白车身结构白车身结构编制：编制：陈陈 峰峰校对：校对：审批：审批：2021/6/161车身概论车身概论一般来说，车身包括白车身及其附件。一般来说，车身包括白车身及其附件。白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身（白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身（Body in white），），包括翼子板、发动机盖、车门、行李箱盖或背门等装包括翼子板、发动机盖、车门、行李箱盖或背门等装配件。配件。按承载形式之不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载按承载形式之不同，可将车身分为承载式、非承载式和半承载式三大类。式三大类。承载式车身的特点是没有车架。车身由底板、骨架、内外蒙皮承载式车身的特点是没有车架。车身由底板、骨架、内外蒙皮等组焊成刚性框架结构，整个车身构件全部参与承载，所以称等组焊成刚性框架结构，整个车身构件全部参与承载，所以称为承载式车身。为承载式车身。非承载式车身的特点是有独立的车架。车身用弹簧或橡胶垫弹非承载式车身的特点是有独立的车架。车身用弹簧或橡胶垫弹性地固定在车架上，承载地主体是车架，车身只承受所载人员性地固定在车架上，承载地主体是车架，车身只承受所载人员和行李的重量。和行李的重量。半承载车身的结构与非承载式车身基本相同，也是属于有车架半承载车身的结构与非承载式车身基本相同，也是属于有车架式的。它们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性的而式的。它们之间的区别在于：车身和车架的连接不是柔性的而是刚性的连接。是刚性的连接。2021/6/162车身概论车身概论一般轿车都采用承载式车身结构；货车与某些高级轿车采用非一般轿车都采用承载式车身结构；货车与某些高级轿车采用非承载式车身结构。后面的论述都是针对承载式车身而言。承载式车身结构。后面的论述都是针对承载式车身而言。承载式车身，由于整个车身都参与承载，强度条件好，可以减承载式车身，由于整个车身都参与承载，强度条件好，可以减轻车身的自重。因无需车架，地板高度和整车高度可降低，有轻车身的自重。因无需车架，地板高度和整车高度可降低，有利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性。利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性。承载车身的缺点是：来自传动系和悬架的振动和噪音直接传至承载车身的缺点是：来自传动系和悬架的振动和噪音直接传至乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱，严重乘客室，而乘客室本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱，严重影响乘坐的舒适性，必须采用大量的隔音防振材料，使成本和影响乘坐的舒适性，必须采用大量的隔音防振材料，使成本和质量增加。另外，车身改型困难，损坏后修复难度大。质量增加。另外，车身改型困难，损坏后修复难度大。某些轿车为了便于安装发动机和传动系统以及为了改善安装点某些轿车为了便于安装发动机和传动系统以及为了改善安装点部位受力状况和乘员舒适性而采用副车架结构。副车架通过软部位受力状况和乘员舒适性而采用副车架结构。副车架通过软垫直接连接到车身上。副车架可在前、后端都加装或仅在前端垫直接连接到车身上。副车架可在前、后端都加装或仅在前端加装（后者也称短车架或部分式车架）。加装（后者也称短车架或部分式车架）。2021/6/163车身概论车身概论前、后端均有副车架的轿车前、后端均有副车架的轿车装有短车装有短车架的轿车架的轿车2021/6/164车身构成车身构成07前保险杠支架前保险杠支架52C前拖钩前拖钩52C前翼子板前翼子板52C发动机盖发动机盖52S白车身本体白车身本体C9前门前门58C后门后门72C行李箱盖行李箱盖52S2021/6/165车身构成车身构成白车身本体白车身本体53V前顶梁前顶梁53W顶盖顶盖53W后顶梁后顶梁53W前围上板前围上板53V中顶梁中顶梁53W侧围侧围53S后围板后围板53W后尾板后尾板53V2021/6/166车身构成车身构成-53S上边梁加强板上边梁加强板上边梁上边梁上边梁上边梁油箱口盒油箱口盒流水槽流水槽中柱内板中柱内板上边梁加强板上边梁加强板前柱前柱侧围外板侧围外板下边梁下边梁铰链加强板铰链加强板中柱中柱后轮罩板后轮罩板尾灯板尾灯板后柱后柱2021/6/167车身构成车身构成-53V水箱架水箱架前纵梁前纵梁前围下板前围下板地板纵梁地板纵梁中地板中地板前柱前柱前轮罩板前轮罩板前围前围 上板上板坑道加强板坑道加强板后纵梁后纵梁地板过渡板地板过渡板座椅支撑梁座椅支撑梁门槛内板门槛内板前地板前地板后地板后地板后地板横梁后地板横梁2021/6/168车身构成车身构成-58C门铰链门铰链防撞杆防撞杆门框门框门边板门边板门内板门内板门锁加强板门锁加强板门外板加强板门外板加强板门外板门外板门内板加强板门内板加强板2021/6/169车身构成车身构成-52S锁扣加强板锁扣加强板发动机盖锁扣发动机盖锁扣发动机盖外板发动机盖外板发动机盖内板发动机盖内板铰链加强板铰链加强板行李箱盖铰链行李箱盖铰链2021/6/1610车身构成车身构成-52S铰链加强板铰链加强板行李箱盖铰链行李箱盖铰链行李箱盖外板行李箱盖外板发动机盖内板发动机盖内板尾灯座尾灯座行李箱盖内板行李箱盖内板2021/6/1611车身强度车身强度q碰撞安全性要求碰撞安全性要求当车辆在前后方发生碰撞时，为保护车内乘员安全乘坐室不应发生当车辆在前后方发生碰撞时，为保护车内乘员安全乘坐室不应发生过多变形（包括车轮、发动机、变速器等刚性部件不得侵入驾驶室）。过多变形（包括车轮、发动机、变速器等刚性部件不得侵入驾驶室）。除乘坐室以外的部分则应尽可能多地变形，合理吸收撞击能量，使作除乘坐室以外的部分则应尽可能多地变形，合理吸收撞击能量，使作用于乘员身体上地力和加速度值不超过人体的忍耐极限。用于乘员身体上地力和加速度值不超过人体的忍耐极限。为满足上述要求，设计时要使乘坐室的刚度大于前后变形区域的刚为满足上述要求，设计时要使乘坐室的刚度大于前后变形区域的刚度。度。2021/6/1612车身强度车身强度q碰撞吸能结构设计碰撞吸能结构设计薄壁构件的变形模式可表现为弯折变形、翘曲变形或者皱褶变形，薄壁构件的变形模式可表现为弯折变形、翘曲变形或者皱褶变形，其中，皱褶压缩的变形量最大，最利于吸收碰撞能量，因此，皱褶压其中，皱褶压缩的变形量最大，最利于吸收碰撞能量，因此，皱褶压缩是薄壁构件碰撞吸能设计时的一个设计目标和方向。缩是薄壁构件碰撞吸能设计时的一个设计目标和方向。为使变形按预想的部位和方式进行，预变形技术是一种重要的手段，为使变形按预想的部位和方式进行，预变形技术是一种重要的手段，即在设计时预先使结构的某个部位弱化或强化，从而引导构件在碰撞即在设计时预先使结构的某个部位弱化或强化，从而引导构件在碰撞时朝着皱褶压缩的方向发展。时朝着皱褶压缩的方向发展。2021/6/1613车身强度车身强度车身整体布置时，应充分考虑碰撞冲击力的传递路径，主要受力杆车身整体布置时，应充分考虑碰撞冲击力的传递路径，主要受力杆件应连续，不同杆件过渡应均匀。件应连续，不同杆件过渡应均匀。2021/6/1614车身强度车身强度当受力杆件的截面发生突变时，就会由于刚度突变引起截面变化处当受力杆件的截面发生突变时，就会由于刚度突变引起截面变化处应力集中，在经常承受交变应力的汽车车身上，应力集中可能诱发进应力集中，在经常承受交变应力的汽车车身上，应力集中可能诱发进展性裂缝，导致疲劳损坏。因此，要特别注意加强板和接头的设计，展性裂缝，导致疲劳损坏。因此，要特别注意加强板和接头的设计，例如：例如：加强板开缺口，加强板开缺口，使应力均匀些使应力均匀些加强板坡度过渡，加强板坡度过渡，使应力均匀些使应力均匀些截面渐变截面渐变2021/6/1615车身强度车身强度薄壁杆件截面形状对薄壁杆件截面形状对刚度有很大影响，为提刚度有很大影响，为提高整个车身和构件的刚高整个车身和构件的刚度，宜多采用闭口截面度，宜多采用闭口截面，如右图：，如右图：2021/6/1616车身强度车身强度车身承载杆件上经常需要开一些孔洞，以便安装各种导线、管道和车身承载杆件上经常需要开一些孔洞，以便安装各种导线、管道和机构等，显然，由于这些孔洞将产生应力集中，应经可能将孔位选在机构等，显然，由于这些孔洞将产生应力集中，应经可能将孔位选在应力较小的部位。此外，开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重。应力较小的部位。此外，开一个大孔要比开数个小孔应力集中更严重。纵、横杆件的连接点，一般都会出现应力集中，如设计不当，很可纵、横杆件的连接点，一般都会出现应力集中，如设计不当，很可能造成车身隐患。常见接头形式见下图，尽可能扩大连接的面积，减能造成车身隐患。常见接头形式见下图，尽可能扩大连接的面积，减少应力集中。少应力集中。2021/6/1617车身强度车身强度车身主要受力件车身主要受力件2021/6/1618车身强度车身强度2021/6/1619车身强度车身强度2021/6/1620车身强度车身强度Mazda RX-82021/6/1621车身强度车身强度车身骨架构件设计时，一般先按经验或参考成熟车型结车身骨架构件设计时，一般先按经验或参考成熟车型结构，完成初步设计后，进行有限元分析或制作样件进行试构，完成初步设计后，进行有限元分析或制作样件进行试验，再根据分析或试验结果，适当调整构件截面和尺寸。验，再根据分析或试验结果，适当调整构件截面和尺寸。车身强度分析目前常用有限元分析法。车身强度分析目前常用有限元分析法。车身强度设计指标：车身强度设计指标：白车身弯曲刚度目标值白车身弯曲刚度目标值835daN/mm835daN/mm（福美来）。（福美来）。白车身扭转刚度目标值白车身扭转刚度目标值62.383daNm/rad62.383daNm/rad（福美来）。（福美来）。白车身总成的固有频率（一阶模态）应不低于白车身总成的固有频率（一阶模态）应不低于30Hz30Hz（福（福美来美来29.129.1），在车辆任何工况下均要有效避开其内、外激），在车辆任何工况下均要有效避开其内、外激励频率，防止共振发生；在此前提下，尽量提高整车固有励频率，防止共振发生；在此前提下，尽量提高整车固有频率，以改善乘座舒适性。频率，以改善乘座舒适性。白车身重量目标值白车身重量目标值350KG350KG（福美来）。（福美来）。 2021/6/1622车身强度车身强度q其它部件设计其它部件设计刚度较差的大型覆盖件容易在振源的激励下引起强迫振动。所以：刚度较差的大型覆盖件容易在振源的激励下引起强迫振动。所以：外板在造型设计时，就要有意识地考虑曲面弧度和设置棱线，平直地外板在造型设计时，就要有意识地考虑曲面弧度和设置棱线，平直地零件造型是不可取的。制作时要使钢板有足够的变薄率（零件造型是不可取的。制作时要使钢板有足够的变薄率（8以上）以上）以便产生冷作硬化。以便产生冷作硬化。在内板件和不在内板件和不外露的外板件上外露的外板件上可设置各种形状可设置各种形状的加强筋。的加强筋。2021/6/1623相关法规相关法规GB 15086-1994汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方法法GB 15743-1995轿车侧门强度轿车侧门强度GB 11551-2003汽车正面碰撞乘员保护的设计规则汽车正面碰撞乘员保护的设计规则车顶强度要求车顶强度要求侧面碰撞乘员保护侧面碰撞乘员保护2021/6/1624福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异水箱架水箱架因头灯形式因头灯形式不同，外侧不同，外侧板板53/54120不同不同普力马普力马福美来福美来因车头高度因车头高度不同，上梁不同，上梁53150不同不同因头上梁高度因头上梁高度不同，与其搭不同，与其搭接的内侧板接的内侧板53/54130不同不同下梁下梁5316X相相同同下侧板下侧板53/541F0相同相同2021/6/1625福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前轮罩挡泥板前轮罩挡泥板因发动机盖因发动机盖高度不同，高度不同，普力马增加普力马增加一加高梁一加高梁53/54290普力马普力马福美来福美来其它大致相其它大致相同，主件成同，主件成形模可共用形模可共用2021/6/1626福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前纵梁前纵梁普力马普力马福美来福美来大致相同大致相同2021/6/1627福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前纵梁后段前纵梁后段普力马普力马福美来福美来其余大致相其余大致相同同53/54391形状相同，形状相同，板厚不同，普力马板厚不同，普力马2.6，福美来，福美来2.02021/6/1628福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前围下板前围下板基本相同基本相同个别孔位有差异，个别孔位有差异，成形模可共用成形模可共用2021/6/1629福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前地板前地板普力马普力马福美来福美来其余大致相同（地其余大致相同（地板本体可互换）板本体可互换）增加二加强梁增加二加强梁54665/53603座椅不同，座椅座椅不同，座椅支架也不同支架也不同座椅不同，座椅座椅不同，座椅支架也不同支架也不同座椅不同，座椅座椅不同，座椅支架也不同支架也不同增加二加强梁增加二加强梁54665/536032021/6/1630福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异3横梁横梁普力马普力马福美来福美来其它大其它大致相同致相同因普力马轴距比福美来长因普力马轴距比福美来长60mm，普力马普力马53/54916前前边沿比福美来长边沿比福美来长60mm座椅支座椅支架不同架不同2021/6/1631福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异后纵梁后纵梁普力马普力马福美来福美来其它大致相同，其它大致相同，主件成形模可主件成形模可共用共用局部切边不同，新增局部切边不同，新增3个安全带螺母板个安全带螺母板局部切边不同，新增局部切边不同，新增3个安全带螺母板个安全带螺母板局部切边不同，新增局部切边不同，新增3个安全带螺母板个安全带螺母板局部切边不同，新增多局部切边不同，新增多个螺母板个螺母板局部切边不同，新增多局部切边不同，新增多个螺母板个螺母板局部切边不同，新增多局部切边不同，新增多个螺母板个螺母板因车长不同，尾因车长不同，尾端延长部分不同端延长部分不同2021/6/1632福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异后轮罩内板后轮罩内板成形模可共用成形模可共用2021/6/1633福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异前围上板、侧围、顶盖、后窗台板、后尾前围上板、侧围、顶盖、后窗台板、后尾板、门盖因造型不同，两车完全不同板、门盖因造型不同，两车完全不同中地板、后地板因座椅形式和车长不同，中地板、后地板因座椅形式和车长不同，两车也完全不同两车也完全不同2021/6/1634福美来福美来-普力马车身差异普力马车身差异有无天窗顶盖的差异有无天窗顶盖的差异相同件相同件相同件相同件相同件相同件相同件相同件这三对支架装天窗后装这三对支架装天窗后装这两对支架装天窗后装这两对支架装天窗后装2021/6/1635 结结束束语语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！