淺談現代汽車車身設計技術

摘 " "要：現如今汽車工業具有非常強的產業鏈，從而被看做是一個國家經濟發展的重要標志。如今車身板塊在汽車這個龐大的系統中具有重要的地位。人們對汽車的安全性、舒適性、耐久性及可靠性的要求越來越高，因此只有提高車身設計技術才能更好的發展汽車工業產業的發展。

關鍵詞：車輛工程;車身技術;設計技術

中圖分類號：U463.82 " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0288-01

1 "車身在汽車上的應用及分類

1.1 "車身的應用

總所周知汽車由車身、電氣設備、發動機、底盤四大件構成。車身成了其中必不可少的一部分，車身技術展現了一個國家汽車工業的水平，同時已決定了汽車的美觀即乘客的舒適性、安全性等多方面的性能，同時車身也是汽車各個部件的承載體。在滿足乘客各種需求的同時還應具備一定剛度和抗扭轉性能以及其受載荷的能力，可以明顯的看出車身在汽車上的重要性。

1.2 "車身的分類

車身又根據其受力情況不同分為承載式車身和非承載式車身。承載式車身是指車身沒有車架，車架作為發動機和底盤各部件的安裝基本承載體，充當車架的作用并承受各種載荷。承載式車身將發動機、懸架等部件直接安裝在車身上的結構常用薄板為主并為了緩和底盤件安裝部位的應力沖擊和確保車身剛度、強度的需要，部分車架還安裝有副車架。承載式車身具有如下優點：①車身總體質量低、整體彎曲和扭轉剛度好且車身重心低，能有效的提高操縱性和燃油經濟性。②車內室地板低、車身高度尺寸小，空間利用率高。③車身結構因以薄板加工為主且可用焊接連接即較容易批量生產。承載式車身缺點：①路面和發動機等零部件的運動噪聲及構件間運動產生的振動傳入車內室，容易影響駕駛員對汽車的行駛導致駕駛員做出錯誤的判斷從而引發安全事故。②承載式車身用整個車身來確保剛度需求且難于改造。③承載能力弱。承載式車身常用于家用轎車。

非承載式車身指通過彈性元件或橡膠軟墊與車架作柔性連接。車身相對于車架是獨立的，車身只需要承受人員和貨物的重力，加、減速度時的慣性力，而車架則需要承受所裝各種總成的載荷并起骨架作用。優點如下：①因車身和車架之間使用彈性元件或撓性橡膠墊，即除了輪胎和懸架系統對整車的載荷有緩和吸收載荷的能力外還可以起到輔助吸收載荷的作用，并且還能適當吸收扭轉變形和降低各種噪音的作用。為此不僅提高了乘客的舒適性還延長了車身的使用壽命。常廣泛用于高級轎車和部分中級轎車上。②在裝配時車身和底盤可以分開裝配，有效的簡化了裝配工藝便于組織協調專業化操作。③非承載式車身有車架作為基礎，有利于汽車上各個總成和零部件的安裝，同時容易改裝成特殊用途的車輛。缺點：①因車身相對于車架較為獨立所以在參數分析計算時不需要考慮車身承載，為此必須保證車架有足夠的剛度和強度，從而導致整車自重增加。②由于底盤和車身間安裝有車架所以整車的高度有所增加。

2 "車身現代設計技術的應用及分類

2.1 "車身設計技術的應用

汽車的車身誕生至今一直在發展，不同的階段經歷了不同的車身外表，如：馬車型、箱型、甲殼蟲型、船型等。后來人們考慮到人體工程學、內部空間、乘坐舒適性、空氣動力學等多種性能分析才將以往有棱有角的外部造型慢慢的趨向圓滑。風阻系數也能得到良好的改善。風阻系數的大小取決于汽車的外形，風阻系數愈大，則空氣阻力愈大。現代汽車的風阻系數一般在0.2～0.5之間。現在隨處可見多樣化的汽車車身展現了新時代的發展、社會的進步、科學技術的不斷創新，從以前的老式開發技術到如今的計算機與科學技術的結合，從以往的手繪圖紙到如今的計算機輔助系統繪圖和電腦軟件模擬測試。

2.2 "車身設計技術的分類

如今汽車車身設計技術可謂種類繁多，典型的現代車身設計技術大致可分為數字化設計、CAE優化分析技術、逆向工程和并行工程。數字化設計又可稱為CAD技術、CAS技術、CAE技術、計算機輔助制造技術等多種計算機輔助開發技術的統稱。①CAD技術在設計初級階段起到至關重要的作用，可以使用該技術利用計算機輔助繪圖并進行運動仿真，比起以往的手繪圖。CAD技術的開發和使用有效的縮短了設計初期的圖紙繪制時間和減少了工程人員的工作量，目前CAD被人們廣泛運用于各種圖紙繪制和三維建模等工程中。②CAE技術在設計中期使用計算機輔助求解復雜的工程和車身結構強度、剛度、動力響應、彈性塑性等力學性能的分析與計算。以及車身結構性能的優化設計等問題的數值分析。CAE技術可利用在大大小小的各類工程，大到車身的結構分析計算，小到密封條的結構與材料的優化，涉及到整個車身和各個部件測靜態、動態、安全性、疲勞分析，空間管路的分析，鈑金件的沖壓成形可靠性分析，塑料件注塑過程的模擬分析等多方面。

CAE優化分析技術是指從車身產品的概念設計開始，貫穿于整個車身設計階段，直到后續的車身產品實驗驗證及性能設計中的目標性能。對于車身而言需要控制的是主要產品的性能包括結構剛度/強度、車身碰撞安全性、人機交互工程學特性、空氣動力學、車身結構輕量化、可靠性、耐久性。優化分析設計的前提條件和基準依據包括車身設計前期的對標工作、精準的對標分析、科學的項目規劃和詳細的車身描述。

逆向工程也稱反向工程。是設計下一工程向設計上一工程反饋信息的回路。是根據各零件生成圖樣后再制造產品，是一種應用現代計算機輔助設計方法學、生產工程學、材料學和相關專業知識進行系統化的分析和研究、探索掌握其的關鍵技術。是開發出更為先進產品的技術，是針對車身設計技術創新和發展先進技術采取的一系列分析方法和應用技術。是根據實物數字化的設備進行數據處理后利用模型重建等軟件進行樣件生產，再根據各種參數進行模擬仿真，模型和模具的制造最后進行車身產品的成型制造等設計步驟的先進技術。

并行工程也稱為也稱同步工程。是一種系統化的工程方法，可以實現動態、靜態優化地處理問題。可以有效的縮短在車身產品設計制造的時間同時提高車身產品的質量，降低成本需求。以達到預期要求的最高水準。是并行設計產品及相關過程的系統方法，是現代各類產品（包括車身產品設計）設計制造常用的方法。

收稿日期：2018-12-8