汽车车身设计方法探讨.docx

汽车车身设计方法探讨引言低碳环保、安全节能、智能化、轻量化是汽车行业发展趋势，车身设计开发与制造是整车开发重要组成部分。随着中国汽车保有量的不断增加，汽车增速逐渐放缓，更新换代周期越来越短，汽车市场的竞争也越来越激烈，如何提高车身的设计及制造水平，提升产品竞争力是当前研究的热点。1当前汽车的车身外形设计概况所谓车身外形设计，指的是按照整个汽车的各方面设计要求对车身理想形状进行塑造的一种设计。车身外形设计与汽车车厢设计一样，都是车身造型设计的重要组成部分。车身外形设计并非是简单的汽车装饰，而是借助艺术手段将汽车结构、工艺、材料、功能等特点进行科学、合理的表现。车身外形设计的主要目的在于用汽车的美来打动、吸引广大消费群体，让消费者产生极大的购买欲。虽然在整个车身设计的过程中，车身外形设计只是最开始的步骤，属于汽车整体设计初期阶段的综合构想，但是该设计却对汽车未来的命运起到了决定性作用，当前经过车身外形设计出来的汽车造型逐渐变成强有力的一个汽车竞争手段，另外，汽车还是一种热门商品，要求设计人员需要对消费者心理需求与外形设计成本进行全面、深入的考虑[1]。2汽车车身设计要点分析汽车车身设计的前提保证其功能实现的前提下更多地保证车身美观性，并且能够有良好的空气动力性，良好的制造工艺性以及维护简便性，若前期设计的数据未经过严格的工艺性分析，则在量产阶段会存在异响、失效等风险。件、车门附件与白车身焊接总成共同组成车身总成，在车门覆盖件和白车身钣金件设计的过程中需要对互换性以及装配的准确度严格要求，以保证其工艺性。车身外表面上各点所连成的曲线必须是在纵向及横向这两个截面上进行反复设计协调，使之具有更好的流线性。传统车身设计过程中，需要对车身结构采用坐标网络的形式来进行表达，但无法仅依靠图纸来对车身进行准确的表达，还需要建立相对应的实体模型（油泥模型）。在进行汽车产品设计及生产准备还有投产等阶段，进行油泥模型设计可以更多地对设计的零件进行评审并改进。3汽车车身设计的有效策略3.1车身新结构车身概念设计阶段通常会根据总布置和造型进行主体架构的设计构想，再进行详细结构设计。概念设计阶段运用先进的仿真分析方法，不需要详细的3D几何模型就可构建前期概念有限元模型，进行大量有较大差异的方案分析并逐渐优化，按照先整体后局部的设计思路，在概念设计阶段确定车身整体框架结构。通过大量典型的闭环结构应用并配合接头的优化设计使整个车身框架构成一个整体，载荷的传递更顺畅更直接，可以大大提高车身弯扭刚度，疲劳耐久和碰撞性能。3.2车身焊装工装通常情况下，汽车车身的焊装工装即为焊装的夹具，而焊装夹具是指夹紧件、定位块、支座以及导向支架等附件组成工作的平台，一般是用来夹紧与定位结构零件机械的装置，属于汽车车身焊装整个过程之中比较中的一个基础性工艺。就目前而言，伴随国内汽车行业飞速发展，各种汽车种类与型号不断涌现，使得汽车装配的零件焊装时所用夹具出现了差异。因此，为保证生产夹具都与汽车型号相符，很多汽车的生产厂家需要按照汽车类型对焊装夹具进行自行设计及其制作。此外，由于汽车市场上并没有标准、统一的焊装夹具，其只是非标准化的设计以及制造工艺技术。伴随汽车行业进步与完善，推动汽车焊装的夹具向着标准化的方向发展与进步。在设计夹具结构机械传动装置时，需要与产品自身特点相结合，确保所设计定位夹紧的结构操作方便以及结构简单，同时还需要重视工装设计中常用翻转架、胎具以及包边模等[2]。3.3建立零部件模型。设计人员不但能够将车身内饰、外观等数字化3d模型建立于计算机，还能够将底盘、发动机等零部件模型建立于计算机，开展虚拟风洞试验、虚拟装配、结构分析与设计、有限元分析等多项工作。让设计人员能够通过虚拟电子样车的构建与实验，在具体生产之前将车身外形设计中可能出现的问题及时发现并有效处理，从而全面提高汽车生产效率，充分节约汽车生产成本[3]。3.4汽车车身结构设计中新型材料的运用随着目前人们对环境和能源消耗的不断重视，汽车轻量化设计越来越受到重视，为解决车身轻量化，新型材料不断被运用到车身设计中：高强板，传统的设计理念是通过提高零件的料厚来获得整车的碰撞性能和耐久性能,而现在可以通过选用高强度钢板、减少料厚的办法来获得更好的碰撞性能和耐久性能,同时又减少车身重量。铝合金，密度约为钢的1/3，单件可轻量化50%左右，强度高，耐蚀性好，可100%回收；车身上应用铝合金材料一般可减重40%～60%，比较成熟的铝合金零件是发动机盖板和行李箱盖板。铝合金车身零件主要通过电弧焊接、粘接和螺钉连接到车身上。但铝合金材料在车身中占的比重不大，其中主要原因是价格比钢材高，所以为了促进铝合金在车身上的应用，必须降低材料成本。轻质材料，使用轻质材料替代传统钢材，如塑料、碳纤维、铝镁合金、玻璃增强材料、结构发泡材料等。