汽车车身的三维结构设计

       汽车车身三维结构设计要确定系统、部件(总成)和零件的结构。其中,零件设计是产品设计的根基,进行零件设计时,首先要考虑该零件在整个部件中的功能和要求;其次,要考虑实现该功能应设计成什么形状和选用什么材料;最后,确定零件如何与部件中的其他零件相互配合和安装。车身三维结构设计主要分为白车身结构设计、内饰结构设计、外饰结构设计和附件类结构设计。

       (1)白车身结构设计白车身设计工作是在车身总布置设计师与造型设计师的协同下由白车身结构设计师完成的。在具体结构设计前,应进行明确的产品对标工作,明确产品开发目标,收集同类车型的技术资料,测绘一些样车主要的结构断面,供具体结构设计时参考。在造型冻结后,根据车身的线图模型数据,确定车身的结构分块形式,包括顶盖与前风窗、顶盖与侧围、顶盖与后围、侧围与后围、侧围与前围、地板与前围、侧围与车门、侧围总成以及后围总成的主要结构截面。在确定断面时,还要考虑焊接工艺性、涂装工艺性和结构力学特性的要求。各总成之间的分块形式确定后进行各部分总成的具体结构设计。白车身结构设计同时要考虑板材的选用、冲压成形性分析、焊接工艺、涂装工艺和相关的性能要求,包括强度和刚度要求、表面精度和性能要求、车身焊接总成工艺和精度要求、车身涂装工艺及防腐蚀要求等。

       (2)内饰结构设计内饰一般指仪表板总成、副仪表板总成、内饰护板总成、地毯总成以及内饰附件,如杂物箱、遮阳板和安全带等。其中仪表板总成设计最复杂也最有代表性。仪表板主要功能是支撑各种仪表、指示装置、收录机及烟灰盒等功能件,同时应避免存在撞车时对乘员有致伤可能的凸出物。如果凸出物不可避免,则它们在撞车时应能有效地变形、损坏,进而保护驾驶人与乘员的安全。

       (3)外饰结构设计对于乘用车而言,车身外饰件一般指前后保险杠总成、翼子板总成等,其中前保险杠总成的结构和设计最具代表性。保险杠的主要功能是安全防护,要求结构具有足够的强度和刚度,兼具有对装备件、人、车的保护作用,即不仅起缓冲吸能作用,而且同时由于是外覆盖件,应满足整车造型效果及空气动力学的要求。

       (4)附件类结构设计车身附件牵涉的面比较广,除了白车身和内外饰件外,其他部分都可以归入车身附件类,包括座椅、后视镜、遮阳板、玻璃升降器、门锁和空调系统等。