车体结构设计指南
车体结构设计指南计指南主要介绍了车体设计的原则，包括车体设计的工作内容；介绍了车身设计的流程以车体设计各个阶段需要输出的文件；逐一介绍了车体的结构以及各个部分的功能；还介绍了车体设计应该达到的质量和性能要求。
一. 设计原则与设计流程
1. 设计原则
车体设计需要车体骨架的稳定性及碰撞安全性，特别是车体骨架的强度；
保证车体骨架的刚度和强度，避免车体上出现应力集中区域；
车体设计需设计人机工程方面的设计要求，需满足相应国家法规的要求；
车体结构应具有良好的工艺性，包括冲压、焊装、涂装、和总装四大工艺；
在设计时需面向产品功能确定公差和进行公差分配，进行尺寸链的计算；
车体设计需保证车体有足够的刚度、强度，保证的车体的固有振动频率，保证车体的NVH性能；
车体结构设计和选材需符合车体的轻量化要求和低成本要求；
车体结构应具有良好的密封性能。
2. 设计流程
目前，车体结构设计根据总布置确定的车身主断面、设计硬点及造型确定的外表面，结合了逆向设计和正向结构设计的思路进行的。因而车体结构设计主要流程为：平台开发流程加上车身开发流程。
二 车体开发流程总则
1. 平台开发流程
为了规范JAC乘用车车体设计，指导乘用车车体正确、规范的开发。特制定JAC乘用车新产品车体开发流程。整个流程分为：平台开发流程、上车身开发流程、输入输出文件等三大部分。
2. 流程定义
⑴平台开发流程
用以指导JAC乘用车底盘平台的开发。开发内容主要包括：发动机舱总成、前围总成、地板总成和侧围轮罩分总成。整个开发主要采用逆向加正向进行
⑵上车身开发流程
用以指导JAC乘用车车身的开发。开发内容主要包括：侧围总成、车门总成、顶盖总成、发动机盖总成、翼子板总成、后围总成、行李厢盖总成。整个开发是在底盘平台的基础上进行的全新的车身的开发
⑶输入输出文件
主要包括在整个车身开发过程中所需的输入文件以及车身开发过程中输出的文件。规范化输出文件的格式、内容、依据等。
3. 流程说明
⑴各阶段输出数模的界定
⑵ 流程中输入输出文件位置的说明
⑶ 其他
三 平台开发流程
目标或输出文件
初步工艺数模：用于工艺部门进行模夹具的招标。包含基本的片体结构、结构性圆角、孔位信息、初步的焊点信息等。
初步产品数模：用于工艺部门进行S.E 分析。包含较为完善的倒角片体（B 级表面）实体结构、孔位信息、焊点信息、冲压方向等。
在流程中凡由白车身人员完成的文件一律作为车体开发的输出性文件；凡有其他分组所完成的文件一律作为车体开发的输入性文件。
本流程为JAC 乘用车研究院车体学科团队共同编制。由于团队水平有限，不足 处请批评指正。如有任何问题请联系JAC 乘用车研究院车体学科团队。
流程
Y
N
Y
四. 车体具体结构设计
一般轿车车体的结构有地板总成、前围总成、侧围总成、后围总成、车门总成、发动机舱总成、发动机盖总成行李箱盖总成、顶盖总成等，具体如图 4-1：
相关回复文件
相关回复文件
平台《车身断面》（最终）
平台《车身孔位信息表》（最终）
产品数模
NVH 相关数模、方案书（最终）
平台《车身明细表》（最终）平台《焊接流程图》（最终）平台《焊点信息》 （最终）数模冻结
产品数模
评审确认工艺检查
CA E 计算
安装边界的制作
密封性分析
数模车身规范检
评审确认
1. 车身底架与地板总成
2. 前围总成
图 4-1-1 车身地板总成
车身底架与地板是车身的基础，包括乘员舱与货箱的地板与底架。地板是上部有板件组成的部分，底架指承载式车身下部相当于车架的部分。非承载式车身有单独的车架，故地板不必承受发动机与底盘的载荷，结构相对比较简单。
图4-1-1 所示底架（地板）的特点是，整个底架（地板）由两块或三块地板焊接而成（相当于非承载式车身地板）。车前端有两根纵梁与前围挡板、前地板与尾梁焊接连接，后尾梁有支撑后行李箱地板的作用，后保险杠也固定在后尾梁上，因此它有保护后部车身的作用。
图4-1
车身零部件构成
3. 侧围总成
4. 后围总成
5. 顶盖总成
6. 发动机舱与发动机盖总成⑴ 该部分零部件要求具有如下性能
具有承受悬架作用力的强度和刚度；
形成发动机舱、防护和装置发动机及附件，容纳各类电气和液灌；遮护前轮胎，并防止泥水进入发动机舱和车室或甩溅到车体上；阻止发动机噪声传入到车室和环境中；
受快速冲击时不破坏，并能有效吸收冲击能量；
在散热器面罩周围安装前照灯，散热器及空调冷凝器等。
前围总成是车室的前部构件，包括前围挡板（前挡板）、前风窗、风窗支柱（A 支柱）前围覆盖外板等几部分。从发动机的安装位置看，前围结构可分成内板式前围与外板式前围两种。内板式前围是长头车的前围形式，和单层之分，双层挡板里层起受力作用，外层只起到装饰的作用，单层挡板既是受力件又是装饰件。
⑵ 该部分零部件的构成
图 4-6-1 车身前部结构
侧围总成有分装式和整体式两种结构。在分装式结构中，侧围包括中支柱（又称B 柱）及门上梁等部件，如无中支柱的车身，对侧围结构影响较大；整体式结构中，侧围成为一体大型冲压件，连同前围、后围、顶盖、地板、车后板制件的某些部分包括在内，而且，这种趋势越来越普遍，体现了设计设计和工艺的一体化、大型化。
后围包括后围板、后支柱、后风窗等部分。后围板是连接地板和左、右支柱与行李舱隔开的构件；左右后支柱是后部骨架的主要受力件，它形成后门框的一部分，须承受门锁和后排座椅安全带固定装置的作用力，为确保强度，内板件往往要设置加强板，另外还利用大断面在车内设置换气装置。
顶盖有一体的，有从纵向流水槽分成三片的。顶盖侧梁一般采用封闭断面，因其构成门上梁，有的将顶盖侧梁归入侧围总成。根据顶盖长短不同和固定顶盖内护板的要求，在顶盖内侧设置几根横梁，横梁与顶盖之间可用粘结剂粘结，两端与侧梁连接。
车前板制零件由内部骨架和外板覆盖件组成，骨架包括悬架撑板、流水槽板挡泥板及前端框架等。外部覆盖件包括发动机罩、左右前翼子板等，另外，还有护轮板等遮护件（图 4-6-1
）。
骨架一般形成框状焊接总成并与车室前围部分焊接在一起，外覆盖件多为装配件。发动机罩由内、外板组成，周边用折边压住，中间用有弹性的胶按需要粘接其里侧多敷有防声隔热垫。设计流水槽板时要注意能切实有效地将水排除，不使水浸入发动机舱。
五. 设计参数的确定
车体结构的设计参数主要为：
1. 车体的几何尺寸参数，该项尺寸总体上有车身总布置和人机工程校核来确定；
2. 车体的主要外观参数，包括间隙和面差，该项参数主要根据造型风格和现有的工艺水平确
定；
3. 车体的刚度和强度要求，该项参数由CAE分析计算和试验进行校核和确定；
4. 车体模态参数要求，该项参数主要由CAE计算分析和模态试验进行校核和确定；
5. 车体的各个分组的零部件的安装孔位坐标，特别是车体上的硬点坐标，这些参数由车体分
组与各个分组设计人员共同确定；
6. 车身上孔位精度，该项参数主要由车体设计人员参照各个分组零部件对车体的公差要求，
结合现有的工艺水平确定。
六. 车体结构设计的输入条件
对车体的试验及其要求为：
1. 车体的刚度试验：主要包括车体抗拉刚度与强度、车体的扭转刚度，主要要求为保 证车
体
2. 整车的碰撞安全性试验，需进行正碰、40％偏置碰和侧碰试验，对这些试验最基本要求为
保持车身骨架的结构稳定，尽量减少由于碰撞对乘员舱内的假人造成的伤害；
3. 对车体进行疲劳可靠性试验，主要表面车体由于避免发生车体开裂现象，包括钣金本身开
裂和脱焊现象。
七. 车体的试验要求
对车体的试验及其要求为：
1. 车体的刚度试验：主要包括车体抗拉刚度与强度、车体的扭转刚度，主要要求为保证车体
骨架架构的稳定性；
2. 整车的碰撞安全性试验，需进行正碰、40％偏置碰和侧碰试验，对这些试验最基本要求为
保持车身骨架的结构稳定，尽量减少由于碰撞对乘员舱内的假人造成的伤害；
3. 对车体进行疲劳可靠性试验，主要表面车体由于避免发生车体开裂现象，包括钣金本身开
裂和脱焊现象。
八. 车体质量控制
在车身设计的质量控制中通过以下四个层面来保证。
1. 主断面设计报告
主断面是车身设计的重要工程内容，主要功能是确定车身结构、车身与底盘总成件、车身附件、内饰件、外饰件的安装关系以及进行工程可行性的检验。主断面在车身关键控制部位截取，一般按不同类型的车型大约取55～70个主断面。主断面工作应贯穿车身工程设计全过程并分三个阶段完成。
第一阶段为主断面初步设计阶段，其主要工作是按Base Market车型的逆向3D数据、公司数据库资料并汇集专家的经验完成初步设计并对车身附件、密封件、底盘件、灯具、内外饰件数据与车身的安装结构关系及车身结构进行多轮的工程化检验，最终确定《主断面初步设计报告》。
第二阶段为车身设计控制阶段，《主断面初步设计报告》作为指令性技术文件在设计过程中严格执行，如果在设计过程中由于相关件的调整或结构、工艺等因素需要偏离时，必须严格执行更改程序。
不允许零部件设计员擅自偏离《主断面初步设计报告》；
第三阶段为3D数据检查阶段。在完成3D数模后必须按《主断面初步设计报告》的相应部位截取断面进行检查，对偏离的数据认真分析讨论并做出更改设计或修改主断面的定义，最终在发布三维数模时同时发布《主断面报告》。
2. 设计硬点报告。
设计硬点是确定车身与关键的底盘总成件、车身附件、内外饰件等各安装点的3D坐标，一段选取安装点结合面的中心坐标分别对车身与安装件的安装点设计进行控制。如同主断面设计一样分三个阶段贯穿车身设计全过程，对工程设计进行控制。
3. RPS（Reference Point System）控制系统。
80年代日系车的车身综合制造误差（以6倍均方差"6￡"标志）控制在2mm以内，欧洲为2.5～3mm，美国为4mm。RPS系统就是控制车身质量的在汽车设计制造中始终贯穿前后的参考点系统，它对保证汽车零部件尺寸稳定起着关键作用。RPS系统实际就是指在设计过程中就确定的车身关键控制点。一般取2300点设计成一个图幅，控制点应明确3D坐标数据和公差。RPS系统贯穿车身制造的各工艺环节，是工艺、工装设计的依据，如钣金件的检具的检测点，焊接夹具的夹持控制点、焊接总成检具的检测点、白车身总成检测控制点等都是以及RP
4. 品质基准书。
品质基准书是对每一个关键的A类零件车身钣金件设计的技术文件，由于三维数模技术的发展数模可以直接用于模具制造，而3D数模无法反映零件的公差和功能信息，因此品质基准书的功能就是确定制造公差和明确相关信息作为3D的补充，作为车身钣金件模具，模具制造的依据。品质基准书应反映的信息：
a: 各控制面、边界的部位和公差；
b: 各孔的功能、如基准孔、功能孔、过孔、泄液孔等；
c: 各孔的直径和关键孔的孔径公差和位置公差；
d: 品质基准书的各控制点应与RPS系统信息一致。
九. 车体钢板的选用原则
在一个新车的模具制造完后，必须要有一个调试模具和试冲的过程，在这过程中对模具要进行局部修模，对钢板也有一个重新选择的过程，这是正常现象。
选用的钢板冲压时100%合格没有废品，这是钢板塑性过剩的表现，这并不经济合理。较高的冲废率，那是浪费，选材也不合理。废品率控制在0.3%左右，最合理最经济。
选材的原则简单地讲就是以最低的价格材料来满足零件的最低工程要求。根据各处受力不同，把“合适的材料用在合适的位置”上，这是我们追求的选材目标。
选材要考虑以下几点：
a: 零件的服役状况；
b: 零件的形状、尺寸；
c: 其它车型同类零件的用材状况；
d: 模具厂的制造水平；
e: 各种板材的品质[成形性，可焊性，经济性，涂漆性，使用性]。
新材料的应用，各零件用材肯定要变化，不能把提供的材料当做一成不变的资料.
十. 车体骨架设计
作为车体的主要承载构件，设计车体骨架是要注意它的截面形状、受力方向、力如何传递、力矩的作用为位置等。通过下列措施，可使车身构件有最佳的结构及最大的静态和动态刚度；
当外力作用于车身本体的某一部位时，则车身本地的所有骨架构件都将不同程度的受到力的作用，呈现为最佳承载结构；
薄壁骨架件上应力较大部位，安置焊贴板，异形槽或管子等加强件，造成变截面，以便使各处应力均匀；
构成刚性节点（前柱、中柱和后柱），这种节点的体积或截面稍大；
所有承载骨架构件必须互相连。
十一. 其他
本设计指南由JAC乘用车研究院车身设计人员编制完成，由于编者水平有限，不足之处请批评指正。
如有任何疑问请联系JAC乘用车研究院车体开闭件学科团队。