1-车身设计指南

第一章概述车身是整车的重要组成部分，是汽车零部件载体，主要包括车身本体、车身外装饰件、车身内装饰件及车身附件。由于微型客车兼有载客和载货的双重功能，因此要求车身既兼有轿车良好的舒适性和安全性，也兼有货车的载重功能。车身设计应注重外形造型，以满足人们对车辆外形地审美要求，同时也应注重车身结构强度和刚度，以便确保车辆可靠的行驶。汽车人体工程学、汽车空气动力学、汽车造型及审美艺术、汽车车身新材料的研究及开发、汽车车身结构强度分析、汽车车身设计方法及技术等方面的研究和应用，正是设计出具有良好性能的车身的必要基础。第一节车身设计要素车身设计要素，也是从事车身设计工作时，设计人员所必须考虑的方面和重点解决的关键技术，是提高车身设计质量的关键内容。全面掌握、研究和应用车身的设计要素，是设计人员应具备的基本技能。从现代车身设计的角度出发，车身设计要素主要表现在如下几个方面：1．车身外形设计方面⑴车身空气动力特性要素⑵车身尺寸确定的人体尺寸要素⑶车身外形设计、内饰造型的美学要素⑷外形的结构性和装饰的功能性要素2．车身室内布置设计方面⑴人体工程要素，包括人体尺寸、人体驾驶和乘坐姿势、人体操纵范围、人眼视觉和视野、人车视野、人体运动特征、人体的心理感觉等。⑵车身内部设计的安全保护要素。3．车身结构设计方面⑴结构设计的强度、刚度要求；⑵轻量化设计要素，包括结构合理性和合理选材；⑶结构设计的安全性要素⑷车身防腐蚀设计设计要素⑸车身密封性设计要素⑹结构设计制造的工艺性要素4．产品开发方面⑴产品开发的市场性要素；⑵系列化产品发展要素；⑶生产、工艺继承性要素。在车身设计时，除满足上述设计要素外，在车身结构、性能、制造和维修等方面还应满足如下技术要求：1）车身设计应符合整车的性能要求及总布置设计，不与底盘个总成件或部件发生未知干涉或运动干涉；2）车身布置设计必须提供一个舒适的室内空间、良好的操纵性和上下车及乘坐方便性；3）车身设计应具有对大自然的抵御能力，包括车身密封性、室内空气调节等；4）车身的设计和布置设计必须保证驾驶员具有良好的视野；5）车身造型设计色彩应美观、新颖、时代感强；6）车身外形设计必须具有低的空气阻力和良好的高速行驶稳定性；7）车身结构强度必须能够承受在其整个寿命周期内可能遇到的所有静力和动力载荷，不发生塑性变形、裂纹或破坏；8）车身结构应轻量化，并具有足够的刚性；9）车身结构设计和附加安全装置必须保证车辆在发生碰撞时对乘员具有保护作用；10）车身设计必须具有良好的隔音、隔热性能；11）车身附件设计必须满足其使用的功能要求，并符合法规或标准的技术条件；12）车身设计的选材必须资源丰富、成本低，所选用的材料应能够实现高效率的加工制造和装配；13）车身结构设计及选材必须保证车辆在整个使用寿命周期内满足对冷、热和腐蚀的抵抗能力；14）车身的材料必须能够再生重复使用，且对环境无污染；15）车身结构设计、车身结构分块应满足车身制造工艺要求；16）车身结构设计必须考虑材料的特性，且车身制造成本尽力那个降低；17）车身结构设计应方便易损零部件的拆卸，便于维修操作；18）车身设计应保证车辆维修时的接近性，并便于驾驶员对车辆的日常保养工作。第二节车身设计开发流程（包括“产品预研”、“BM”车分析、VTS、DTS等）一般情况下，一款整车新产品开发周期一般需要三年时间，由于市场竞争日趋激烈，为抢夺有限的市场资源，整车开发周期逐渐缩短，产品更新换代非常平凡，因此从项目开发到小批量生产，最快的大概只需18个月左右的时间。早期传统的车身设计开发方法主要包括：手工造型设计、实物模型制作和依据经验的车身结构设计；其特点是：整个设计过程必须通过实物和图纸相结合的方式来表达设计并传递设计的数据信息。图1为传统的车身设计程序框图。现代车身设计方法的优点在于运用计算机辅助设计，使设计者能够得到一个快速评审的模型（包括造型和结构），设计者可以尝试不同的方案，可以提高设计决策的效率和可信度，控制产品开发的资金投入，由于设计资源共享，可以保证设计的精度，便于各部门的工作协调，从而最终改善珍格格产品的质量。图2为现代车身设计框图。图3为计算机辅助造型框图。图1传统的车身设计框图图2现代车身设计框图图3计算机辅助造型过程1.产品预研产品预研：产品在市场前景尚不明确、技术难度较大且暂无良好解决方案、较难发挥公司总体营销研发能力或以上原因任居其一，但同时该产品与公司战略相符且有可能成为市场新的增长点，此时产品进入预研究阶段，即为产品预研。技术预研是产品预研的主要组成部分。技术预研：为增强公司产品竞争力，充实技术货架，解决现有产品中的关键技术或以技术突破来开发新产品而进行的关键技术研究。产品预研工作完成后即进行产品立项，图4为产品预研过程图框，图5为产品立项过程图框。图4产品预研过程图框图5产品立项过程图框2.“BENCHMARKING”车分析“BENCHMARKING”—基准、标杆的意思，“BENCHMARKING”车型分析的目的是为了了解竞争对手的技术发展状态，改进产品的竞争力。“BENCHMARKING”车型分析的目标：（1）支持逆向工程设计；（2）收集创新概念；（3）建立正确的设计目标；（4）降低产品成本；（5）改进产品质量；（6）提高产品制造效率；（7）缩短产品开发周期。“BENCHMARKING”车型分析的内容：（1）“BENCHMARKING”车生命周期分析及产品规划设计；（2）整车动力性、经济性等指标分析；（3）整车总布置参数分析；（4）内饰件布置与结构设计分析；（5）外饰件布置与结构设计分析；（6）白车身的布置、结构设计、材料选用及车身工艺性分析；（7）底盘布置分析；（8）整车及白车身重量、成本分析；（9）设计工艺性分析；（10）竞争车型拆解展示。“BENCHMARKING”车分析流程如图6所示。图6“BENCHMARKING”车分析流程3.产品技术描述（VehicleTechnicalSpecification，简称VTS）产品技术描述，是产品预研和产品规划阶段的主要输出文件，主要包括以下内容：（1）预开发产品市场竞争产品主要技术参数和性能参数的分析描述；（2）预开发产品整车主要技术参数（包括尺寸参数、性能参数等）的设计定义；（3）预开发产品动力总成、驱动形式、前后悬挂结构等方面内容的设计定义；（4）预开发产品整车总体布置、人机布置、内部空间等方面内容的设计定义；（5）预开发产品法律、法规符合性的描述；（6）预开发产品伤新技术、新材料、新工艺运用的描述；（7）预开发产品车身典型结构、典型截面、外观匹配间隙和平度（DTS）等方面内容的设计定义。4.车身外观匹配间隙和平度及内饰观匹配间隙和平度（DTS）车身外观匹配间隙和平度的公称值和公差值没有明确的标准定义，一般都是根据对“BM”车匹配间隙和平度的统计分析及目前的工艺能力来确定。车身外观匹配间隙和平度位置定义如图7所示。图7车身外观匹配间隙和平度位置定义车身外观匹配间隙和平度图形标注示例如图8所示。图8车身外观匹配间隙和平度图形标注示例第二章白车身用材料第一节白车身常用材料对于M1类、M2类乘用车，白车身零件一般都采用薄板（δ≤3mm，下同）材料冲压成型而成，白车身常用薄板材料品种如下。1、普通冷连轧低碳钢系列常用牌号：DC01（St12）、DC03（St13）、DC04（St14、St15）、DC05、DC06（St16）。牌号含义：D——冲压用钢“Drawing”的缩写，C——冷轧板“CoidRolledPlate”的缩写，“01—07”是材料的等级，数字越大等级越高。（St——德文“Stahl”的缩写，“12—16”是材料的等级，数字越大等级越高；St12、St13、St14、St15、St16是老牌号，宝钢从2005年开始就不使用了。）普通冷连轧低碳钢的化学成分如表1所示，力学性能和用途如表2所示。表1普通冷连轧低碳钢化学成分牌号国家（企业）标准化学成分(%)CSiMnPSAltTiDC01(ST12)Q/BQB403-2003≦0.10-≦0.50≦0.035≦0.025≧0.025DC03(St13)Q/BQB403-2003≦0.08-≦0.45≦0.030≦0.025≧0.025DC04(St14)Q/BQB403-2003≦0.08-≦0.40≦0.025≦0.020≧0.020DC06(St16)Q/BQB403-2003≦0.006-≦0.30≦0.020≦0.020≦0.015≦0.20DC07Q/BQB403-2003≦0.006-≦0.25≦0.020≦0.020≦0.015≦0.20表2普通冷连轧低碳钢力学性能和用途牌号标准力学性能屈服强度抗拉强度伸长率0.70伸长率0.7~1.0伸长率1.0~1.6伸长率≧1.6用途DC01(ST12)Q/BQB403-2003130-260≧270≧28≧30≧32≧34一般用DC03(St13)Q/BQB403-2003120-240≧270≧32≧34≧35≧36冲压用DC04(St14)Q/BQB403-2003120-210≧270≧36≧38≧39≧40深冲用DC06(St16)Q/BQB403-2003100-180≧250≧39≧40≧41≧42超深冲用DC07Q/BQB403-2003100-150≧250≧42≧44≧44≧44特深冲用2、加磷高强度冷连轧钢系列常用牌号：B170P1，B210P1，B250P1B180P2（BP340），B220P2（BP380），化学成分如表3所示，力学性能和用途如表4所示。牌号含义：B—宝钢（Baosteel）的缩写，170—屈服极限的下限值，P—含磷强化，1—超低碳，2—低碳。（注：BP340、BP380是老牌号，宝钢已经不用）表3加磷高强度冷连轧钢化学成分牌号标准化学成分(%)CSiMnPSAltTiB170P1Q/BQB411-2003≦0.006-≦1.00≦0.08≦0.025≧0.015≦0.20B210P1Q/BQB411-2003≦0.008-≦1.20≦0.10≦0.025≧0.015≦0.20B250P1Q/BQB411-2003≦0.008-≦1.20≦0.12≦0.025≧0.015≦0.20B180P2（BP340）Q/BQB411-2003≦0.08-≦0.80≦0.120≦0.025≧0.020-B220P2（BP380）Q/BQB411-2003≦0.01-≦1.00≦0.120≦0.025≧0.020-表4加磷高强度冷连轧钢力学性能和用途牌号标准力学性能屈服强度抗拉强度伸长率0.6~1.0伸长率1.0~1.6伸长率≧1.6用途B170P1Q/BQB411-2003170-260≧340≧36≧38≧40冲压用B210P1Q/BQB411-2003210-310≧390≧32≧34≧36一般用B250P1Q/BQB411-2003250-360≧440≧30≧32≧34结构用B180P2（BP340）Q/BQB411-2003180-280≧340≧30一般用B220P2（BP380）Q/BQB411-2003220-320≧380≧28结构用3、热烘烤硬化钢系列常用牌号：B180H1、B180H1、B180H2（BH340），化学成分如表5所示，力学性能和用途如表6所示。牌号含义：B—宝钢（Baosteel）的缩写，180—屈服极限的下限值，H—热烘烤强化，1—超低碳，2—低碳。（注：BH340是老牌号，宝钢已经不用）表5热烘烤硬化钢化学成分牌号标准化学成分(%)CMnPSAltNbB140H1Q/BQB416-2003≤0.006≤0.40≤0.04≤0.020≥0.015≤0.10B180H1Q/BQB416-2003≦0.008≦1.00≦0.08≦0.020≧0.015≦0.10B180H2（BH340）Q/BQB416-2003≤0.020≤0.40≤0.12≤0.0250≥0.020－表6热烘烤硬化钢力学性能和用途牌号标准力学性能屈服强