汽車車身結構破壞性的測量與修復方法

【摘要】汽車維護的安全與可靠性和其結構破壞性的測量修復直接相關，論文從汽車結構破壞性的變形模式出發，分析碰撞的特點和車身的安全結構，通過車身結構性破壞的測量和修復來闡述其中的作用，筆者結合工作經驗，以下將簡要論述，相關論點僅作參考。

【關鍵詞】汽車車身；結構性；破壞；測量；修復

1.引言

汽車在碰撞過程中，由于強大的撞擊力會導致汽車的巨大損傷，直接作用于乘車人員，由于其碰撞的復雜性，諸如正面碰撞、翻滾碰撞、后面碰撞等，作用的撞擊力的方向和大小也非常復雜，導致的車身結構的破壞形式難以界定，其導致的破壞形式主要有外觀輕度破壞、關鍵部件損壞和結構損傷三類，因而根據不同的損壞形式對車聲結構進行測量和修復，將損失降低到最少。并且車身結構的測量和修復工作關乎到以后的使用情況，可以說是汽車后續質量安全的重要影響因素，避免再次出現同類險情。論文將從汽車車身的撞擊特征和安全結構等方面著手分析，提出測量和修復方法，為改善相關研究貢獻一份力量。

2.汽車車身結構與撞擊分析

在日常使用的汽車當中，主要的節后采用薄壁梁形和接頭組成框架，形成承載式的結構模式，整個車體的強度根據其特點有所不同，主要有三類強度區域：其一，車身前部結構區域，為緩沖吸能區域，當遭到正面撞擊時允許較大的變形，緩解乘車人員承受的沖擊力；其二，乘車安全區，此區域是保證乘車人員安全的最為重要的區域，不允許部件有大的變形，以免傷害到人員，提供足夠的生存空間；其三，后部結構區域，為緩沖吸能區域，當汽車后面遭受撞擊時允許較大的變形，緩解乘車人員承受的沖擊力。車身碰撞時大致可以分為兩大類：縱向碰撞和側向碰撞，以下將分別論述：

（1）縱向碰撞：縱向碰撞分為低速區、中速區和高速區，低速區碰撞時由于車體的整體剛性可以承受此類力的撞擊，變形較小；中速碰撞區的受力比較均勻，能量能夠被均勻的吸收，以前梁的“預變形技術”來吸能，可以弱化某些部位的變形程度，當撞擊力達到屈服值時，前梁斷面會縮小，繞梁彎曲以承載沖擊力，其表現的形式如圖1所示；高速碰撞區，也稱為自身保護區，由于車身前圍板與懸架之間的應力集中，變形急劇上升，而為了阻止大變形傳遞到乘車安全區，要求該段有很大的剛性和強度。

（2）側向碰撞：一般車身遭受側向的碰撞時，其部位為立柱或車門，側向碰撞導致的事故比較嚴重，由于乘車人員的空間受到較大的擠壓，一般乘員的跨點水平面上的內板凹陷不能超過0.3m，因而確保立柱和車門的變形要很小，側面的構建剛度必須足夠大，一般有兩個方面的關注因素：其一，車門底板下的橫梁和車門抗撞梁的設置，其剛度和吸能能力都對側向力的作用有很大的影響；其二，門檻接頭與車身立柱的剛度，這是抗側向擠壓的最重要指標，其剛度大小直接決定了側向撞擊的作用損害程度。側向碰撞中變形順序分別為彎曲、壓縮、增寬和扭轉，而其結構的修復必須逆序進行，才能保證結構性的修復效果較好。

3.汽車車身結構破壞性的測量與修復方法

3.1 車身結構破壞性的測量

車身結構破壞性的測量一般分為以下兩個步驟：

（1）車身的固定：由于車身受到撞擊，變形較大，其結構具有一定的復雜性，而為了準確測量車身結構破壞的程度，首先要取得精確性的數據，因而車身的固定必不可少，也是對車身結構破壞檢測人員的安全保障，以免出現不必要的安全事故。一般要確定3個固定點，通過主夾具將車輛固定在校正臺上，使之成為一個剛性整體，減少測量的波動性。但在固定中，還要適當的引入輔助固定點，對車身的對個方位進行適當的固定，減少應力集中對車身結構的破壞，便于測量方向的控制，而且這也是為車身結構的修復打下良好的基礎。

（2）車身結構破壞性的測量：車身結構破壞性的測量主要集中在車身構件變形的測量，測量中一般要用到多個測量基準：其一，高度尺寸測量基準，利用車身后橫梁、車門橫梁、圍板橫梁等作為控制點，以車身底板為基準水平面，作為高度測量的對照；其二，長度尺寸的測量基準，將汽車分為左右對稱的兩部分，兩個平面以后車橫梁和前圍板處，其中心面是長度測量的基準；其三，長、寬、高三維數據測量的基準，利用機械臂、電子測量、萬能測量和聲吶測量等手段，實現空間三維坐標點的測量，此時就要規定三維坐標的原點和坐標軸，此外，此類測量還能實現直線夾角、平面夾角的測量，可以得到任意的三維數據，三維測量可以有效的減少測量的誤差，提高車聲修理的精度，尤其是校正儀配合拉伸修復的同步進行，可以掌握實時化的動態數據，降低返修率。

3.2 車身結構破壞性的修復

車身結構破壞性的修復首先要對車身進行校正，通過車身測量，取得橫、縱、垂直的三維數據之后，利用碰撞變形逆序修復法和牽引校正法來進行修復，首先要確定拉伸力，既包括方向，也要掌握其力值的大小，拉伸方向與變形的方向相反，由于變形的部位和大小比較復雜，因而要分步驟的修復，如圖2所示。

對于損壞比較復雜、嚴重的車身，必須采用復合牽引方法，提高每個點位的牽引精度，以免造成損傷。當車身固定好之后，拉伸裝置和夾具分步操作，進行牽引校正，一般誤差要控制在3mm以內，修復中要注意幾個方面的工作：其一，先固定未變形部位，再校正變形部位；其二，一般修復的順序為變形逆向修復，即變形中出現彎曲、壓縮、增寬和扭轉時，相反的步驟進行修復；其三，先縱向后橫向的原則，最后修復高度方向的變形；其四，先底部后頂部的原則；其四，先損傷大的區域，依此遞減；其五，損傷嚴重的不見要及時更換，然后校正；其六，由于牽引有局部撕裂的危險，因而進行預加熱處理，但溫度不能超過金屬的臨界溫度，時間在3分鐘左右。

4.結論

汽車車身結構破壞性的測量與修復工作可以有效改善汽車性能，是后續使用質量與安全的保障，因而相關研究具有積極的意義。

參考文獻

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