第四章现代汽车车身设计课件.pptxVIP

Ø 气动最优化： 具有符合空气动力学规律的良好的气动外形； Ø 轻量化： 不仅是节能减排的需要，而且是技术发展的要求； Ø 人性化： 以人机工程学为基础的汽车结构和功能设计； Ø 安全化： 主动安全性和被动安全性； Ø 虚拟化： 运用VR技术，即利用计算机模拟色彩、质感、纹理、阴影、背景以 及立体视角的原理，生成虚拟的1:1模型效果，可以省去造型设计阶段物理模型 的制作，并能够进行旋转和修改，供观察、检验、校核及评审。 Ø 绿色化： 设计阶段考虑对环境的影响因素和预防污染的措施。 4.1 现代汽车车身设计概述 1 4.2 汽车车身材料 车身用材料可分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。 n 金属材料： 包括钢板、铸铁等重金属材料和铝、镁、钛等轻金属及其合 金材料，此外还有泡沫金属等材料； n 非金属材料： 包括工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶和泡沫非金属材 料等。除玻璃外，非金属材料已占到车身自重的25%左右； n 复合材料： 包括玻璃纤维增强塑料、纤维增强金属和纤维增强陶瓷等。 车身外板零件如挡泥板、发动机罩、车顶盖、保险杠、行李箱盖等都是用 复合材料；车室内零件如换挡操纵杆、侧门框装饰、风窗窗框等也都采用 复合材料制造。 2 研究表明若汽车质量降低10%，燃油经济性可提高6%~8% Ø 高强度钢板： 用高强度钢板制造的外板构件，质量可下降 10%~15%；制造内部构件时，质量可降低20%左右 B柱和门框使用高强度钢板； 为保护车外行人，汽车前部 的发动机托架使用强度略低 的材料 车身材料的最新发展 3 全新奥迪A8使用了性能更好的大型铝铸 件和液压成型部件，车身零件数量从50 个减至29个，这种结构不仅使车身质量 减少50%，而且其扭转刚度也提高了 60%左右。由于所有的铝合金都可以回 收再生利用，深受环保人士的欢迎。 Ø 铝合金材料： 铝合金具有密度小、比强度高、耐锈蚀、热稳定 性好、易成形、可再生利用等许多优点 车身材料的最新发展 Ø 镁合金和钛合金材料： 镁的密度为1.74g/cm3 ，仅为铝材密度 的66%，且镁的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁 屏蔽能力强，尺寸稳定性好，早期应用于航空工业，近年来在 汽车工业中也得到了广泛的应用； 钛的比重为4.6g/cm3 ，但 强度和硬度均超过了钢材，且不易生锈。钛合金车身能够承受 更大的冲击力。 车身材料的最新发展 5 Ø 泡沫合金板： 由粉末合金制成，其特点是密度更小，仅为 0.4~0.7g／cm3 ，且弹性很好； Ø 蜂窝夹芯复合板： 在两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝。 根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维 增强树脂蜂窝、铝蜂窝等； Ø 工程塑料： 可实现轻量化和节能，且材料能够回收和循环利用 Ø 复合材料： 是一种多相材料，是由有机高分子、无机非金属和 金属等原材料复合而成。 车身材料的最新发展 6 Ø 车身结构： 车身是容纳乘客和货物的场所。按照受力情况的 不同，可以把车身分为非承载式、半承载式和承载式车身。 车身结构直接决定汽车碰撞时车身的安全性。 Ø 车身安全性的主要内容：主动安全性和被动安全性两大类。 主动安全性是指汽车避免发生意外事故的能力； 被动安全性则是指汽车在发生意外事故时对乘员进行有效保 护的能力。 4.3 现代汽车车身的安全性 7 (a)正面碰撞； (b)侧面碰撞;(c)倾斜碰撞;(d) 偏移碰撞;(e)杆式碰撞;(f)钻撞 1-汽车； 2, 2a,2b,2c,2d,2e-碰撞障碍物 汽车碰撞的类型 8 发生碰撞时，汽车的运动实际上由两个不同的过程组成，即动量交换过程 和停止过程。 第一个过程是碰撞本身，汽车与汽车(或与其它物体)相互接 触而进行动量交换； 第二个过程是碰撞结束后，汽车以新获得的速度为初始 条件开始运动直至停止。 发生碰撞时车内乘员的运动过程 造成乘员伤害的是第二个过程中乘员与车内结构件发生碰撞的 剧烈程度，而伤害程度则由汽车碰撞过程中的加速度直接决定9。 汽车碰撞的研究内容 1)安全带研究： 安全带是一种系拌式被动安全装置，有两 点式、肩带式、三点式和四点式等类型。 汽车碰撞的研究内容 安全带的类型 汽车碰撞的研究内容 2)安全气囊研究： 安全气囊主要有控制系统、气体发生器和气 囊组成； 3)安全结构研究： 通过对汽车结构的改进和研究，以达到吸收 碰撞能量、保证碰撞后乘员生存空间从而达到保护乘员生命安 全的目的； 4)吸能结构和吸能材料研究： 吸能结构可保证碰撞时吸收较多 的冲击能量，而碰撞后可恢复原来形状； 吸能材料作为汽车的 内饰材料以减少乘员二次碰撞过程中的伤害； 5)新型保护技术与装置的研究： 基于现代科学技术研究成果的 综合应用。