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PartnersinPerformance广东工业大学机电工程学院汽车车身设计01-绪论作者:李毓洲2009-2-22PartnersinPerformanceÎ在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下,作为汽车上三大总成之一的车身,已后来居上越来越处于主导地位.据统计,客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占自身质量的40%-60%；货车车身质量约占整车自身质量的16%-30%,其它各车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还超过了以上的给出值，因此从此意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其它两大总成。2009-2-23PartnersinPerformance学习目的通过学习，学生可以了解到：•汽车车身的发展概况•汽车车身技术发展的概况•汽车车身及其名词术语•汽车车身的承载类型和构造•三化问题•汽车车身的意义•汽车车身设计课程的相关说明PartnersinPerformance广东工业大学机电工程学院第一部分汽车车身的发展概况1.国外汽车车身发展概况2.国内汽车车身的发展概况2009-2-25PartnersinPerformance国外汽车车身发展概况什么是汽车？汽车是由谁发明的？在那一年发明的？2009-2-26PartnersinPerformance詹姆斯·瓦特JamesWatt1736-1819•苏格兰发明家詹姆斯·瓦特被称为蒸汽机发明家，于1769年发明蒸汽机，是工业革命的关键人物。2009-2-27PartnersinPerformance古诺发明的蒸汽汽车每前进12～15分钟，需停车加热15分钟，速度约4km/h蒸汽汽车的诞生蒸汽汽车的诞生1712年，英国发明家纽科门研制出世界上第一台蒸汽机1712年，英国发明家纽科门研制出世界上第一台蒸汽机煤和其他矿石的开采煤和其他矿石的开采53年蒸汽汽车诞生蒸汽汽车诞生1770年，法国人古诺研创出了世界上第一辆蒸汽机驱动的三轮车1770年，法国人古诺研创出了世界上第一辆蒸汽机驱动的三轮车标志着人类以机械力代替自然力来驱动车辆的时代的开始蒸汽机时代蒸汽机时代1765年，英国人瓦特改进了蒸汽机，效率要比最初的高5倍1765年，英国人瓦特改进了蒸汽机，效率要比最初的高5倍硕大的铜制锅炉2个气缸3个笨重的车轮前轮兼做驱动和转向工作原理：由锅炉产生的蒸汽被送到2个气缸中，推动里面的活塞上下运动，带动连杆使前轮转动，车便可以前进了。工作原理：煤烧水，水变蒸汽，蒸汽推动活塞。经验来自生活，水烧开了，蒸汽会推动水壶盖。车长7.32m，高2.2m，前轮128m，后轮1.50m，2009-2-28PartnersinPerformance蒸汽汽车的发展蒸汽汽车的发展蒸汽机的体积与它发出的功率就显得极不协调，体积庞大而笨重，发出的功率却很小。蒸汽机的体积与它发出的功率就显得极不协调，体积庞大而笨重，发出的功率却很小。不理想1802年，英国理查德·特雷维西克对瓦特的蒸汽机作了改进，提高了蒸汽压力。既加大了蒸汽机的功率，又加快了活塞的运动速度。1802年，英国理查德·特雷维西克对瓦特的蒸汽机作了改进，提高了蒸汽压力。既加大了蒸汽机的功率，又加快了活塞的运动速度。获得了高压蒸汽机的专利，广泛地应用在轧钢厂、轮船和挖掘机1805年，美国人艾文思首次制造了装蒸汽水陆两用汽车。1805年，美国人艾文思首次制造了装蒸汽水陆两用汽车。1825年，英国公爵嘉内制成了一辆蒸汽公共汽车。1831年开始运营。1825年，英国公爵嘉内制成了一辆蒸汽公共汽车。1831年开始运营。首次：1、发动机装在后部2、后轮驱动，前轮转向3、世界昀早的公共汽车采用了巧妙的专用转向轴设计，昀前面2个轮并不承担车重，可由驾驶者利用方向舵柄轻便地转动，然后通过一个车辕，引导前轴转动，使转向可以轻松自如。其实目的是想造船，结果船造好了却发现作业场地不在海岸边，只好在船下面装了4个轮子，用蒸汽机驱动，送到港口。出现许多有趣故事1828年，哈恩格克制成性能更好的蒸汽公共汽车，乘载22名乘客，时速32km/h，1834年发展成立了世界上最早的公共汽车运输公司——苏格兰蒸汽汽车公司。1828年，哈恩格克制成性能更好的蒸汽公共汽车，乘载22名乘客，时速32km/h，1834年发展成立了世界上最早的公共汽车运输公司——苏格兰蒸汽汽车公司。2009-2-29PartnersinPerformance18世纪末，欧美各国出现了一个研究和制造蒸汽汽车热潮，各种用途的蒸汽汽车相继问世。汽车的车身和其他机构也在迅速改进，到了19世纪，出现了一个蒸汽汽车的全盛时期。18世纪末，欧美各国出现了一个研究和制造蒸汽汽车热潮，各种用途的蒸汽汽车相继问世。汽车的车身和其他机构也在迅速改进，到了19世纪，出现了一个蒸汽汽车的全盛时期。蒸汽汽车的发展蒸汽汽车的发展1872～1878年，法国人阿美德·伯利在每辆车上装2台V型蒸汽，装备类似近代的变速机构和圆形的方向盘。速度最快可以达到64km/h。1872～1878年，法国人阿美德·伯利在每辆车上装2台V型蒸汽，装备类似近代的变速机构和圆形的方向盘。速度最快可以达到64km/h。1902年，仅美国就制造出了4000多辆蒸汽汽车。速度也越来越快，一些汽车的时速达到100km，甚至200km以上。1902年，仅美国就制造出了4000多辆蒸汽汽车。速度也越来越快，一些汽车的时速达到100km，甚至200km以上。由于蒸汽汽车本身的局限性，注定蒸汽汽车的发展不会顺利，它走过了漫长坎坷的历程，并昀终被内燃机所取代。1865年英国议会针对蒸汽汽车专门制定出一项“机动道路法案”，其中几个原则：1、至少要由3个人来驾驶一辆车；2、3个人中必须有1个人在车前50m以外步行作引导，并且要手持红旗不断摇动，为机动车开道。3、机动车在道路上行驶的速度不得超过4mi/h(6.4km/h)，通过城镇和村庄时，则不得超过2mi/h(3.2km/h)。1896年1月20日，英国人沃尔塔·阿诺尔德是世界上第一个因超速而被罚的汽车司机，车速为13km/h。为了提高功率，需增大锅炉；为了增加行驶里程，需增多煤和水；重量增加，需更结实的底架和坚固的车轮。锅炉、煤、水、车轮等增加了质量，则需要更大的功率。如此恶性循环，车辆越来越笨重，操纵越来越困难。蒸汽汽车的迅速发展引起了马车商人的不满。蒸汽汽车的迅速发展引起了马车商人的不满。蒸汽汽车的技术缺点蒸汽汽车的技术缺点2009-2-210PartnersinPerformance德国人发明汽车1885年德国人卡尔•本茨购买了奥托的内燃机的专利，并将一个内燃机和加速器安装在一辆三轮马车上。1886年1月29日德国曼海姆专利局批准卡尔•本茨为在1885年研制成功的第一辆单缸三轮汽车申请的专利，专利证书号位37435，从而获得了世界第一辆汽车的发明权。这一天被大多数成为现代汽车诞生日2009-2-211PartnersinPerformanceÎ随着车速的发展，迎面风使乘员难以忍受，出现了带篷车身及木架车身。2009-2-212PartnersinPerformanceÎ1900年出现了第一个全金属车身，但由于当时的金属冶炼技术和加工工艺不能满足车身制造的要求，直到1912年才由爱德华·巴特首次制成了全金属的实用车身。Î真正确立完整车身概念的应当是1915年生产的福特T型车，该车是典型的箱型车，它确立了以后轿车的基本车身造型，其车身覆盖件开始采用了薄钢板冲压成型，但车顶大多数为篷车顶。2009-2-213PartnersinPerformanceÎ1920年由于材料和冶炼、成型、焊接等技术的发展，车身出现了整体式车身结构的设计思想，即用薄壁结构制成硬壳式金属整体式车身。汽车也由以敞篷为主转变为以封闭箱式车身为主。Î1924年通用汽车公司在生产的奥克兰轿车上首次采用了Duco彩色面漆，一改汽车清一色黑色的传统印象，为以后的车身美学造型创造了条件。Î1925年文森卓·兰西亚在整体式车身结构的基础上发明了承载式车身，车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型覆盖件组成。2009-2-214PartnersinPerformanceÎ1928年，轿车车身历史转折期，美国费城Budd公司运用了大型冲压件组成的带门洞和窗洞的全金属的一项专利。用薄钢板冲压出车身所有的构件并将各部分进行对焊，通过减少零件和连接件数量大减少了生产工序和降低产品成本。这段时间大多数为方形硬顶车，之后方形加小圆角，进而圆角加大，外露车轮挡泥板和脚踏板。Î20世纪30年代以来，轿车车身高度渐渐降低，为了保证车辆高速过弯时的侧向稳定性，车宽渐渐增大，车身截面由方形向曲边形过渡。之后随着空气动力学的研究发展以及板金冲压技术的成熟，轿车车身开始出现许多柔和曲线流线形外形。2009-2-215PartnersinPerformanceÎ此外，同时期许多公司（如著名的Sciaky公司）掌握了很经济的点焊和缝焊技术，显著降低了冲压零件连接方式本身的劳动量，还消除了以前焊接方式所产生的薄钢板变形的问题。Î20世纪30年代至40年代，二次世界大战使轿车车身的发展中断，许多国家轿车生产停止，而军用吉普车却得到了大力的发展。Î50年代，美国福特公司大幅度降低轿车车身高度，并采用前、后翼子板连成一体的整体造型。美国和欧洲轿车按照各自的风格渐渐发展起来，特别是曲面玻璃的出现，使轿车的车身更有发挥的空间。但从整体来看美国轿车车身多为宽大型，而欧洲轿车则更为紧凑。2009-2-216PartnersinPerformanceÎ50年代还是轿车车身发展的黄金时期，50年代初，出现了诸如造型、结构、力学、工艺等轿车的综合课题。在一大批意大利车身设计专家如F.Vignale\P.Farina\G.Ghia\T.Zato和G.Michelotti的影响下得到了蓬勃的发展。轿车车身不断推陈出新，但也出现了过分追求外表装饰和时尚的线型设计（styling)而导致忽略功能设计的趋向。很快这股潮流就受到了法国和英国车身学派的抗议和遏制，出现了工艺美术设计(IndustrialDesign)的概念。承载式车身也得到了广泛应用并出现了“车身力学”的概念。大批设计者从事相关的轿车车身载荷和疲劳问题的研究。代表人物有德国的K.Erz\K.Eberhorst，英国的W.Swallow\G.H.Garret，美国的P.O.Johnson\E.R.Mackenna以及法国的H.Fesfarge等，为车身设计开发研究建立了完整框架。2009-2-217PartnersinPerformanceÎ20世纪60年代，是探索车身材料的时期，诸如复合材料、铝合金材料以及工程塑料在车身中的应用。车内装饰已开始广泛采用人造材料，车身外表涂料则采用具有弹性和高度光泽的合成漆。随着高速公路的发展，车身空气动力学试验也渐渐成为车身设计的必要程序，同时轿车车身的安全性和人体防护问题也提到了议事日程。Î随着计算机技术的不断发展，计算机技术在车身研发中的应用已成为70年代轿车车身这一领域的主题。在欧洲，英国人先在PressedSteelFisher和Ford公司的分公司的车身设计中应用计算机技术。Î20世纪元80年代以后，轿车车身各分支技术朝着更深入、更系统的方向发展，在材料方面出现了防腐蚀性的镀锌钢板。车身CAD\CAE\CAM技术发展，并形成设计及制造计算机集成系统。2009-2-218PartnersinPerformance国内汽车车身发展概况什么是汽车？汽车是由谁发明的？在那一年发明的？2009-2-219PartnersinPerformance汽车在中国的发展•1901年，匈牙利人李恩时进口两辆奥兹莫比汽车到上海•1902年，袁世凯从德国零时购买1898年产第二代奔驰轿车作为寿礼献给慈禧•1930年，上海出现从事汽车或零件销售，汽车出租的洋行•1929年，进口车辆8781辆，1930年，汽车保有量为38484辆•孙中山最早提出建立中国汽车工业，发表于1920年“建国方略”•1928年，张学良是第一个组织国产汽车的人20