汽車車身設(shè)計論文

江杰

摘要：汽車工業(yè)飛速發(fā)展，越來越多的人對汽車的追求不僅僅停留在速度方面了，對外觀的要求也越來越高。汽車車身技術(shù)是汽車制造的重要組成部分。車身造型設(shè)計是將科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合的工作。在科學(xué)方面包括了流體學(xué)，人機工程等學(xué)科。本次困論文主要介紹車身造型對安全和動力的影響。

關(guān)鍵詞：汽車車身；汽車安全；汽車動力

汽車工業(yè)飛速發(fā)展，越來越多的人對汽車的追求不僅僅停留在速度方面了，對外觀的要求也越來越高。汽車車身技術(shù)是汽車制造的重要組成部分。車身造型設(shè)計是將科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合的工作。在科學(xué)方面包括了流體學(xué)，人機工程等學(xué)科。本次困論文主要介紹車身造型對安全和動力的影響。

緒論

1.汽車的誕生加速了人類文明的進程，汽車是現(xiàn)代科技的重要載體之一，是衡量一個國際科技水平和經(jīng)濟水平重要的指標(biāo)之一。汽車車身是汽車的四大組成部分之一，也是我們了解汽車的第一步。現(xiàn)在的汽車領(lǐng)域更新?lián)Q代速度越來越快，汽車換代又在很大程度上是車身的更新。車聲設(shè)計不僅僅是美學(xué)，同樣包括了空氣動力學(xué)、環(huán)境學(xué)、材料和化工等眾多學(xué)科。隨著人類生活水平的提高和科技的發(fā)展，汽車車身設(shè)計朝著虛擬化、個性化、人性化和綠色安全方向發(fā)展。

2.國外汽車行業(yè)起步早，水平高。在國外車身設(shè)計是被極為重視的一個環(huán)節(jié)。車身是保護乘客重要的部分。科學(xué)的設(shè)計可以極大地提高安全性能。汽車行業(yè)在經(jīng)歷了馬車型、箱型汽車后步入了流線型汽車時代。隨著空氣動力學(xué)的發(fā)展，人們了解到車速的提升不僅僅是增加動力這么簡單。流線型車身將空氣阻力因素從0.5降到了0.3以下，這意味著能節(jié)省14%的燃油，空氣阻力每降低百分之十燃油節(jié)省百分之七左右。然而車身的設(shè)計師減小空氣阻力因素的重要手段。石油危機爆發(fā)以來，油耗成了普通百姓選擇車輛的一個重要參考數(shù)據(jù)，為了達到節(jié)油減排的目的，汽車生產(chǎn)商基本都是采用減小整車質(zhì)量來達到目的，這樣一來輕質(zhì)合金材料和復(fù)合材料在優(yōu)化車身方面將得到極大應(yīng)用。寶馬高端轎車正在大量采用碳纖維材料，來減輕整車質(zhì)量和提高車身硬度。

3.汽車車身設(shè)計對安全也有極大影響，這是影響現(xiàn)代人買車的重要參考數(shù)據(jù)之一。IIHS在安全性報告中的數(shù)據(jù)表明，其2011年進行了相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以上牌行駛1-3年的乘用車為樣本統(tǒng)計，大型車平均每100萬臺車中發(fā)生嚴重事故造成的死亡人數(shù)為24人，而同樣本中的微型車和小型車的死亡人數(shù)則為65人。同時IIHS也給出了2000年時候的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)，車輛安全性帶來的好處是非常明顯的，無論是大型車還是小型微型車，相比十年前發(fā)生事故的死亡率明顯降低，但是尺寸不同車輛之間的死亡率依舊有明顯的差異。此外，IIHS以及E-NCAP的碰撞測試數(shù)據(jù)也可以看出，大型車普遍碰撞表現(xiàn)更好，而小型車則相對較差，在引入小面積重疊碰撞試驗甚至很多時候小型、微型車的得分實在慘不忍睹，這也是我們可以從公開數(shù)據(jù)中看到的。這樣看來車身的大小會對安全有極大影響。車身不管厚薄只要滿足工藝和性能要求的前提下，車身越輕越好，即可以降低油耗還可以減少成本。如某系車的前翼子板也是采用非金屬材料，但性能標(biāo)準(zhǔn)即能達到使用要求又降低成本。汽車發(fā)展至今最大的問題不是汽車越重越安全，而是汽車重量既輕又安全。汽車加重100KG很簡單，但是要減少100KG所依靠的就是汽車精尖制造工藝和技術(shù)，不過不管是車子的厚度還是大小對車輛安全的影響都不是最大的，最大的還要算是車身所用材料。以前的高強度鋼板，拉延強度雖高于低碳鋼板，但是延伸率只有后者的50%，所以只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件。現(xiàn)在的高強度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當(dāng)?shù)奈⒘吭兀?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳鋼板的2～3倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。含磷高強度冷軋鋼板：含磷高強度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為：具有較高強度，比普通冷軋鋼板高15%～25%；良好的強度和塑性平衡，即隨著強度的增加，伸長率和應(yīng)變硬化指數(shù)下降甚微；具有良好的耐腐蝕性，比普通冷軋鋼板提高20%；具有良好的點焊性能；與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度小（2.7g/cm3）、比強度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)點，技術(shù)成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(jié)構(gòu)，使其總質(zhì)量減少了135kg，比傳統(tǒng)鋼材料車身減輕了43%，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個減至29個，車身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。又因為所有的鋁合金都可以回收再生利用。當(dāng)然還有比之更好的還有纖維材料。高強度纖維復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料（CFRP），因其質(zhì)量小，而且具有高強度、高剛性，有良好的耐蠕變與耐腐蝕性，因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用，美國開展的最好。

4.通過這篇論文，我們可以知道車身對安全和動力方面的些許影響，也能了解些許關(guān)于車身設(shè)計方面的知識。了解到車身不僅僅是一堆鋼材，更是藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)晶

參考文獻：

[1]吳亞良著，《現(xiàn)代轎車車身設(shè)計》，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1999年3月

[2]郭竹亭主編《轎車車身設(shè)計》，吉林科學(xué)技術(shù)出版社2000年10月第一版

[3]龔微寒主編《轎車現(xiàn)代設(shè)計制造》，人民交通出版社，2001年9月

[4]余志生《轎車理論》機械工業(yè)出版社，2000年月5