汽车车身结构与设计复习题答案(20200521124756)

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内容。

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（1）虚拟造型技术(CAS)。

（2）计算机辅助设计(CAD)。

（3）计算机辅助分析(CAE)。

（4）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：（5）虚拟现实技术。

（6）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；车内地板低平化；四轮尽量地布置在四个角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。

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。

轻量化迭层钢板迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。

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、行李箱盖、车身底板等部件。

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、可回收再生等优点。

镁合金在镁材中添加一些其它的金属元素，例如铝、锌或者铝、锰等，变成了一种具有较高强度和刚度，具有良好铸造性能和减振性能的轻质合金材料。

目前镁合金一般用于车上的座椅骨架、仪表盘、转向盘和转向柱、轮圈、发动机气缸盖、变速器壳、离合器壳等等零件，其中转向盘和转向柱、轮圈是应用镁合金较多的零件。

镁合金密度只有 1.7，是铝的2/3，钢的1/4，客易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可以降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动。

但从成本上看它仍然偏高于铝合金。

.塑料塑料是一种高分子材料，常用工程塑料包括:热塑性工程塑料（PE、PP、PVC、ABS、PS、PA、POM、PC等）；热固性工程塑料（酚醛树脂PF、氨基树脂UF、环氧树脂EP等）。

由内外装饰件向车身复盖件和结构件方面发展。

例如前照面、保险杠、发动机罩、行李箱盖、顶盖、翼子板、车门内护板和某些车身骨架构件等。

成型容易，使形状复杂的部件加工简单化。

弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘员起到保护作用。

制成的复合材料具有很高的机械强度，可以代替钢板制作车身复盖件或结构件，减轻汽车的重量。

耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。

塑料的弱点是：大规模的模塑加工，投资大，成本高昂。

另一个更关键的问题就是环境保护：材料能不能够回收橡胶可用于减振、减轻碰撞、密封等零部件。

轮胎：载重汽车以天然橡胶为主，轿车则以合成橡胶为主。

车用胶管包括水、气、燃油、润滑油、液压油等的输送管通常采用丁腈橡胶、氯丁橡胶等材料制造。

车用橡胶密封件多用丙烯酸酯橡胶、硅橡胶等材料制造。

门窗玻璃密封件多采用乙丙橡胶制造玻璃按照工艺加工分成：A类夹层玻璃（认证标志代号LA）；B类夹层玻璃（认证标志代号LB ）；区域钢化玻璃（认证标志代号 Z ）；钢化玻璃（认证标志代号 T ）。

其中A类夹层玻璃安全性能最高。

内饰材料复合材料、纺织品更加美观、整体化和色彩丰富。

轿车内饰件的质量取决于材料。

目前，许多轿车的内饰件已经逐步使用PP(聚丙烯)材料，这是一种工程热塑材料，韧性好、强度大、隔热好、质地轻、耐腐蚀、富有弹性和手感好，成本低，更重要的是PP材料是一种可以循环回收再用的塑料。

目前采用PP材料制造仪表板总成外壳已成主流4.简述车身承载类型的特点及适用车型。

1.非承载式车身不承受载荷,而全部载荷由车架承载。

特点：车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。

质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。

适用车型：一般用于货车、部分大客车、大部分高级轿车和越野车等车型。

车身通过橡胶块等与车架弹性连接。

2.承载式(无车架式)车身承受全部载荷.结构：没有刚性车架，加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身地钣有较完整(厚度也较大)的纵、横承力元件，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。

特点：车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。

但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。

适用车型：主要用于大多数中级、普通级、微型轿车、大客车、微型汽车等。

5.车身设计中的“四化”指的是什么？解释其概念。

产品系列化:将产品合理分档、组成系列，并考虑各种变形。

零部件通用化：同一系列车型上，尽量采用相同结构和尺寸的零部件。

零件设计标准化：适用汽车的大批量生产，有利于产品的系列化和零部件的通用化，便于组织生产，降低成本，维修方便。

模块化设计和平台化战略：汽车的平台就是在开发过程中用差不多的底盘和车身结构，可以同时承载不同车型的开发及生产制造，产生出外形、功能都不尽相同的产品。

实现在一个基本型上组合成多种不同款式、功能各异的车型。

6. 简述新车型开发的分类1.全新车型开发新性能新用途新系列采用先进技术2.已有车型的全面更新包括外型、车身结构、发动机、行驶系统等。

3.已有车型的中等规模改进保留原车身外形的特征，车身结构局部改进。

外型做局部修改，以改善空气动力性能。

对选装件进行改进，改善汽车性能。

4.已有车型的小规模改进对局部的一些零件进行改进，如后视镜、门把手等。

7.什么是概念设计概念设计属于产品设计的前期工作，是始于产品定性之后，指从产品构思到确定产品设计指标，总布置定型和造型的确定，并下达产品设计任务书为止的初步设计8.简述决定汽车车身设计的主要因素及关键技术。

1.车身外型设计方面车身空气动力特性；车身尺寸确定的人体尺寸；车身外型设计、内饰造型的美学法则；外型的结构性和装饰的功能性要求；2.车身室内布置设计方面人机工程要素；车身内部设计的安全保护；3.车身结构设计方面结构设计的强度、刚度；轻量化设计，包括结构合理性和合理选材；结构设计的安全性要求；车身防腐蚀设计要求；车身密封性设计要求；结构设计的制造工艺性；4 .产品开发方面产品开发的市场性要素；系列化产品发展要素；生产、工艺继承性要素。

9.简述汽车车身设计的技术要求。

车身设计应符合整车性能要求及总布置设计。

车身总布置设计须满足居住、舒适及视野性和上下车方便性等要求。

车身外形必须符合空气动力性能，造型美观新颖、时代感强。

车身结构必须符合强度、刚度和轻量化的要求。

车身结构设计必须重视高安全性能。

车身必须具有隔音、隔热及防尘密封性能和空气调节性能。

车身结构设计须满足车身制造工艺的要求。

车身设计的选材必须来源丰富、成本低且抗腐性能强。

车身设计应保证维修方便性。

10.简述现代车身设计方法及程序。

1、产品开发规划制作主模型2、总布置设计 7、确定车身分块及覆盖件边界3、车身CAD造型 8、车身结构设计三坐标测量 CAE快速成型/NC加工 9、总成设计4、精确构造车身外型曲面 10、模具设计5、表面光顺性评价 11、CAPP6、建立车身外型数学模型 12、CAM空气动力学模拟分析11.应用于车身设计的计算机辅助技术(CAX)有：产品设计--CAD（Computer Aided Design计算机辅助设计）系统;汽车性能和结构分析--CAE(Computer Aided Engineering计算机辅助工程分析)系统;模型及其模具制造--CAM(Computer Aided Manufacturing计算机辅助制造)系统;造型设计--CAS(Computer Aided Styling计算机辅助造型)系统；CAPP--Computer aided process planning，计算机辅助工艺过程设计．12.逆向工程的概念及设计开发步骤是（1）数据采样－（2）数据分析－（3）数据的恢复和修补－（4）原始部件的分解－（5）模型信息处理及CAD模型的建立－（6）标准化部件库的建立－（7）产品功能模拟－（8）再设计13.汽车产品开发中逆向工程关键技术是:准确、快速的从物理模型或实物样件上采集三维点数据；快速、高质量的创建曲面数学模型。

14.虚拟现实技术的概念及在汽车工程中的应用基本功用：生成一种具有三维视觉效果的特殊环境。

该技术通过多种传感器和视化设备，将视觉、听觉、触觉等作用于用户，使用户融入到这种特殊的环境虚拟现实技术在汽车概念设计中的应用 :汽车、发动机装配过程的动态模拟利用虚拟风洞研究空气动力学利用虚拟现实环境研究汽车碰撞在虚拟真实场景中评价开发的新车型15.简述专家系统的概念一个人工智能的应用领域。

能在某特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。

是研究用解决某专门问题的专家知识来建立人机系统的方法和技术。

也就是说，设计型专家系统，是一个能对一些重要问题提供具有专家水平的解答和设计的计算机应用程序。

16并行工程的概念及优点:并行工程（Concurrent Engineering,CE）又称同步工程或周期工程。

是一种先进的企业管理机制，它充分重视和发挥人的作用，是实施先进制造技术的前提，是企业高效简洁的组织机构和科学的动态管理机制。

并行工程强调多学科专家的协调工作（Team Work）和一体化、并行的进行产品和相关工程的设计，尤其注重早期概念设计阶段的并行与协调。

并行工程的优点缩短了产品开发时间提高质量降低成本17.车身总布置设计的主要内容有哪些？车身外形尺寸的确定；车身室内空间尺寸的确定；车身内饰总成和部件（座椅、仪表板、操纵部件等）的确定；电器设备的布置；行李仓、货箱尺寸及备胎、油箱等位置的确定。

18.车身总布置设计原则从内到外的人体优先性原则；安全性原则；舒适性原则；方便性原则；居住性原则；座位优先性原则；“大多数人”原则；“见缝插针”原则19.简述车身设计制图方法坐标网格网格间距：100mm或200mm坐标线的方向及距零线的距离应标注在直径为16mm的细实线圈内。

绘制车身图时一般按车辆自右向左行驶方向布置图面。