淺談現(xiàn)代汽車車身設(shè)計技術(shù)

摘 " "要：現(xiàn)如今汽車工業(yè)具有非常強的產(chǎn)業(yè)鏈，從而被看做是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要標志。如今車身板塊在汽車這個龐大的系統(tǒng)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(shè)計技術(shù)才能更好的發(fā)展汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：車輛工程;車身技術(shù);設(shè)計技術(shù)

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(yīng)用及分類

1.1 "車身的應(yīng)用

總所周知汽車由車身、電氣設(shè)備、發(fā)動機、底盤四大件構(gòu)成。車身成了其中必不可少的一部分，車身技術(shù)展現(xiàn)了一個國家汽車工業(yè)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(yīng)具備一定剛度和抗扭轉(zhuǎn)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(jù)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(fā)動機和底盤各部件的安裝基本承載體，充當(dāng)車架的作用并承受各種載荷。承載式車身將發(fā)動機、懸架等部件直接安裝在車身上的結(jié)構(gòu)常用薄板為主并為了緩和底盤件安裝部位的應(yīng)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(yōu)點：①車身總體質(zhì)量低、整體彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度好且車身重心低，能有效的提高操縱性和燃油經(jīng)濟性。②車內(nèi)室地板低、車身高度尺寸小，空間利用率高。③車身結(jié)構(gòu)因以薄板加工為主且可用焊接連接即較容易批量生產(chǎn)。承載式車身缺點：①路面和發(fā)動機等零部件的運動噪聲及構(gòu)件間運動產(chǎn)生的振動傳入車內(nèi)室，容易影響駕駛員對汽車的行駛導(dǎo)致駕駛員做出錯誤的判斷從而引發(fā)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(yōu)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(tǒng)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(dāng)吸收扭轉(zhuǎn)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(xié)調(diào)專業(yè)化操作。③非承載式車身有車架作為基礎(chǔ)，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(shù)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(dǎo)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(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用及分類

2.1 "車身設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

汽車的車身誕生至今一直在發(fā)展，不同的階段經(jīng)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(xué)、內(nèi)部空間、乘坐舒適性、空氣動力學(xué)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(fēng)阻系數(shù)也能得到良好的改善。風(fēng)阻系數(shù)的大小取決于汽車的外形，風(fēng)阻系數(shù)愈大，則空氣阻力愈大。現(xiàn)代汽車的風(fēng)阻系數(shù)一般在0.2～0.5之間。現(xiàn)在隨處可見多樣化的汽車車身展現(xiàn)了新時代的發(fā)展、社會的進步、科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，從以前的老式開發(fā)技術(shù)到如今的計算機與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，從以往的手繪圖紙到如今的計算機輔助系統(tǒng)繪圖和電腦軟件模擬測試。

2.2 "車身設(shè)計技術(shù)的分類

如今汽車車身設(shè)計技術(shù)可謂種類繁多，典型的現(xiàn)代車身設(shè)計技術(shù)大致可分為數(shù)字化設(shè)計、CAE優(yōu)化分析技術(shù)、逆向工程和并行工程。數(shù)字化設(shè)計又可稱為CAD技術(shù)、CAS技術(shù)、CAE技術(shù)、計算機輔助制造技術(shù)等多種計算機輔助開發(fā)技術(shù)的統(tǒng)稱。①CAD技術(shù)在設(shè)計初級階段起到至關(guān)重要的作用，可以使用該技術(shù)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(shù)的開發(fā)和使用有效的縮短了設(shè)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(shù)在設(shè)計中期使用計算機輔助求解復(fù)雜的工程和車身結(jié)構(gòu)強度、剛度、動力響應(yīng)、彈性塑性等力學(xué)性能的分析與計算。以及車身結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的數(shù)值分析。CAE技術(shù)可利用在大大小小的各類工程，大到車身的結(jié)構(gòu)分析計算，小到密封條的結(jié)構(gòu)與材料的優(yōu)化，涉及到整個車身和各個部件測靜態(tài)、動態(tài)、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(yōu)化分析技術(shù)是指從車身產(chǎn)品的概念設(shè)計開始，貫穿于整個車身設(shè)計階段，直到后續(xù)的車身產(chǎn)品實驗驗證及性能設(shè)計中的目標性能。對于車身而言需要控制的是主要產(chǎn)品的性能包括結(jié)構(gòu)剛度/強度、車身碰撞安全性、人機交互工程學(xué)特性、空氣動力學(xué)、車身結(jié)構(gòu)輕量化、可靠性、耐久性。優(yōu)化分析設(shè)計的前提條件和基準依據(jù)包括車身設(shè)計前期的對標工作、精準的對標分析、科學(xué)的項目規(guī)劃和詳細的車身描述。

逆向工程也稱反向工程。是設(shè)計下一工程向設(shè)計上一工程反饋信息的回路。是根據(jù)各零件生成圖樣后再制造產(chǎn)品，是一種應(yīng)用現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計方法學(xué)、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)和相關(guān)專業(yè)知識進行系統(tǒng)化的分析和研究、探索掌握其的關(guān)鍵技術(shù)。是開發(fā)出更為先進產(chǎn)品的技術(shù)，是針對車身設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展先進技術(shù)采取的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)。是根據(jù)實物數(shù)字化的設(shè)備進行數(shù)據(jù)處理后利用模型重建等軟件進行樣件生產(chǎn)，再根據(jù)各種參數(shù)進行模擬仿真，模型和模具的制造最后進行車身產(chǎn)品的成型制造等設(shè)計步驟的先進技術(shù)。

并行工程也稱為也稱同步工程。是一種系統(tǒng)化的工程方法，可以實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)優(yōu)化地處理問題。可以有效的縮短在車身產(chǎn)品設(shè)計制造的時間同時提高車身產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本需求。以達到預(yù)期要求的最高水準。是并行設(shè)計產(chǎn)品及相關(guān)過程的系統(tǒng)方法，是現(xiàn)代各類產(chǎn)品（包括車身產(chǎn)品設(shè)計）設(shè)計制造常用的方法。

收稿日期：2018-12-8