 从 人的 视觉 和 流水槽功能看,流水槽 在侧围侧的分缝线应高于 在顶盖侧的分缝 线 0-5mm ,尺寸的测量方向是沿车身整车坐标系 的 Z 轴方向 。 ③侧 围 与前 门门 框上 部的 结构设 计。 侧围 与前 门门 框上部 的分 缝线 间隙 一般 定义 为3-6mm 。 该部 位的 设 计基准 是 前 门玻璃的中心面,侧围部分的分缝线。在侧围分缝线处做一条与玻璃中心线的垂直线,玻璃中心线和该垂直线作为 该 断面的设计基准线。该断面的关键尺寸如下:门洞 及门框密封条安装面与玻璃面平行,并保证相应的距离,一般定 义 为12-16mm , 采用 一道 密封 且在门 洞上 密封 , 密封 条 压缩量 一般 定义 为 6mm ; 采 用多道 密封 且门 洞密 封条 作为辅 助密 封 , 则密封 条的 压缩 量一 般定 义为 3mm 。 ④门洞 密封 条的 安装 ,门 洞密封 条的 安装 槽侧 壁应 与侧围 法兰 安装 面的 边缘 线应保 持 1-1.5mm 间隙 , 侧围、 顶 盖 边梁 、 顶盖 边梁 加强 板在 车门门 洞上 部的 焊接 处, 法兰边 宽度 一般 定义 为 15-18mm , 侧 围法 兰边 凸出 顶 盖边梁 , 顶 盖边 梁加强 板法 兰 边 1mm,。 ⑤如门结构采用滚压件 窗框结构,应充分考虑造 型面与滚压件的匹配与协调性,如门结构采用整体式冲压门, 要 充分考 虑玻 璃导 轨、 门外 板、门 内板 所围 成封 闭断 面的封 闭面 积与 转动 惯量 系数, 以确 保门 的整 体强 度与刚 度。 ⑥应进 行 95 ﹪、99﹪ 百分 位男性 人体 模型 头部 包络 面的分 析, 以确 保乘 客有 足够的 乘坐 空间 和相 应的 舒适 性 要 求 。
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