第一篇：汽車車身剛度設(shè)計(jì)方法

關(guān)于“復(fù)雜產(chǎn)品全設(shè)計(jì)流程理論與車身剛度設(shè)計(jì)方法研究”工作安排

對(duì)于前幾天發(fā)給大家的一個(gè)PDF文檔，關(guān)于劉老師提出的自然科學(xué)基金申請(qǐng)準(zhǔn)備工作現(xiàn)提出初步任務(wù)安排如下：

一、撰寫立項(xiàng)依據(jù)，并了解當(dāng)前“全設(shè)計(jì)流程”和“車身剛度設(shè)計(jì)”相關(guān)內(nèi)容。

1．通過“全設(shè)計(jì)流程”文獻(xiàn)研究，撰寫“復(fù)雜產(chǎn)品全設(shè)計(jì)流程理論”立項(xiàng)依據(jù)。

文獻(xiàn)研究從“全設(shè)計(jì)流程”的研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析入手，結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢(shì)來(lái)論述“全設(shè)計(jì)流程”的科學(xué)意義和國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來(lái)論述其應(yīng)用背景，可參考“一”來(lái)撰寫此部分內(nèi)容。

2．研究“車身剛度設(shè)計(jì)”文獻(xiàn)，完成立項(xiàng)依據(jù)。

通過文獻(xiàn)研究，掌握汽車車身剛度設(shè)計(jì)詳細(xì)過程，從規(guī)劃、分析、求解、建模及信息處理這幾方面入手，需掌握的內(nèi)容包括：身剛度設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程、意義、最新研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)、研究?jī)?nèi)容、現(xiàn)有的研究方法（分析、建模、求解、優(yōu)化算法）等，然后概括出一套現(xiàn)有的最新的車身剛度設(shè)計(jì)流程（從建模到求解）。同時(shí)，了解本實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的研究成果，如多層多體信息模型和PIM模型等理論（可參考本實(shí)驗(yàn)室的一些論文）。在對(duì)現(xiàn)有 “車身剛度設(shè)計(jì)”和信息技術(shù)的理解基礎(chǔ)上，根據(jù)“復(fù)雜產(chǎn)品全設(shè)計(jì)流程理論”立項(xiàng)依據(jù)，完成“車身剛度設(shè)計(jì)方法”的立項(xiàng)依據(jù)。本部分可參考“一”來(lái)撰寫。

3．文獻(xiàn)整理。

每人列出30篇文獻(xiàn)，包括5篇外文文獻(xiàn)。并且引用到撰寫的內(nèi)容里。

此項(xiàng)任務(wù)旨在使大家對(duì)“復(fù)雜產(chǎn)品全設(shè)計(jì)流程理論”和“車身剛度設(shè)計(jì)方法”有個(gè)基本了解和大致思路，為后緒工作打基礎(chǔ)。故此項(xiàng)任務(wù)很重要，希望大家認(rèn)真完成。本項(xiàng)工作在周五之前完成，并發(fā)給呂程和田海豹來(lái)整理。

相關(guān)參考資料：“一致性產(chǎn)品信息建模理論及復(fù)雜裝備精度鏈設(shè)計(jì)方法研究”申請(qǐng)書（呂程提供）；

《汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)方法與流程》（實(shí)驗(yàn)室前面的書柜里面有）； 其他資料請(qǐng)自行查閱。

這次任務(wù)比較重，大家辛苦了。天氣變冷請(qǐng)注意保暖。

第二篇：新能源汽車車身設(shè)計(jì)探索

（研究生課程論文）

電動(dòng)汽車系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

論文題目：

新能源汽車車身設(shè)計(jì)探索 指導(dǎo)老師：

鄧亞東

學(xué)院班級(jí)：

車輛A1101 學(xué)生姓名：

張 劼 學(xué)

號(hào)：

1049721102100

2012年 6 月

武漢理工大學(xué)研究生課程論文

新能源汽車車身設(shè)計(jì)探索

張 劼

（武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院；車輛工程A1101班；1049721102100）

摘要：本文從空間布局、輕量化和空氣動(dòng)力學(xué)三個(gè)方面闡述了新能源汽車車身設(shè)計(jì)的發(fā)展方向和主要技術(shù)手段。空間布局主要考慮汽車尺寸限制及設(shè)備的集成化和分區(qū)域化；輕量化需要從設(shè)計(jì)、材料和工藝等多方面著手，減輕重量并確保性能；空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化可盡量減少空氣阻力對(duì)汽車高速行駛的不利影響，有助于提升汽車速度和減少能量消耗。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；車身；空間布局；輕量化；空氣動(dòng)力學(xué)

Abstract: This paper explains the direction and technical means of vehicle body design from three aspects: space layout, lightweight and aerodynamic.The spatial layout mainly considers the vehicle size limits, equipment integration and sub-regionalization.Lightweight should be realized by design, materials and processes, reducing weight and ensuring the performance.Aerodynamics optimizing minimizes air resistance at high speed and helps to improve the vehicle speed and reduce energy consumption.Keywords: new energy vehicles;body;space layout;lightweight;aerodynamics 引言

當(dāng)下，新能源汽車正逐步成為汽車領(lǐng)域的前沿方向和發(fā)展熱點(diǎn)。造成這一現(xiàn)象的主要原因是日益增長(zhǎng)的原油價(jià)格及其背后的能源危機(jī)；同時(shí)，人們的注意力越來(lái)越多的集中到節(jié)能環(huán)保的主題上來(lái)，從單純關(guān)心汽車動(dòng)力性能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)動(dòng)力、安全、節(jié)能和環(huán)保的綜合要求。

各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和各大車企針對(duì)這些變化和需求，在新能源汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)中提出了各自不同的方案和主張。主要的技術(shù)方案集中在純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車這三個(gè)方向上。

然而，無(wú)論采取何種技術(shù)方案，首先要考慮和解決的還是車身問題。任何技術(shù)和設(shè)備必須依托車身這個(gè)載體，而優(yōu)秀的車身設(shè)計(jì)也能充分發(fā)揮出設(shè)備的特性和優(yōu)勢(shì)。目前，新能源汽車車身有徹底原創(chuàng)設(shè)計(jì)和利用已有車身進(jìn)行改造兩種思路。兩種設(shè)計(jì)思路的目標(biāo)是相同的：即要使汽車擁有足夠的設(shè)備放置空間和人員乘坐空間；要使車身結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)度；要使汽車具備優(yōu)良的空氣動(dòng)力學(xué)特性。設(shè)備及空間布局

新能源汽車的各種設(shè)備和傳統(tǒng)汽車相比有著很大差異。例如，純電動(dòng)汽車會(huì)用電動(dòng)機(jī)取代內(nèi)燃機(jī)，并且需要大量的空間來(lái)放置電池組；混合動(dòng)力汽車同時(shí)擁有內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)兩套設(shè)備，因此對(duì)空間和布局的要求明顯提高；燃料電池車則需要安裝儲(chǔ)氫罐、燃料電池組和電機(jī)等設(shè)備，在空間和安全性上都需要充分考慮。

基于新能源汽車的這些空間要求，不同型號(hào)尺寸的汽車應(yīng)選取適合自身的車身空間布局方案。

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2.1 大型客車的布局方式

大型客車普遍采用桁架焊接的車身制作模式，具有結(jié)構(gòu)規(guī)整、空間大的特點(diǎn)。又由于客車本身體量較大，因而很容易安裝新能源汽車的設(shè)備。研制新能源客車，完全可以利用現(xiàn)有的車身，只要稍加改進(jìn)即可?？蛙囋煨头秸?，空間充裕，可以容納大尺寸的動(dòng)力系統(tǒng)和較多的電池組（或儲(chǔ)氫罐），這有利于提升汽車的動(dòng)力性能和續(xù)航能力，也不必對(duì)設(shè)備的集成度和緊湊性提出過高的要求。

總的來(lái)說，客車車身具有較好的通用性能，適合各種新能源設(shè)備的布置需求，針對(duì)車身的全新概念研發(fā)較少，主要考慮如何利用現(xiàn)行的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布局。

圖2.1所示為北京奧運(yùn)會(huì)某型純電動(dòng)客車的布局方式。該電動(dòng)汽車的車身結(jié)構(gòu)是在原燃油客車車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的，布置方式和原車有了很大不同。發(fā)動(dòng)機(jī)艙被用來(lái)放置電動(dòng)機(jī)，電池組則布置在了車身兩側(cè)的底部框架內(nèi)。這樣的布局方式充分利用了客車底部到地板之間的空間，搭載了大量的電池組；動(dòng)力裝置的位置沒有改變，這就避免了其他傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的大改動(dòng)，減輕改型的工作量，最大程度的利用了原車已有的技術(shù)設(shè)備，節(jié)約了研發(fā)的成本。這種通過對(duì)車身進(jìn)行有限度的改進(jìn)，從而獲得新能源客車的方式是較為合理的。

[1]

圖2.1 某型純電動(dòng)客車的車身布局方式

燃料電池客車和純電動(dòng)客車較為相似，只是將電池組換成儲(chǔ)氫罐，再追加一套燃料電池系統(tǒng)。其布局和純電動(dòng)汽車基本相同：在原先放置電池組的位置安裝儲(chǔ)氫罐；燃料電池系統(tǒng)根據(jù)尺寸來(lái)確定安放地點(diǎn)，可以和電動(dòng)機(jī)一起放置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙里，也可以安裝在原來(lái)裝電池的地方。

混合動(dòng)力客車不需要很多的電池組或儲(chǔ)氫罐，但其動(dòng)力系統(tǒng)較為復(fù)雜，整合了內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)兩套系統(tǒng)，并且還配備了復(fù)雜的機(jī)電耦合組件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同工況下的模式切換。針對(duì)這種情況，就必須將后部的艙室空間騰出來(lái)，以便放置整套動(dòng)力系統(tǒng)；電池組等其他部件利用兩側(cè)靠前的空間放置。圖2.2所示的TEG6128SHEV串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車就體現(xiàn)了這樣的布局方式[2]。

圖2.2 TEG6128SHEV串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車車身布局

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2.2 中小型及微型汽車的布局方式

中小型及微型車的尺寸和造型與大型客車截然不同，在空間布局和設(shè)備的緊湊度上要求要高得多。無(wú)論是設(shè)計(jì)新車身還是利用已有車身，都必須將車內(nèi)空間充分利用起來(lái)。由于小車的曲線造型復(fù)雜，空間結(jié)構(gòu)不是方正規(guī)整的，所以設(shè)計(jì)和改造都具有相當(dāng)?shù)碾y度。

圖2.3所示為我校的楚天一號(hào)氫氧燃料電池汽車。該車車身為雪鐵龍愛麗舍三廂版本，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)放置了燃料電池系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力部件，車尾行李艙放置儲(chǔ)氫罐。這樣的布局方式在中型車中較為先進(jìn)：動(dòng)力系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)完全分離開，一方面提高安全性，另一方面也有利于動(dòng)力系統(tǒng)的整合和集成；儲(chǔ)氫罐單獨(dú)放置于車尾是最為安全的，而且行李艙空間較大，可以容納較多的儲(chǔ)氫罐，提高汽車?yán)m(xù)航力。要實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)布局，關(guān)鍵還在于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間利用，在于燃料電池系統(tǒng)和電機(jī)等的整合。從圖2.3可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的布置是相當(dāng)緊湊和密集的，上部主要是燃料電池組及配套附件，下層安裝電機(jī)系統(tǒng)。

圖2.3 楚天一號(hào)氫氧燃料電池汽車車身布置

圖2.4~2.6所示為各汽車公司專門設(shè)計(jì)的新能源汽車的車身布置結(jié)構(gòu)。圖2.4為日產(chǎn)聆風(fēng)（純電動(dòng)汽車）的布局方式：電機(jī)放置于前部，電池組放置于中后部的地板下，實(shí)際就是將地板向上抬升一定距離來(lái)創(chuàng)造出電池組的安裝空間。圖2.5為通用公司的純電動(dòng)汽車方案，其電機(jī)布置與聆風(fēng)相同，電池組則集中安置于后軸的行李艙下部及左右座位間的過道里。這樣的布局就不會(huì)抬升地板高度，從而不影響整車高度及乘員空間。

圖2.4 日產(chǎn)聆風(fēng)布局

圖2.5 通用公司的電動(dòng)汽車方案 圖2.6為本田燃料電池汽車的布局，和楚天一號(hào)的兩端布置不同，該方案為三段式：作為動(dòng)力源的電機(jī)布置于汽車前部的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)；產(chǎn)電的燃料電池系統(tǒng)位于中部的地板下；儲(chǔ)氫罐放置于后軸處的行李艙下。相對(duì)于楚天一號(hào)，這樣的布局更為明朗，功能區(qū)域劃分明確。當(dāng)然，這樣的布局方式也與車身的其他因素有一定關(guān)系：該車是將三廂車融合為一個(gè)整體流線造型的風(fēng)格，前部的艙室明顯要比傳統(tǒng)三廂車短小，而后部空間較大，因此必須將電機(jī)和

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燃料電池分開安裝。

圖2.6 本田燃料電池汽車布局

圖2.7為某微型電動(dòng)汽車車身結(jié)構(gòu)。微型汽車的車身尺寸更小，尤其在長(zhǎng)度方向上沒有足夠的空間，因此只能更多的依賴抬高地板來(lái)獲取放置空間。下圖的微型汽車就是如此，其地板的抬高距離明顯要大于中型汽車，整體結(jié)構(gòu)非常緊湊。

[3]

圖2.7 某微型電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)布局

2.3 小結(jié)

總結(jié)上文可以得到新能源汽車車身布局的基本方式方法：

1）車身尺寸越小，越要考慮布局的合理性和緊湊性；大型客車?yán)矛F(xiàn)有車身即可滿足要求，小型微型汽車往往需要設(shè)計(jì)專門的新能源汽車車身。

2）中小型汽車的布局設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)功能區(qū)域的明確性和單個(gè)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備緊湊性。3）地板下放置儲(chǔ)能設(shè)備（主要是電池組）的方式在中小型及微型車中被廣泛采用；微型車較為依賴這種方案來(lái)克服尺寸小、空間不足的問題。

4）中型汽車可對(duì)放置位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（如移動(dòng)到后軸區(qū)域或者布置于兩作為中間的過道），盡量減小乘員區(qū)的地板抬高距離。

5）燃料電池汽車的儲(chǔ)氫罐普遍后置，安裝于行李艙下或行李艙內(nèi)。車身輕量化及結(jié)構(gòu)強(qiáng)化

新能源汽車最主要的目標(biāo)就是節(jié)能環(huán)保減排，因此減輕車體自重從而減少燃油消耗是新能源汽車開發(fā)研制中的重要環(huán)節(jié)。由于電池組、儲(chǔ)氫罐等設(shè)備本身質(zhì)量就已經(jīng)很大，故而新能源汽車的輕量化要求比起普通汽車要高得多。在大幅度追求輕質(zhì)的基礎(chǔ)上，車身還必須滿足一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其他性能指標(biāo)（例如NVH、工藝和成本等），因此這并不是簡(jiǎn)單的減重問題，而是與車身性能設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系的系統(tǒng)的平衡設(shè)計(jì)[4]。

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達(dá)成上述目標(biāo)的途徑主要有三種：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和優(yōu)化制造工藝，下面分述之。

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以通過降低鋼板厚度，同時(shí)在關(guān)鍵部位增加加強(qiáng)筋或適當(dāng)增加材料強(qiáng)度來(lái)保證零件的強(qiáng)度、剛度性能。同時(shí)，也可以在非關(guān)鍵區(qū)域增加減重孔、切除多余翻邊等。

（2）零件的斷面優(yōu)化

零件的斷面優(yōu)化主要是考慮斷面慣性矩和斷面面積之間的平衡，通過不斷的優(yōu)化分析來(lái)實(shí)現(xiàn)用最小的斷面面積達(dá)到最大的慣性矩這一目標(biāo)，從而提高車身結(jié)構(gòu)剛度性能，減輕車身質(zhì)量。

（3）鋼板厚度對(duì)性能提升的敏感度分析

鋼板厚度對(duì)性能提升的敏感度分析是通過將車身各個(gè)零件的鋼材厚度作為變量來(lái)建立數(shù)學(xué)模型，以保證模態(tài)、剛度、耐撞性等工況的性能要求為前提，采用拓?fù)溥\(yùn)算的方法，分析所有變量對(duì)這些工況綜臺(tái)性能的敏感程度，提高部分敏感零件的鋼板厚度，降低其他不敏感零件的鋼材厚度，最終實(shí)現(xiàn)降低車身總質(zhì)量。

3.2 材料選擇

（1）提高高強(qiáng)度鋼板的使用比例

提高高強(qiáng)度鋼板的使用比例不僅可大幅度減輕車身質(zhì)量，同時(shí)也有利于提高車身碰撞和耐久性能。目前，國(guó)際上的一些新車型，其屈服強(qiáng)度在550 MPa以上的高強(qiáng)度鋼板占30%；在其碰撞關(guān)鍵路徑，如A柱、B柱和門檻等區(qū)域采用熱成形工藝，將零件的屈服強(qiáng)度提高到1000MPa以上。

（2）輕質(zhì)材料替代傳統(tǒng)的鋼材

輕質(zhì)材料主要包括工程塑料、玻璃纖維復(fù)合材料、鋁合金、鎂合金等。其應(yīng)用區(qū)域主要集中在外覆蓋件及部分非碰撞的骨架和面板零件。由于這些輕質(zhì)材料的成本相比傳統(tǒng)的鋼材會(huì)高出1倍甚至數(shù)倍，因此目前多用于高端產(chǎn)品。

3.3 優(yōu)化制造工藝

傳統(tǒng)的車身制造多采用沖壓工藝，其零件較多且焊接關(guān)系復(fù)雜。而一些國(guó)際上的高端車型已逐步采用型鋼件和鑄造件來(lái)替代沖壓件，配合輕質(zhì)金屬合金材料的應(yīng)用，既保持了車身的輕量化，又能得到較好的安全和耐久性，以實(shí)現(xiàn)必要的安裝功能。當(dāng)然，這些工藝在普通車型上的應(yīng)用目前仍很悠閑，主要受制造設(shè)備投入和成本上的限制。

總的來(lái)說，新能源汽車在車身輕量化的研究上應(yīng)該充分利用上述方法，根據(jù)自身產(chǎn)品的定位來(lái)確定綜合的輕量化策略，提高車身的性能，滿足新能源汽車的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

武漢理工大學(xué)研究生課程論文 空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化

現(xiàn)代汽車普遍具有較高的行駛速度，新能源汽車首先要滿足必要的動(dòng)力性能，因此也一定具備這一特點(diǎn)。在高速行駛的狀態(tài)下，空氣阻力的影響變得重要起來(lái)，較大的空氣阻力會(huì)阻礙汽車達(dá)到更高的車速，同時(shí)也會(huì)增加高速行駛的能源消耗。新能源汽車車身必然需要通過空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化來(lái)克服空氣阻力帶來(lái)的不良影響。

從歷史的角度來(lái)看，汽車車身的空氣阻力系數(shù)是在不斷下降的，這與汽車的提速、節(jié)能以及大眾的審美取向有著密切關(guān)系，同時(shí)也得益于汽車空氣動(dòng)力學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)手段的不斷豐富和發(fā)展。尤其是當(dāng)下的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和風(fēng)洞實(shí)測(cè)技術(shù)，為低風(fēng)阻車身的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持，大幅度降低風(fēng)阻的想法得以實(shí)現(xiàn)。

圖4.1為豐田普銳斯的外形設(shè)計(jì)。該車車身較普通汽車更為光滑平順，沒有過多的修飾，有利于氣流的平順通過。普銳斯的車頭部設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)潔，不同于普通汽車著重于設(shè)計(jì)復(fù)雜多變的車頭造型，整體化的簡(jiǎn)潔車頭對(duì)降低風(fēng)阻十分有利。普銳斯最為明顯的外形特點(diǎn)就是擁有大斜度的A柱和C柱，其角度與車頭車尾幾乎一致。這使得三廂融合為一個(gè)整體，具備了更為流暢的一體式外形，從整體上改善了氣流的分布。這樣的一體化造型理念在圖2.6中的本田燃料電池汽車上也得到了體現(xiàn)，且表現(xiàn)得更為徹底。

圖4.1 豐田普銳斯外形設(shè)計(jì)

利用這一系列的空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化措施，普銳斯的風(fēng)阻系數(shù)降低至0.25，相比普通汽車0.3~0.5的風(fēng)阻系數(shù)又邁進(jìn)了一大步，在高速行駛時(shí)的優(yōu)勢(shì)也更為明顯?？梢钥吹剑囃庑蔚暮?jiǎn)潔化和一體化既便于空氣動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化提高，也符合審美和設(shè)計(jì)前沿，將會(huì)成為新能源汽車車身的主流發(fā)展方向。結(jié)語(yǔ)

車身的布局設(shè)計(jì)是為乘員和設(shè)備的合理安放服務(wù)的。新能源汽車具有不同于普通汽車的各種設(shè)備，并且要滿足乘坐的空間性和舒適性，因此必須通過良好的布局設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化車身，使其符合新能源汽車的使用需求。

車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了盡量減輕車身質(zhì)量并保證必要的性能指標(biāo)。減重是新能源汽車節(jié)

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能減排的需要；優(yōu)化結(jié)構(gòu)是要使車身符合其他方面的性能要求而不至于因?yàn)闇p重出現(xiàn)問題。綜合運(yùn)用多種方法可以在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中使得各方面性能平衡。

車身造型設(shè)計(jì)關(guān)系到視覺審美和空氣動(dòng)力學(xué)性能兩個(gè)方面，兩者必須達(dá)成一致，不可偏廢。目前的審美和造型取向都偏向于低風(fēng)阻流線型的造型特點(diǎn)，追求簡(jiǎn)約和理性美感，這為空氣動(dòng)力學(xué)的優(yōu)化提供了較大空間。利用整體化、簡(jiǎn)潔化的設(shè)計(jì)理念，加上空氣動(dòng)力學(xué)理論和技術(shù)的支持，新能源汽車的車身造型可以得到大幅的優(yōu)化。

綜合把握車身設(shè)計(jì)的這三個(gè)方面，可以使新能源汽車的性能得到提升，達(dá)到較高的設(shè)計(jì)要求，對(duì)節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文偉，孫逢春，林程.電動(dòng)客車車身結(jié)構(gòu)分析[C].北京：全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇論文集，2005：172-177.[2] 劉文杰，鄧建軍.TEG6128SHEV串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車總體設(shè)計(jì)[J].客車技術(shù)與研究，2009，31（1）：15-16，25.[3] 高云凱，張榮榮，彭和東，王青海.微型電動(dòng)轎車車身骨架結(jié)構(gòu)分析[J].汽車工程，2003，6：67-69.[4] 羊軍，汪侃磊.上汽自主品牌汽車車身輕量化現(xiàn)狀及展望[J].AT&M視界，2011，1：6-10.

第三篇：汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題

汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題

1.車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是什么？

2.現(xiàn)代汽車車身發(fā)展趨勢(shì)主要是什么？

3.簡(jiǎn)述常用車身材料的特點(diǎn)和用途。

4.簡(jiǎn)述車身承載類型的特點(diǎn)及適用車型。

5.車身設(shè)計(jì)中的“四化”指的是什么？解釋其概念。

6.簡(jiǎn)述新車型開發(fā)的分類

7.什么是概念設(shè)計(jì)

8.簡(jiǎn)述決定汽車車身設(shè)計(jì)的主要因素及關(guān)鍵技術(shù)。

9.簡(jiǎn)述汽車車身設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。

10.簡(jiǎn)述現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法及程序。

11.應(yīng)用于車身設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAX)有：

12.13.汽車產(chǎn)品開發(fā)中逆向工程關(guān)鍵技術(shù)是:

14.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念及在汽車工程中的應(yīng)用

15.簡(jiǎn)述專家系統(tǒng)的概念

16并行工程的概念及優(yōu)點(diǎn):

17.車身總布置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有哪些？

18.車身總布置設(shè)計(jì)原則

19.簡(jiǎn)述車身設(shè)計(jì)制圖方法

20.人體尺寸的百分位概念、應(yīng)用及意義

21.眼橢圓概念:

22.車身設(shè)計(jì)中對(duì)前方視野的視角要求

23.轎車車身布置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有哪些？

24.汽車行駛時(shí)所受的空氣阻力有哪五個(gè)部分？是怎樣形成的？

25.簡(jiǎn)述降低汽車行駛阻力的措施。

26.簡(jiǎn)述降低汽車行駛升力的措施。

27.簡(jiǎn)述美學(xué)基本法則中的統(tǒng)一與變化。

28.造型設(shè)計(jì)中常用的幾何比例關(guān)系是。

29.簡(jiǎn)述造型設(shè)計(jì)中常用的幾種美學(xué)法則。

30.簡(jiǎn)述汽車造型必需遵循的原則。

31.簡(jiǎn)述曲面曲線的連續(xù)關(guān)系及曲面連續(xù)性的檢查方法。

32.簡(jiǎn)述汽車車身數(shù)字化建模一般方法。

32.簡(jiǎn)述汽車車身的組成及結(jié)構(gòu)。

34.簡(jiǎn)述汽車車體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟

35.作用在車身和車架上的載荷。

36.車身和車架結(jié)構(gòu)有限元分析主要內(nèi)容。

37.分析車體結(jié)構(gòu)的工藝性

38.簡(jiǎn)述車身和車架結(jié)構(gòu)有限元強(qiáng)度分析主要步驟

第四篇：汽車車身設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告[范文]

汽車車身設(shè)計(jì)

從汽車產(chǎn)業(yè)到汽車社會(huì)，汽車已成為一種現(xiàn)代生活方式的代表。特別是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車越來(lái)越普及，人們需求也越來(lái)越多樣化，從而刺激了汽車供應(yīng)商開發(fā)功能更齊全、文化內(nèi)涵更豐富、品牌特征更鮮明的汽車產(chǎn)品。于是，近些年來(lái)在全球及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)了許許多多各種新功能的車身型式，眾所周知車身結(jié)構(gòu)含有以下分類： 兩廂車 三廂車 掀背車 旅行車 硬頂敞篷車 軟頂敞篷車 跑車 MPV SUV等等。

上上周在王老師的帶領(lǐng)下我們參加認(rèn)識(shí)了學(xué)校停車場(chǎng)的各種車，今天我們到了體育館門口的停車場(chǎng)，各種車琳瑯滿目，讓人目不暇接，各種不同的風(fēng)格，給人以不一樣的沖擊。回宿舍后查閱了不少資料，對(duì)于汽車車身設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)。

汽車車身設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

一、汽車車身設(shè)計(jì)涉及面廣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般機(jī)械產(chǎn)品的范圍，因此車身設(shè)計(jì)人員需要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐知識(shí)。

二、汽車車身設(shè)計(jì)方法有別于汽車上其他總成。

三、車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有獨(dú)特的要求。另外，在車身設(shè)計(jì)時(shí)除滿足車身有一定的強(qiáng)度，剛度要求外，還應(yīng)進(jìn)行防震降噪、碰撞裝安全性、金屬材料緩腐蝕性及輕量化方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在網(wǎng)上找了不少資料，下面舉例幾款車身設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)及特點(diǎn)：

兩廂

在國(guó)外，兩廂車通常叫做“hatchback”，也就是掀背的意思，但是這與我們國(guó)內(nèi)叫得掀背車有所區(qū)別。在國(guó)內(nèi)，兩廂車是指少了突出的“屁股”(后備箱)的轎車，它將車廂與后備箱做成同一個(gè)廂體，并且發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立的布置形式。這種布局形式能增加車內(nèi)空間，因此多

用于小型車和緊湊型車。

三廂

三廂式汽車：轎車的標(biāo)準(zhǔn)形式。我們常見的轎車一般是三廂車，它的車身結(jié)構(gòu)由三個(gè)相互封閉用途各異的“廂”所組成：前部的發(fā)動(dòng)機(jī)艙、車身中部的乘員艙和后部的行李艙。在國(guó)外，三廂車通常叫做Sedan或saloon。

跑車

跑車一般為雙門設(shè)計(jì)，車身較低、造型流暢，有著比較強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)感，座椅為雙座或2+2式設(shè)計(jì)，與其他級(jí)別車型區(qū)別比較明顯的是，跑車的發(fā)動(dòng)機(jī)可以有前置、中置和后置三種形式；而且其車頂形式也有硬頂、硬頂敞篷和軟頂敞篷三種。

跑車的種類很多，有追求性能的，如蘭博基尼；有的只追求樣子，比如起亞速邁等。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，跑車也不再局限于兩門設(shè)計(jì)，比如奔馳CLS就是四門轎跑車的引領(lǐng)者。

SUV

SUV是Sport Utility Vehicle的簡(jiǎn)寫，中文意思是運(yùn)動(dòng)型多功能車，是一種同時(shí)擁有旅行車般的舒適性和空間和一定越野能力的車型，現(xiàn)在的SUV一般是指那些以轎車平臺(tái)為基礎(chǔ)生產(chǎn)、在一定程度上既具有轎車的舒適性，又有越野車的通過性的車型。

除了上述車型外，純粹的硬派越野車、混型車Crossover，如牧馬人、寶馬X6、酷搏等，也都?xì)w屬于SUV級(jí)別。由此也引出一個(gè)比較特別的情況，SUV不但類別繁多、車身尺寸有大有小，而且價(jià)格也是橫跨幾萬(wàn)元到幾百萬(wàn)元的區(qū)間。

SUV的熱潮最早從美國(guó)延燒開來(lái)，不僅歐美地區(qū)在流行，連遠(yuǎn)在亞洲日本和韓國(guó)的汽車廠商也開始開發(fā)SUV的車款。由于受到RV休旅風(fēng)氣的影響，SUV的高空間機(jī)能和越野能力，已經(jīng)取代旅行車成了休閑旅游的主要車型。SUV成了當(dāng)時(shí)最受歡迎的車款。

然而好景不長(zhǎng)，SUV的市場(chǎng)受到了阻礙。石油危機(jī)造成油價(jià)數(shù)度飆漲，傳統(tǒng)的SUV由于為了顧全越野能力，采用高剛性的底盤和懸吊系統(tǒng)以及四輪傳動(dòng)，造成車重偏重，為了得到足夠牽引力，SUV也都采用高功率高排氣量的引擎，加上重視越野和空間，使用高底盤和高車身的設(shè)計(jì)，風(fēng)阻系數(shù)偏大，種種原因，SUV的油耗遠(yuǎn)比轎車高很多，在油價(jià)飆漲的時(shí)代，SUV瞬間從最受消費(fèi)者歡迎的車型變成了最不受消費(fèi)者歡迎的車型，SUV的退潮使的SUV的發(fā)展暫時(shí)停頓了下來(lái)，但也讓轎車和旅行車重新獲得發(fā)展的空間。

不過，危機(jī)也是轉(zhuǎn)機(jī)。所有車商重新檢討并改善SUV的最大缺陷高油耗?，F(xiàn)在的新式SUV和過去的傳統(tǒng)SUV相比，車體的重量已減輕了不少，同時(shí)外觀也更加流線型，引擎也更省油，SUV的油耗瞬時(shí)降低且不失越野性，但也有車廠為了讓SUV更省油，放棄了高底盤、四輪傳動(dòng)和高剛性的懸吊系統(tǒng)，雖然失去了部分越野能力，但也也讓油耗降的更低，SUV的省油化加上石油危機(jī)的解除以及休旅風(fēng)氣持續(xù)延燒，SUV終于獲得重生并熱賣了起來(lái)。

總的來(lái)說，本人還是比較熱衷于SUV，大氣上檔次，目前中國(guó)汽車市場(chǎng)中SUV車型可謂是持續(xù)熱銷，每個(gè)汽車廠商都紛紛推出自己SUV車型，截止到現(xiàn)在今年SUV市場(chǎng)中全新車型不下20款。

途銳

新一代途銳的車身比例、整體輪廓，仍然保持上代的特征，這是大眾向來(lái)的外形設(shè)計(jì)思路，但臉譜卻煥然一新，跟新近推新途銳采用了大眾全新的家族式前臉，并引入了全新的LED日間行車。除此之外，為了取得更好的空氣動(dòng)力學(xué)效果，在造型上也做了一些調(diào)整，使得途銳看起來(lái)更精致的原因。出的輝騰、高爾夫都很相似。

雖說新途銳車身的總體輪廓變化不大，但實(shí)際上工程師們花很大精力去優(yōu)化新途銳的車身結(jié)構(gòu)。據(jù)介紹，新途銳的車架減輕重量208公斤，但車身抗扭剛度提升5%，風(fēng)阻系數(shù)從上一代的0.38降至0.35，這些數(shù)據(jù)足以說明新途銳的進(jìn)步，將會(huì)為降低油耗、提升安全作出貢獻(xiàn)。尾部的設(shè)計(jì)非常沉穩(wěn)，另外途銳的尾燈跟最新的高爾夫等車的尾燈有些相像。新途銳只比上代途銳的尺寸略有變化，仍然是比寶馬X5略小，跟奧迪Q7比體型就差一截。

長(zhǎng)城迷你 從外觀上看，長(zhǎng)城迷你SUV借鑒了很多同平臺(tái)長(zhǎng)城精靈的設(shè)計(jì)元素，或者說其整體輪廓基本沿用了精靈的功底。所以長(zhǎng)城迷你SUV的外觀設(shè)計(jì)可以說是即熟悉又陌生，雖然我曾經(jīng)在幾年前近距離觀察過那時(shí)還是概念車的長(zhǎng)城迷你SUV，但量產(chǎn)化的改進(jìn)已經(jīng)讓小車擁有了更多和更精細(xì)的新元素。即便如此長(zhǎng)城迷你SUV理念還是延續(xù)了早前概念車的整體思路，修改的地方大多是些小的細(xì)節(jié)和根據(jù)量產(chǎn)需求所必需的改進(jìn)。

哈佛H6 哈弗H6定位于城市SUV，在驅(qū)動(dòng)形式上，哈弗H6有兩驅(qū)和四驅(qū)兩種模式。H6采用了和此前的H3和H5不同的全新平臺(tái)打造，最大特點(diǎn)是使用了承載式車身，H6的四驅(qū)車型使用的是適時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。而不是H3和H5采用的非承載式車身+分時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。雖然這會(huì)在一定程度上影響到它的越野性能，但其好處是可以降低車身重量提高經(jīng)濟(jì)性，且可以獲得更好的乘坐舒適性。由于采用了全新平臺(tái)打造，所以哈弗H6兩驅(qū)版車型采用的是前輪驅(qū)動(dòng)。這也和H3和H5兩驅(qū)車型采用后驅(qū)模式有所區(qū)別。哈弗H6在外觀上顛覆了先前車型越野味濃重的風(fēng)格，采用了更能博得大眾消費(fèi)者認(rèn)同的新設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)大氣沉穩(wěn)，但也不乏有時(shí)尚的元素出現(xiàn)。平直的車頂線條則可以很好的保證車內(nèi)頭部空間。

本田CRV 全新CR-V外觀上融入本田全新的家族化特征，三層式鍍鉻格柵與菱角分明的前大燈交相輝映，整個(gè)全新的前臉造型比老款CR-V更大氣且更有張力，都市感與高級(jí)感油然而生。全新CR-V的尾部變化給人以煥然一新的感覺，回峰式的尾部造型，在進(jìn)一步擴(kuò)大車尾空間的同時(shí)，彰顯出全新CR-V獨(dú)特的城市運(yùn)動(dòng)感?？±输h銳的側(cè)面線條使全新CR-V顯得更加流暢，層次感分明，拋棄了老款車型的中庸設(shè)計(jì)，賦予更多的運(yùn)動(dòng)特征。全新CR-V無(wú)論在內(nèi)飾設(shè)計(jì)風(fēng)格還是質(zhì)感的處理上，都超越了老款。全新采用煥然一新的中控臺(tái)樣式，更顯層次感和科技感，配備經(jīng)過重新設(shè)計(jì)的三幅真皮方向盤與3D數(shù)字化多層次顯示儀表盤儀表盤，同時(shí)增加了智能化多功能顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了屏保，音樂，行車信息，導(dǎo)航提示等多項(xiàng)功能，為駕乘者帶來(lái)了非凡的駕乘體驗(yàn)。曾經(jīng)標(biāo)新立異的手剎在全新CR-V上完全被取消，取而代之的是檔次感較高的腳剎。而相對(duì)于老款所增加的一鍵啟動(dòng)與后排空調(diào)出風(fēng)口則更好的滿足了駕乘者的人性化需求。同時(shí)，全新CR-V擁有比老款更低的后備箱門檻和新增的一鍵后座椅折疊功能，這樣的設(shè)計(jì)使得將物品放入后備箱更輕松，同時(shí)在乘員不多時(shí)，擴(kuò)展行李箱空間也僅需一個(gè)動(dòng)作，全新CR-V的實(shí)用性能和使用的舒適性得到了進(jìn)一步的提升。

通過此次認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)，對(duì)汽車車身有了更深刻的理解，鞏固和豐富了學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。收獲頗多，很感謝王老師帶領(lǐng)我們?cè)谛@里參觀并且給我們?cè)敿?xì)的講解車身曲線的變化以及其優(yōu)缺點(diǎn)。讓我們了解了這幾年汽車前車身、中間車身。后車身的變化趨勢(shì)，真正的學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的知識(shí)。

汽車車身設(shè)計(jì)的好壞直接影響汽車產(chǎn)品質(zhì)量和銷售情況，因此在車身設(shè)計(jì)方面應(yīng)投入大量的人力物力包括車身造型、表面涂裝和內(nèi)飾設(shè)計(jì)上等等。未來(lái)幾年，隨著我國(guó)自主創(chuàng)新意識(shí)的增強(qiáng)，我相信民族品牌汽車會(huì)越來(lái)越好，同時(shí)也將需要越來(lái)越多的汽車車身設(shè)計(jì)人才，為此我覺得開設(shè)這門汽車車身設(shè)計(jì)課有其重要性，而此次認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)帶給我們的不只是書本上的知識(shí)還有實(shí)踐方面的內(nèi)容，開闊了視野，收益很多，為以后工作打好了良好的基礎(chǔ)。

第五篇：汽車車身焊接工藝設(shè)計(jì)教案

綿陽(yáng)理工學(xué)院汽車工程培訓(xùn)

淺析汽車車身的焊接工藝設(shè)計(jì)

在 汽車廠中，焊接生產(chǎn)線相對(duì)于涂裝線和總裝線來(lái)說，剛性強(qiáng)，多品種車型的通用性差，每更新?lián)Q代一種車型，均需要更新車間大量專用設(shè)備和生產(chǎn)工藝。焊接工藝設(shè) 計(jì)可以稱得上是焊接生產(chǎn)線的“靈魂”，涉及的專業(yè)知識(shí)較多，如機(jī)械化、電控、非標(biāo)設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、水道、暖通、動(dòng)力、電氣、計(jì)算機(jī)、環(huán)保和通訊等，從宏 觀上決定車間的工藝水平、物流、投資和預(yù)留發(fā)展，具體決定著生產(chǎn)線的工藝設(shè)備種類和數(shù)量、夾具形式、物流工位器具形式、機(jī)械化輸送方式及控制模式等。因 此，焊接工藝設(shè)計(jì)在焊接生產(chǎn)線的開發(fā)中占有舉足輕重的地位，是產(chǎn)生高性價(jià)比焊接生產(chǎn)線的關(guān)鍵。

1、車身焊接工藝設(shè)計(jì)的前提條件 1.1產(chǎn)品資料

a.產(chǎn)品的數(shù)學(xué)模型（簡(jiǎn) 稱數(shù)模）。在汽車制造行業(yè)中，一般情況下用UG,Catia,ProE等三維軟件均能打開數(shù)模（如圖1），并在其中獲取數(shù)據(jù)或進(jìn)行深人的工作。在工藝設(shè)計(jì) 過程中，將所有數(shù)模裝配在一起就構(gòu)成了一個(gè)整車數(shù)模，從數(shù)模中可以獲得零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、位置關(guān)系。由數(shù)模還可以生成整車、分總成、沖壓件的各種視圖（包 括軸測(cè)圖），以及可以輸出剖面圖。

b.全套產(chǎn)品圖紙。

c.樣車、樣件（包括整車車身總成、各大總成、分總成和沖壓件）。

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d.產(chǎn)品零部件明細(xì)表（包括各部件的名稱、編號(hào)，沖壓件的名稱、編號(hào)、數(shù)量，標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格、數(shù)量）。

工藝設(shè)計(jì)時(shí)，業(yè)主必須提供上述a、b、c中至少1項(xiàng)，d項(xiàng)可以從前3項(xiàng)中分析出來(lái)，正常狀態(tài)下d項(xiàng)（如圖2）早在汽車設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)就已經(jīng)確定了。如果僅提供b項(xiàng)，那么需要增加大量的車身拆解、分析工作。

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1.2工廠設(shè)計(jì)的參數(shù)

工廠設(shè)計(jì)的參數(shù)包括以下幾方面： a.生產(chǎn)綱領(lǐng)即年產(chǎn)量；

b.年時(shí)基數(shù)即生產(chǎn)班次、生產(chǎn)線的利用率等；

c.生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度（機(jī)器人＋自動(dòng)焊鉗焊點(diǎn)數(shù)／全車身焊點(diǎn)數(shù)x 100%=自動(dòng)化率）；

d.生產(chǎn)線的工藝水平要求（如主要設(shè)備選用原則、生產(chǎn)線的輸送方式，電氣控制水平等）；

e.各種材料、外購(gòu)件的選用原則（如型材、控制元件、氣動(dòng)元件、電機(jī)、減速器）； f.各種公用動(dòng)力介質(zhì)的供應(yīng)方式、能力、品質(zhì)等參數(shù)，建廠所在地的環(huán)境狀況如溫度、濕度等；

g.當(dāng)生產(chǎn)線布置在原有廠房?jī)?nèi)時(shí)，應(yīng)收集原有房的土建、公用有關(guān)資料，如廠房柱頂標(biāo)高、屋架承載能力、電力和動(dòng)力介質(zhì)的余富程度等。

2、工藝分析 2.1工藝線路分析

根據(jù)業(yè)主提供的產(chǎn)品資料進(jìn)行產(chǎn)品工藝線路分析（如業(yè)主僅提供樣車及樣件則需經(jīng)過樣車分析→樣車拆解→樣車測(cè)量→樣車再裝配過程），完成裝焊工藝線路圖或爆炸圖設(shè)計(jì)。

2.1.1產(chǎn)品分塊

同類型車身的分塊基本相 同（一般車身均由地板、側(cè)圍、前／后圍、門、頂蓋等大總成組成），但各總成之間的連接方式及順序往往有較大區(qū)別，合理的分塊才能保

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證車身的裝配和焊接。例 如，解放平頭駕駛室的裝配順序就比較特殊，先形成側(cè)后圍焊接總成（左／右側(cè)圍與后圍形成焊接總成），而后形成駕駛室總成。

2.1.2確定基準(zhǔn)

整個(gè)車身的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)均建立在同一坐標(biāo)系上，在車身設(shè)計(jì)時(shí)一般已經(jīng)考慮到裝配、焊接、總裝配和搬運(yùn)過程中所需的基準(zhǔn)（孔、面），車身裝焊的整個(gè)過程必須建立在一定的基準(zhǔn)上 才能保證整車的幾何形狀和尺寸，同時(shí)這些基準(zhǔn)也是夾具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整、檢測(cè)和維修的基準(zhǔn)。確定基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

a.基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，在焊接過程中基準(zhǔn)是逐步傳遞的； b.基準(zhǔn)應(yīng)便于測(cè)量；

c.基準(zhǔn)應(yīng)保證零件的準(zhǔn)確定位； d.基準(zhǔn)應(yīng)考慮便于焊接操作。

2.1.3確定車身裝配的幾何精度及檢測(cè)的基準(zhǔn)面

幾何基準(zhǔn)是零件或部件的某個(gè)明顯部位，用來(lái)確定該零部件在X,Y,Z坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的理論位置；準(zhǔn)確的部件基準(zhǔn)位置用以保證裝配的幾何形狀的準(zhǔn)確性，因此基準(zhǔn)位置對(duì)裝配工作非常重要，在研究焊接過程之前需要仔細(xì)分析部件的基準(zhǔn)，必須與用戶一起完成幾何形狀的分析，由用戶確定其基準(zhǔn)位置、或由設(shè)計(jì)人員確定后再取得用戶同意。

為了使這些基準(zhǔn)能一直保持準(zhǔn)確，在夾具制造與安裝調(diào)試過程中必須嚴(yán)格控制以下幾方面。a.在制造焊裝夾具時(shí)進(jìn)行調(diào)整（檢測(cè)）；b.在生產(chǎn)時(shí)，對(duì)裝配好的部件的最后幾何尺寸進(jìn)行校核；C．在維修裝焊夾具時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

2.1.4確定裝配順序

車身的每個(gè)沖壓件、分總成和總成都是按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行組裝、焊接從而完成整個(gè)車身焊接的，每個(gè)零件的裝配順序必須保證能完成全部焊接工作且便于焊接。

2.1.5焊點(diǎn)分析

表明焊點(diǎn)的主要參數(shù)（焊點(diǎn)的數(shù)量、位置、幅度、重要程度）是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)決定的，但目前部分業(yè)主僅提供產(chǎn)品數(shù)模而沒有產(chǎn)品圖紙。這時(shí)，焊點(diǎn)的主要參數(shù)需要工藝設(shè)計(jì)人員確定。

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2.1.5.1定形焊點(diǎn)的確定

相對(duì)復(fù)雜的工件之間的焊 接，往往需經(jīng)過組裝、補(bǔ)焊的過程完成。在組裝工位，由于生產(chǎn)節(jié)拍限制、設(shè)備數(shù)量布置空間需要和夾具有效空間占用等原因，不可能完成全部焊接工作，但必須完 成部分焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)應(yīng)能保證工件離開夾具時(shí)的形狀尺寸，這部分焊點(diǎn)稱為定形焊點(diǎn)，一般情況下定形焊點(diǎn)占總焊接點(diǎn)數(shù)的1/3左右。

2.1.5.2焊點(diǎn)分組

車身每個(gè)總成上都要完成許多焊點(diǎn)，在編制工藝時(shí)必須對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行分組，即將1把焊鉗在1個(gè)工作節(jié)拍內(nèi)完成的焊點(diǎn)分為1個(gè)焊點(diǎn)組。

2.1.5.3焊鉗初步選型

焊點(diǎn)分組工作完成后即可進(jìn)行焊鉗選型，確定焊點(diǎn)組的數(shù)量即焊鉗的最小數(shù)量，根據(jù)工件的形狀及尺寸確定焊鉗的形式（X 形,C形）及喉深、開檔、行程、電極形狀，焊鉗的吊掛形式（橫吊、縱吊、轉(zhuǎn)環(huán)）根據(jù)焊點(diǎn)位置和操作位置確定。焊鉗型號(hào)的確定要在夾具總圖設(shè)計(jì)完成之后，根 據(jù)選定的焊鉗制造商提供的型譜進(jìn)行焊鉗型號(hào)的選擇，對(duì)于在型譜中找不到合適焊鉗焊接的焊點(diǎn)，需要重新設(shè)計(jì)焊鉗與之匹配。2.2編制工藝過程卡

在具備前提條件下，經(jīng)過工藝分析，就可以開始編制裝焊工藝過程卡。工藝過程卡是裝焊線設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試整個(gè)過程的指導(dǎo)性文件，是裝焊線全部工作的基礎(chǔ)，裝焊工藝過程卡的編制深度和質(zhì)量對(duì)裝焊線設(shè)計(jì)、制造。調(diào)試整個(gè)過程的質(zhì)量甚至成敗起決定性作用。2.2.1生產(chǎn)節(jié)拍

一般生產(chǎn)節(jié)拍可按式（1)計(jì)算：

T節(jié)＝全年工作日x每日班次x每班工時(shí)xK1 x K2/年綱領(lǐng)（1）式中，K1 為工時(shí)利用率，一般取 0.9；K2為設(shè)備利用率，一般取0.8-0.9。

2.2.2工位設(shè)置及工位生產(chǎn)周期

工位是構(gòu)成生產(chǎn)線的基本 單元，工位生產(chǎn)周期必須小于或等于生產(chǎn)線節(jié)拍。工位生產(chǎn)周期是從待焊接零部件上料（裝件）開始到完成本工位全部作業(yè)并將工件取出的整個(gè)過程時(shí)間，同時(shí)應(yīng)考 慮工時(shí)利用率及設(shè)備利用率。工位生產(chǎn)周期與操作工人的熟練程度有很大關(guān)系，一般準(zhǔn)確的工位生產(chǎn)周期需由實(shí)測(cè)確定，工藝設(shè)計(jì)舊寸應(yīng)使所有工位的工位生產(chǎn)周期 盡可能相等并接近生產(chǎn)節(jié)拍。

2.2.3工作密度

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工作密度是指一個(gè)工位上設(shè)置的焊接設(shè)備數(shù)量及操作工人數(shù)量，主要由工件外形尺寸、焊接工藝方法和焊接工作量決定。

a.按工件外形尺寸決定工作密度。

外形尺寸小于1000 mmxl 500 mm，工作密度取1；外形尺寸小于2 000 mmxl 500 mm，工作密度取1-2；外形尺寸小于3 000 mmx 1500 mm，工作密度取2-3；外形尺寸小于6 000 mmx 1 500 mm，工作密度取3-4.b.按照焊接工作量和生產(chǎn)節(jié)拍確定工作密度。2.2.4工時(shí)定額估算

工時(shí)定額＝焊接工作時(shí)間＋輔助工作時(shí)間

每一工位或工序的時(shí)間定額一般由裝件、夾具動(dòng)作夾緊、焊接、松開夾具和將工件送至下一工位的時(shí)間累計(jì)構(gòu)成，也可用焊接時(shí)間放大而得出，即概算定額，工序時(shí)間定額（工時(shí)）＝焊接工作量÷焊接速度xK。

以下是幾種焊接方法焊接速度的一般狀況估算值，其焊接速度與焊點(diǎn)及焊縫的間距、分布、焊鉗及焊槍的接近性、工人操作難易程度等有一定的關(guān)系，故僅供工藝編制參考。a.手工焊鉗點(diǎn)焊15點(diǎn)/min;b．機(jī)械手焊鉗點(diǎn)焊20點(diǎn)/min;c.C02半自動(dòng)焊300 mm/min;d.機(jī)械手C02自動(dòng)焊400 mm/min;e.螺柱焊（手工8 個(gè)/min;f.凸焊螺母（手工）3個(gè)/min;g.銅釬焊100 mm/min。

2.2:5工藝卡的內(nèi)容

a.焊件（總成或合件）簡(jiǎn)圖一般為軸測(cè)圖（立體圖），圖中：應(yīng)標(biāo)出進(jìn)入裝配沖壓零件的名稱、圖號(hào)及數(shù)量；同時(shí)要標(biāo)出焊點(diǎn)的位置、數(shù)量，甚至施焊的順序；各種標(biāo)準(zhǔn)件如螺母、螺柱、支架等位置、數(shù)量及焊接方法。b二工藝過程描述：從工件（零、合件）的裝入、定位夾緊、焊接及焊后將合件送往下工序的整個(gè)過程，按先后順序既簡(jiǎn)單又全面的描述。

c.工序所采用的夾具、設(shè)備、輔具及工具的名稱、編號(hào)及數(shù)量作定性及定量分析。

d.給出工序的時(shí)間定額，甚至分每一工步給出，而工時(shí)的確定有如下幾種方法：憑經(jīng)驗(yàn)；采用人工模仿，秒表測(cè)定；計(jì)算機(jī)仿真。

2.2.6工藝卡的格式

工藝卡格式見焊接工藝卡附表（如表1）。

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2.2.7工藝卡編制的工作量

以三廂轎車為例估算：簡(jiǎn)圖約100張，工藝卡約200張，需要3個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的能夠獨(dú)立工作的技術(shù)人員花兩個(gè)月的時(shí)間完成。

3、工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)是焊接生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其他專業(yè)（機(jī)械化、非標(biāo)設(shè)備、土建、公用、電控）設(shè)計(jì)均以工藝設(shè)計(jì)文件為指導(dǎo)，工藝設(shè)計(jì)文件的深度必須滿足相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)需要。工藝設(shè)計(jì)文件一般包括以下內(nèi)容。

3.1工藝設(shè)備安裝圖

標(biāo)明工藝設(shè)備安裝位置、設(shè)備外形、編號(hào)，原材料、半成品、成品存放地及通道，工人操作位置，預(yù)留面積（如果有），起重設(shè)備質(zhì)量、跨度、軌道線，機(jī)械化運(yùn)輸懸

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鏈、單軌等的范圍軌跡，水、電、氣供應(yīng)點(diǎn)及局部通風(fēng)位置的坐標(biāo)等。

3.2設(shè)備明細(xì)表 3.3焊機(jī)、時(shí)控箱布置圖

表示焊機(jī)、時(shí)控箱及相關(guān)設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量、安裝位置、安裝方式、接管尺寸等內(nèi)容，供公用各專業(yè)設(shè)計(jì)支管線和焊機(jī)、時(shí)控箱安裝時(shí)使用。簡(jiǎn)單的裝焊線可直接在車間工藝設(shè)備安裝圖中表示。

3.4焊鉗、平衡器布置圖

表示焊鉗、平衡器的型號(hào)、數(shù)量、安裝位置、吊掛方式，供焊鉗安裝使用。簡(jiǎn)單的裝焊線可直接在車間工藝平面圖中表示。

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3.5滑軌、滑車布置圖

表示滑軌型號(hào)、長(zhǎng)度位置，滑車形式、尺寸、位置、數(shù)量，供機(jī)械化專業(yè)設(shè)計(jì)滑軌、滑車安裝圖使用。簡(jiǎn)單的裝焊線可直接在車間工藝設(shè)備安裝圖中表示。

3.6標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備訂貨任務(wù)書 3.7非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)書

說明對(duì)機(jī)械化運(yùn)輸方式的要求，與機(jī)械化相關(guān)的吊掛要求，設(shè)備長(zhǎng)、寬、高及其技術(shù)要求，工藝參數(shù)，最大工件尺寸、面積和質(zhì)量等。

3.8夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書

夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書（如圖3）是夾具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)文件，也是夾具最終驗(yàn)收的依據(jù)，所以?shī)A具任務(wù)書一定要得到甲方的認(rèn)可并簽字。

3.8.1編制的前提條件

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a.已編好的工藝卡，認(rèn)為確實(shí)可行并得到用戶的認(rèn)可。

b.按合同與業(yè)主商定的技術(shù)條件，如手動(dòng)或氣動(dòng)，外購(gòu)件的來(lái)源等。3.8.2編制步驟

a.根據(jù)工藝卡了解裝配順序、焊接順序、焊鉗類型、操作位置來(lái)確定工件的位置，以及工作臺(tái)面的高度，同時(shí)確定臺(tái)面是固定或是可旋轉(zhuǎn)（水平或垂直），是否需要帶舉升取件的裝置。

b.確定進(jìn)人裝配的零部件定位及夾緊點(diǎn)，并表示出來(lái)，給出序號(hào)。c.確定定位銷及支承夾緊器的形式，并將斷面圖畫出。d.確定測(cè)量點(diǎn)及計(jì)算出其數(shù)據(jù)（理論數(shù)據(jù)）。3.9檢具設(shè)計(jì)任務(wù)書 3.10工位器具設(shè)計(jì)任務(wù)書

工位器具設(shè)計(jì)任務(wù)書是工位器具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)文件，也是工位器具最終驗(yàn)收的依據(jù)；工位器具任務(wù)書必須符合設(shè)計(jì)深度要求，必須經(jīng)業(yè)主簽字確認(rèn)后方可進(jìn)行工位器具設(shè)計(jì)。說明放置工件的名稱、編號(hào)、數(shù)量，工件放置形式、運(yùn)輸形式，必要時(shí)畫出簡(jiǎn)圖及注明尺寸。

3.11公用管道司令圖

用以指導(dǎo)廠房管線設(shè)計(jì)的管線總體布置：規(guī)劃圖，避免管線之間或管線與建筑物／構(gòu)筑物之間直接相碰或不滿足規(guī)定的安全距離要求。

3.12車間土建資料 3.13 車間公用資料

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4、工藝設(shè)計(jì)的主要注意事項(xiàng)

a.汽車車身在裝焊過程中，合理分塊非常重要，而車身總成的分塊大體相同，但往往對(duì)頭接縫處有所變化，要認(rèn)真分析。分塊決定夾具的套數(shù)、工藝流程，是工藝設(shè)計(jì)的第一步。

b.工藝設(shè)計(jì)不能只顧眼前，應(yīng)該遠(yuǎn)近結(jié)合、滾動(dòng)發(fā)展，做到近期合理、遠(yuǎn)期可行。c.要充分考慮混線生產(chǎn)的可能性，在夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書和工藝設(shè)備選型上盡可能柔性化。

d.生產(chǎn)方式盡可能精益，盡量減少在制品存放，大型外覆蓋件的物流盡量短；靈活布局車間內(nèi)的各條生產(chǎn)線，使各生產(chǎn)線之間工件輸送及與其他車間的銜接盡量短捷、順暢，提高生產(chǎn)效率。

e.生產(chǎn)線的布置要考慮空中機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備和水、電、氣管線布置流暢。f.小件生產(chǎn)盡量集中布置，提高設(shè)備利用率。按照工藝流程在線旁布置小件的模式，從節(jié)約成本的角度看是不可取的。

g.焊鉗的選型不容易做好，在焊接生產(chǎn)線調(diào)試過程中更換5%的焊鉗是比較低的，故需要進(jìn)行三維焊鉗與夾具的焊接過程動(dòng)態(tài)模擬，提高選型準(zhǔn)確性。

h.有條件的項(xiàng)目建議應(yīng)用數(shù)字化工廠軟件虛擬焊接車間，將以往設(shè)計(jì)中不宜發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真，較早地被發(fā)現(xiàn)和解決，提高設(shè)計(jì)方案、圖紙的準(zhǔn)確性和節(jié)拍平衡。

i: 工藝設(shè)計(jì)不能脫離生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在那些工位取得生產(chǎn)信息，就要求在設(shè)備定貨技術(shù)任務(wù)書明確功能及接口條件。

5、結(jié)束語(yǔ)

焊接工藝設(shè)計(jì)涉及的知識(shí) 領(lǐng)域?qū)挘艿街萍s同樣比較多，比如產(chǎn)品系列、用戶觀

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念、工藝水平、質(zhì)量精度要求、周邊物流狀況、投資限制、原有廠房及廠區(qū)等，因此要求工藝設(shè)計(jì)人員見多識(shí) 廣。生產(chǎn)線技術(shù)水平和自動(dòng)化率不是越高越好，也不是生產(chǎn)線投資越低越好，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，高性價(jià)比的焊接生產(chǎn)線是工藝設(shè)計(jì)永恒的追求目標(biāo)。隨著我 國(guó)汽車行業(yè)自主品牌的不斷增加，焊接工藝設(shè)計(jì)也必實(shí)現(xiàn)由國(guó)外設(shè)計(jì)多而轉(zhuǎn)變成國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)多，將會(huì)有更多的自主品牌焊接生產(chǎn)線得到廣泛應(yīng)用。

——四川綿陽(yáng)理工學(xué)院

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