汽车车身结构及安全设计
第7章 轿车车身结构安全性设计
进行碰撞仿真研究最常用、最成功的仿真 软件是LSTC公司的LS-DYNA3D 。 目前多数有限元软件都集成了LS-DYNA软 件的计算模块，如：ANSYS, NASTRAN等。
星级划分表
评分结果 ≥50分 ≥45且<50分 ≥40且<45分 ≥30且<40分 ≥15且<30分 <15分
星级 5+ 5 4 3 2 1
C-NCAP与我国侧碰法规相比要求更严格，主要表 现在： ①用试验假人不同。C-NCAP采用EuroSID II型假人， 而侧碰法规要求采用50百分位HybridⅢ型假人。 ②C-NCAP要求碰撞速度更高为50km/h~51km/h (试验速度不得低于50km/h)，而侧碰法规要求碰 撞速度为50km/h。
2、侧围保险杆 3、救护网 一般设置在汽车前部，以防止撞击后的行人跌倒路面 继而被车碾压 4、减轻撞击行人的弹性装置 一般设置在发动机罩上部及前风窗玻璃周围，减轻行人 撞击后再次受冲击的强度。
二、内部防护装置 1、安全转向柱（吸能式转向柱） 在汽车发生正面碰撞时，能够充分吸收汽车的碰撞动 能，减小转向柱的后移量，以减小对驾驶员的伤害 2、安全座椅 • 座椅的安全性指：汽车座椅在碰撞事故中，能最大限 度地减少对驾驶员及乘员造成伤害的能力。 • 座椅安全功能失效时会引起各种形式的乘员伤害：座 椅与车身的连接强度不够而在碰撞中脱离；在正撞时 使乘员沿靠背下滑，使腰部安全带移到胸部，造成不 利的约束状态。
四、C-NCAP介绍
• 移动台车前端加装可变形 吸能壁障,冲击试验车辆驾 驶员侧。 • 移动壁障行驶方向与试验 车辆垂直，移动壁障中心 线对准试验车辆R点。 • 碰撞速度为50km/h～51k m/h(试验速度不得低于50 km/h)。 • 在驾驶员位置放置一个Eur oSID II型假人,用以测量驾 驶员位置受伤害情况。
轿车车身结构分析-车身基础知识介绍
车身设计要素
产品开发 车身外形设计 车身室内布置设计 车身结构设计
结构设计强度、刚度要求； 轻量化设计要素； 结构设计的安全性要素； 车身防腐蚀设计要素； 车身密封性设计要素； 结构设计的工艺性要素
白车身结构
白车身框架结构
白车身结构
白车身结构
白车身结构
车身梁结构设计要点
★结构具有足够刚度性能的接头，确保各个结构杆件的连接合理可靠； ★根据性能刚度和耐撞性能的需要选取封闭或开口截面，优化截面形状及尺寸。
前舱
前舱
1.前纵梁
前纵梁是前部碰撞中的关键部件。其变形模式和吸能效果直接关系车辆的碰撞性能， 对它的设计要求很高。变形是一种轴向压溃和弯曲的混合模式。 现在很多乘用车的前纵梁都由前后两段组成，前段较薄，后段较厚，通常将其前段 设置若干诱导结构，后部也设置一凹槽。
车门
设计原因： 1、车门、玻璃升降器、玻璃槽架三弧度是否统一（不同会增加玻璃 上升的阻力）。 2、玻璃升降器本身的电动机是否选用得当（应该考虑玻璃的重量 、玻璃密封条的阻力等等）。 3、叉臂式玻璃升降器定滑槽中心必须同动力臂旋转中心共线。 制造阶段： 玻璃曲面制造精度、门内板与玻璃导槽焊接部位的曲面精度以及导槽本身制造精度、门内板玻璃升降器安 装位置与前后导槽位置精度、门外板与门内板合门时窗口轮廓的位置度精度、车门与车身的内侧间隙精度 控制（为保证通过淋雨试验，工人会调整车门窗框）、导轨胶条制造时的硬度保证。 使用维护阶段： 车门框使用中变形阻力增大、窗口沿及导轨胶条老化（摩擦力增加）、升降电机质量影响使用寿命（推力 不足或烧毁）、升降机钢丝绳限位块损坏、门内板密封薄膜维修中被撕掉或损坏，造成灰尘进入门内污染 升降器传动机构（钢丝绳上有润滑油）加速磨损和增大运动阻力。
汽车设计中的车身结构与安全性能
汽车设计中的车身结构与安全性能车身结构是汽车设计中至关重要的组成部分，它直接决定了汽车的整体安全性能。
本文将从车身结构的设计原理、安全性能的评估以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、车身结构的设计原理汽车的车身结构设计原理是基于力学和材料科学的理论基础之上进行的。
首先，车身结构需要具备足够的刚性和强度，以抵抗碰撞和扭曲力。
其次，车身结构还要能够提供足够的空间，以保护车内乘员的安全。
最后，优秀的车身设计还应具备良好的美学性能，以满足消费者的审美需求。
为实现这些设计原理，汽车制造商采用了许多先进的技术和材料。
例如，高强度钢材具备出色的刚性和强度，可以保证车身在受到碰撞时不产生过大的破坏。
此外，其轻量化的特性也有助于提高车辆的燃油经济性。
而碳纤维材料的应用则进一步增强了车身的强度，并减轻了整车的重量。
二、车身结构与安全性能的评估车身结构的安全性能是通过碰撞试验和仿真模拟来评估的。
碰撞试验是一种直接测试车身结构强度和刚性的方法，通过将车辆置于特定速度下，模拟实际碰撞情况，检测车身结构的变形和乘员座舱的变化。
仿真模拟则是利用计算机模拟的方法，根据车身结构的设计参数和物理特性，预测其在碰撞情况下的变形和稳定性。
除了碰撞试验和仿真模拟，车身结构的安全性能还包括防火性能、抗侧翻性能等方面的评估。
防火性能评估主要通过燃烧试验，测试车身结构在火灾事故中的燃烧速度和蔓延情况。
而抗侧翻性能评估则要求车辆在激烈变道等条件下，能够保持稳定，并减小乘员的受伤风险。
三、车身结构与安全性能的未来发展方向随着汽车工业的不断发展，车身结构和安全性能也将迎来新的挑战和发展方向。
首先，新能源汽车的崛起将对车身结构提出更高的要求。
由于新能源汽车采用的电池具有较高的重量和能量密度，车身结构需要进一步加强以承受电池的影响力。
同时，新能源汽车的电气系统对车身结构的绝缘和隔热性能也提出了更高的要求。
其次，自动驾驶技术的逐步普及将对车身结构的设计提出新的需求。
总结车身结构
总结车身结构一、引言车身结构是汽车的重要组成部分，其设计和构造对于汽车的安全性、稳定性和舒适性具有重要影响。
本文将对车身结构进行总结，并介绍几种常见的车身结构类型。
二、传统车身结构1. 承载式车身结构承载式车身结构是一种通过车身骨架来分担和传递车辆载荷的结构形式。
它采用一种完整的、具有横梁或龙骨的车架作为车辆的主要支撑结构。
这种结构能够提供更高的刚性和安全性，但相对较重。
2. 非承载式车身结构非承载式车身结构是一种通过车身壳体本身来承担和传递车辆载荷的结构形式。
它不需要额外的车架作为主要支撑结构，而是通过车身的形状和材料来提供足够的强度和刚度。
这种结构相对较轻，但刚性相对较低。
三、现代车身结构1. 重点区块式车身结构重点区块式车身结构是一种将车身分为若干个关键区域进行设计和加固的结构形式。
这些关键区域通常是车辆前部、车辆中部和车辆后部等容易受到碰撞的部位。
通过对这些区域进行加固，能够提高汽车的安全性和刚性。
2. 锥形变形车身结构锥形变形车身结构是一种在车身前部采用锥形设计的结构形式。
它可以通过将前部车身设计成锥形，来增加碰撞时的能量吸收和分散。
这样可以减少碰撞对车内乘员的伤害，并提高车辆整体的安全性能。
3. 挠曲式车身结构挠曲式车身结构是一种通过车身的柔性变形来提高碰撞安全性的结构形式。
它采用某些可弯曲的结构件，使车辆在碰撞时能够产生弯曲和变形，从而吸收和分散碰撞能量，减少乘员受伤的风险。
四、未来发展趋势随着科技的不断进步和汽车工业的发展，未来车身结构将朝着更加轻量化、高强度和高刚度的方向发展。
同时，随着电动汽车和自动驾驶技术的兴起，车辆的设计和结构也将发生重大变革。
未来的车身结构可能会采用更多的高强度轻质材料，如复合材料和铝合金，以减轻整车重量并提高燃油效率。
此外，随着自动驾驶技术的发展，车身结构可能会更加注重乘员的舒适性和安全性，如加强乘员舱的设计和安全气囊的使用。
五、结论车身结构是汽车设计中至关重要的一部分，对于汽车的安全性和性能有着重要的影响。
简述汽车车身结构的组成
简述汽车车身结构的组成汽车车身是汽车的基本结构部分之一，它在保护乘客、支撑车辆重量并提供空间来容纳各种组件方面起着重要作用。
汽车车身的结构组成包括车顶、车窗、车门、前后保险杠、车辆底盘等。
1. 车顶：汽车车身的最上部分，通常由钢板或铝合金制成。
它的主要作用是覆盖和保护车内乘客以及车上的各种系统和零部件。
2. 车窗：车身的侧面通常会有车窗，它们通常由钢化玻璃制成。
车窗的设计旨在提供透明度和可见性，允许驾驶员和乘客观察外部环境。
3. 车门：汽车通常有4个车门，包括两个前车门和两个后车门。
它们通常由钢板制成，具有开合功能和密封装置，以防止水和噪音进入车内。
4. 前后保险杠：位于车辆前后部分的保险杠是车身的重要组成部分。
它们通常由塑料或钢制成，能够吸收碰撞冲击并保护车辆及乘客免受损害。
5. 车辆底盘：车辆底盘是汽车车身的支撑结构，通常由钢板制成。
它提供强大的刚性支撑，以支撑车辆的重量和承受各种道路条件下的应力。
其他车身部件还包括车身侧裙、车头、车尾等。
车身侧裙通常位于车身两侧，起到增加空气动力学效率和改善汽车外观的作用。
车头和车尾是车身的前后部分，它们通常由钢板制成，用来保护车辆的核心组件和乘客。
同时，车头还有与引擎和车轮相关的零部件，如发动机罩和前灯等。
总结起来，汽车车身的结构组成包括车顶、车窗、车门、前后保险杠、车辆底盘等。
这些部件在汽车设计中起着重要的作用，既能提供乘客舒适和安全的乘坐环境，又能保护车辆的各种组件不受外部环境和碰撞的影响。
参考资料：1. Esteven, J. (2014). Vehicle body engineering. Butterworth-Heinemann.2. Heisler, H. (2005). Advanced vehicle technology. Elsevier.3. Spiker, D. (2006). Automotive bodywork and rust repair. CarTech Inc.4. Society of Automotive Engineers. (2009). SAE International: Glossary of automotive terms. SAE International.。
汽 车 车身设计第四章 汽车车身的结构分析与设计
2.整体承载式车身
图4-13 лEA3—677型整体承载式大客车车身及其底座结构
2.整体承载式车身
图4-14 轿车承载式车身上部 1—前围板 2—前轮挡泥板 3—前围内侧板 4—外围内侧板 5—前立柱 6—
门下边梁 7—中立柱 8—后翼子板 9—中立柱内板 10—后围下板 11—车门上框加强板 12—顶盖
(一)非承载式车身
图4-4 轿车车架 a) 周边式车架 b) X形车架 c)梯形车架
(一)非承载式车身
图4-5 丰田皇冠轿车的车架和车身结构 1—车身 2—车架
图4-6 货车驾驶室与车架结构
图4-7 车架的结构类型 a) 中型货车车架 b) 大型货车车架 c、d) 轻型货车车架
(二)半承载式车身
1.基础承载式车身
图4-11 承载式大客车车身类型 a) 基础承载式 b) 整体承载式
1.基础承载式车身
图4-12 瑞典Scania K112型大客车车身和车架 a) Scania K112型大客车车身 b) Scania K112型大客车车身底架
c) Scania K112型大客车车架 1—前段副车架 2—中段格框结构 3—后段副车架
2.整体承载式车身
图4-16 Volkswagen K70型轿车承载式车身
二、车身结构件的结构分析与设计
1)不能破坏造型设计，外露骨架要与外形曲线相吻合。 2)骨架的里板应考虑内护板的紧固。 3)用最佳的截面形状获得最大的截面系数。 4)要满足相邻部件的性能要求，如要适应门锁、铰链、限位器等 的安装和性能要求等。
框上横梁 19—顶盖纵梁 20—上边梁 21—侧窗上梁 22—顶盖横梁 23—侧围搁梁
一、车身承载类型的分析
(一)非承载式车身 (二)半承载式车身 (三)承载式车身 1.基础承载式车身 2.整体承载式车身
新能源汽车的车身结构与安全设计
新能源汽车的车身结构与安全设计随着环境问题日益凸显，新能源汽车作为未来汽车发展的重要方向开始受到广泛关注。
新能源汽车不仅在驱动系统上实现了能源的可持续利用，还在车身结构与安全设计上进行了创新与改进。
本文着重探讨新能源汽车的车身结构与安全设计，以期了解其特点与优势。
一、轻量化设计为了提高电池寿命和续航里程，新能源汽车采用了轻量化设计，即通过选用轻质材料和结构优化来降低车身重量。
轻量化不仅有助于降低能耗，还能提高电池的能效，延长电池使用寿命。
同时，轻量化设计还有利于提高车辆的操控性和驾驶舒适性。
为此，新能源汽车常用的轻质材料包括铝合金、碳纤维复合材料等。
这些材料具有优异的强度和刚度，不仅使车身更加坚固耐用，还有助于降低车辆的整体重心和减小阻力，提高车辆的安全性和稳定性。
二、能量吸收结构在安全设计方面，新能源汽车通常采用能量吸收结构来提高车辆的碰撞安全性能。
能量吸收结构是通过合理设计车身车架来吸收碰撞能量，减小车辆和乘员的伤害。
一般来说，能量吸收结构由车身前端、侧门、后端等部分构成。
前端设计采用可控变形的结构，能够吸收部分碰撞能量，并将其引导到车辆侧部，减小前方碰撞对乘员的冲击力。
侧门设计通常采用加强板和内饰的组合结构，能够在侧面碰撞时吸收能量并保护车内乘员的安全。
后端设计则通过合理的缓冲结构，减少碰撞时车辆后部的变形，提高后轴的刚度，从而降低乘员受伤的概率。
三、防火安全设计由于新能源汽车采用高压锂电池作为能源存储装置，防火安全设计成为重要的一环。
为了有效防止火灾事故的发生，新能源汽车在车身结构和电池包设计上进行了一系列安全措施。
首先，车身结构要具备良好的隔热性能，能够有效隔离高温电池模块和车辆内部。
其次，电池包要采用防火材料进行封装，并配置防火系统，如温度感应器、短路保护等。
最后，汽车内部还应装备消防器材，如灭火器、消防水带等，以应对突发火灾。
四、智能安全系统新能源汽车还配备了多种智能安全系统，提高车辆的主动安全性能。
汽车车身结构设计讲解
三、车身基本结构设计——地板设计
4）前地板的中央通道：设计时注意高度变化，Z向高度要根据传动轴在整车的布置 要求，一般在80-100mm之间，具体数值请根据具体车型给定。型面走向在有限的 空间里尽力放缓，与前围下板的搭界面一般采用圆弧型面搭界。 5）地板的漏液孔： 孔的布置主要在前地板上，是由于在整个的地板总成中前地板 最低，并且前面存在下前围板。
具体位置是：前座椅地脚加强梁前方和后方，左右对称，避免孔的位置高于四 周型面 。其数量根据地板型面确定，无具体要求。
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三、车身基本结构设计——顶盖总成
顶盖是车厢顶部的盖板。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与 支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。当然，为了安 全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶 盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。 代号5700 车身顶盖系统顶盖外板顶盖前横梁总成顶盖后横梁总成顶盖加强梁总成天窗加 强件(带天窗)
非承载式（有车架） 一般货车、大客车、专用车和大部分高级轿车都装有独立的车架，车 身上的载荷主要由车架来承担，车身在一定程度上只承受由车架的弯 曲和扭转变形引起的载荷。 H3,H5为非承载式车身。
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二、车身分类
承载式（无车架） 承载式车身无车架，车身的刚度和强度通常由车身下部来予以保证，一般 部分高档车和目前主流的中低档轿车车身都属于承载式车身。例如，我公 司开发的部分车型。 C30,C50,H6,M4均为承载式车身。
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三、车身基本结构设计——地板设计
在现有的车型中，整个地板区域通常分成了三块，前地板、中地板、和后 地板。
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三、车身基本结构设计——地板设计
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汽车车身结构及安全设计
一、引言
在现代社会中，汽车已成为人们生活中不可或缺的交通工具。
保证汽车乘坐安全的关键在于其车身结构和设计。
本文将重点探讨汽车车身结构及安全设计的重要性和相关策略。
二、汽车车身结构
汽车车身结构是指车辆的外部组成部分，它直接关系到车辆的安全性和整体性能。
一个合理且坚固的车身结构能够在碰撞和侧翻等事故中提供更好的保护。
1. 车身材料
车身主要由钢材和铝合金构成。
钢材具有高强度和抗冲击性能，并且成本较低，因此广泛应用于车身结构中。
而铝合金则较轻，可以减轻整车重量，提升燃油效率。
同时，为了提高车辆的安全性能，一些高端汽车还采用了碳纤维等先进材料。
2. 车身类型
常见的车身类型包括轿车、SUV、MPV等。
不同类型的车身在结构上有所不同，因此安全设计也会有所差异。
例如，SUV通常具有更高的承载能力和抗侧翻性能，而轿车则更注重碰撞保护。
三、安全设计策略
针对汽车车身的安全设计，制造商采用了多种策略来最大限度地确
保车辆乘坐安全。
1.碰撞安全设计
为了降低碰撞力对车辆内部乘坐者的伤害，汽车采用了多层面、可
吸能的结构设计。
这种设计能够减少撞击时产生的冲击力，保护车内
人员的安全。
此外，车身还配备了气囊、安全带等保护装置，以进一
步降低碰撞损伤。
2.侧翻保护设计
侧翻是导致汽车事故的一种常见原因。
为了提高车辆的侧翻稳定性，制造商在车身结构设计上考虑了重心的布置以及底盘和悬挂系统的调整。
此外，也通过在车身侧面设置加固材料和增加车身刚性来增强车
辆的侧翻抗性。
3.防撞装置
为了在发生碰撞时最大限度地减少乘坐者的伤害，现代汽车配备了
多种防撞装置。
如安全气囊、ABS防抱死系统、电子稳定控制系统等。
这些装置能够监测车辆状态并及时采取措施来保证车辆的稳定和乘坐
者的安全。
四、未来汽车安全设计趋势
未来，随着科技的不断进步和消费者对安全性的需求不断提高，汽
车安全设计也将继续发展和进化。
1.智能安全系统
随着人工智能技术的发展，智能安全系统将逐渐应用于汽车安全设计中。
例如，车辆碰撞预警系统、自动驾驶技术等，能够通过传感器和算法来实时监测和预测潜在的危险，以提供更高级别的保护。
2.轻量化设计
为了减少车辆重量和提高燃油效率，轻量化设计将成为未来汽车安全设计的重要趋势。
新型材料的应用和结构优化将帮助汽车在保证整体强度和安全性的同时减少重量。
五、结论
汽车车身结构及安全设计对于乘坐者的安全至关重要。
合理选择车身材料、优化车身结构以及配备先进的安全装置，都是确保汽车安全性的重要策略。
随着科技的不断进步，智能安全系统和轻量化设计将进一步提升汽车的安全性能。
为了保护乘坐者的生命和财产，制造商和设计师应该始终将安全性放在首位，并不断努力改进和创新汽车的车身结构及安全设计。