汽车车身结构件都有哪些开云APP 开云官网入口?

  新闻动态     |      2023-09-01 15:51

  Kaiyun App下载 全站Kaiyun App下载 全站开云 开云体育开云 开云体育开云 开云体育首先来说说白车身的概念,它的英文名是body in white,又是车身的本体,是指完成焊接但未涂装前的车身,涵盖车身结构件,还有覆盖件的总成(涵盖翼子板、车顶盖、行李箱盖、发动机盖、车门),然而排除附件和装饰件的未涂漆的车身。

  作为第一份工作就是入行了3年的白车身工程师,对这个问题非常感兴趣,通常OEM都喜欢用白车身这个词,那是整个白车身是In house零件,通常是主机厂自己具备冲压/焊接/涂装的能力。

  那么整车是如何构成的呢?那是将涂装后的白车身和内外饰(涵盖座椅、仪表板、地毯、风挡玻璃、内饰护板等)和电子电器系统(线束、音响、开关等);别忘了还有一个关键的底盘系统(涵盖制动和悬架系统等);还有关键性能表现的动力总成系统(涵盖发动机和变速箱等)

  那么小伙伴会好奇为什么较白车身呢,车身各种结构件和覆盖件在完成焊接后,要进行涂装这道工艺,涂装的过程是比较复杂的,然而在喷涂面漆前,必须得先过一道电泳这个程序,电泳出来后的焊接总成的外观颜色是呈现灰白色,由于这个颜色所以才成为白车身。

  其实在业内针对四门两盖有一定的争议,那就是白车身总成=车身总成(上车身/下车身)+四门两盖,然而也有一些主机厂因为将四门两盖作为单独的焊接小总成,会排除四门两盖。但是目前本田的白车身是涵盖四门两盖,毕竟在过电泳的时候,它的四门两盖是通过工装安装在车身总成上。

  再来聊一下白车身的分类,如果根据承载形式进行分类:承载式车身 、 非承载式车身、半承载式车身。

  关于承载式车身,它没有车架,整个车身是通过地板 + 骨架 +内外蒙皮 等焊接的刚性框架。

  关于非承载式车身,它具有独立的车架,车身是由弹簧/橡胶垫弹性固定在车架上,而主体是车架。

  那小伙伴会好奇区分的方式,我们举个例子,大家生活中的家用轿车是承载式车身,由于整个车身都可以承载,但是生活中的货车和公交车是非承载式车身,由于这些车具有管梁和下车架结构,车架可以负责承载。

  我们再来探讨一下白车身的设计流程,其实白车身设计开到是车身开发的主要内容,这是基于白车身静刚度和模态性能指标,按照轻量化为目标的白车身结构设计流程通常分为2个阶段:概念设计阶段、详细设计阶段。

  在概念设计的阶段,它的主要任务是对车体的空间受力路径进行优化分析,以此获得最佳力传递路径,保证满足最佳轻量化的断面形状等,再建立不包含结构细节的白车身结构概念模型。

  通过总布置参数及性能目标确定结构包络空间,那就是车身设计空间,建立有限元模型,并按照模态指标、静刚度、疲劳强度、质量作为约束或者目标,采用有限元工具进行车身结构拓扑优化,以此得到白车身的最佳空间力传递路径。

  断面形状决定断面的力学性能,影响白车身刚度的断面特性主要是断面的弯曲惯性矩和扭转惯性矩,断面的面积大小还会影响到白车身结构的质量大小。按照拓扑优化得到的力传递路径,对关键断面形状和接头进行尺寸或形貌优化设计,以此满足轻量化的要求。

  建立以截面和接头性能为变量的白车身概念模型,查看概念模型的质量和初步校核性能,如果无法满足要求则需要再针对断面和接头进行优化。

  关于详细设计阶段,这个阶段是对子结构和重要车身零部件进行形貌优化、拓扑优化、参数优化。涵盖设计肋条和减重孔,还有基于车身结构刚度与模态进行结构灵敏度分析,以此改善和优化每个钣金件的厚度。并针对耐撞性、疲劳、工艺性能对各零件进行校核与优化。

  在整个白车身结构开发过程中,设计自由度持续减少,设计知识不断的增多。白车身结构的设计变更存在于开发过程的全部阶段中,但是在开发后期阶段的设计变更十分困难且代价很高。因此前期概念设计阶段对于整体开发过程中的效率和成本起着至关重要的作用。在概念设计阶段,设计者的自由度仅仅受限于产品设定的规格。现代汽车产品开发中,一个新的设计很大程度上取决于参考车型的设计或以前的设计数据。

  传统汽车的白车身开发中的决策往往基于在设计经验,而概念设计工具的引入将有助于提升决策的正确性,因为这些决策基于一个计算优化的结果,而不是主观的估量。使用拓扑优化和形貌优化,使得从最初的设计步骤可以从基于计算分析生成的输入开始。在白车身开发中,作为虚拟测试的设计工具已经很成熟,而拓扑优化和形貌优化的引入将重新定义在设计过程中的作用,使得在白车身开发的早期阶段得以介入。

  其实车身设计过程,不仅仅是结构的设计,还要进行静刚强度、扭转刚度、碰撞、流体力学的分析,针对车身结构的结构刚度(弯曲刚度、扭转刚度、动刚度)进行阐述一下。

  关于车身的结构刚度设计,其中刚度是指某结构抵抗形变的能力,针对小变形的车身零件,其力和位移响应能够近似成线性,在静态载荷下刚度的意思是引起力作用点单位广义位移时所要的广义力。车身结构的刚度大小,一方面与材料性质有关,更与骨架梁截面形状和参数、整体结构的空间拓扑形式、零件之间的连接方式有关。另一方面,通常车身刚度意思是在不安装车门、玻璃、其他零部件的白车身的刚度。

  那么良好的刚度设计对提高车身结构性能非常关键。比如白车身整体刚度不足就会引发车门无法闭合、风窗开裂等一系列问题,甚至对安装在车身的部件总成的定位都会产生影响,最终对汽车的平顺性和操纵稳定性产生较差的影响。局部刚度不足会引发零部件运动干涉,甚至影响零部件的性能,而且对乘员的主观感受产生负面的影响,降低客户的满意度。

  车身刚度涵盖弯曲刚度、扭转刚度、轮罩刚度。汽车行驶过程中,它不仅有弯曲载荷,还会有扭转载荷,那么白车身具有足够的弯曲和扭转静刚度是最基本的要求。那么在白车身的设计开发过程中,通常比较侧重它的弯曲刚度和扭转刚度。

  关于白车身的弯曲刚度,它代表车身结构抵抗车身垂直载荷导致的变形的能力。通常汽车的白车身可看做具有均匀弯曲刚度的简支梁。在白车身概念结构设计阶段,简支梁的弯曲刚度理论能够用于计算白车身弯曲刚度。

  关于白车身的扭转刚度,它代表车身抵抗由于单轮跳动时引起的车身扭转变形的能力。扭转刚度的计算能够约束后悬架系统连接点的垂直位移,在左右前悬架点各施加向反力,让车架产生扭转变形。

  作为四大工艺的冲压工艺工程师,这个话题算是比较适合我来回答的,对于车身、覆盖件、结构件这些也算是比较了解的。

  在汽车制造模块里面,讲到车身,大家就离不开白车身这个词,也会简写成BIW(body in white),这个白车身其实是四大工艺流程中的中间物,对于非行业从业者看到白车身的机会很少。

  白车身是通过冲压单件焊接成一些分总成,比如地板分总成、侧围分总成、发动机舱分总成等等,再将这些分总成焊接成一个白车身总成,这个白车身就是汽车的骨架(就是大家看到很多汽车燃烧之后剩下的那个框架),但是还没有进入涂装车间前的一个状态。

  我们冲压工艺工程师的工作其实就是负责这些车身单个零件的开发制造,从前期的冲压件设计阶段的可行性介入,到中期的冲压模具开发,到后期的模具回厂调试,到最后的交付车间生产。

  一开始领导可就会说你负责A包、B包、C包零件的模具开发,然后也会说,A包都是覆盖件,B包都是结构件。

  覆盖件简单一点说就是覆盖在汽车表面的零件,从冲压的角度来讲,典型的就是4门2盖,再加上翼子板和侧围外板。

  现在回到结构件这个主题。可以说结构件是一个非常泛的统称。冲压零部件开发里面,除了上面说到的外覆盖件,都可以说是结构件。甚至非承载式车身的车架总成都可以算作是结构件。像各种门内板、发盖内板、A柱内板、B柱内板、加强件、横梁、前围板、地板等等都是结构件。

  从功能作用上来讲,覆盖件是汽车遮风挡雨的零件,也是一辆车展示给外界的最重要因素之一,所以覆盖件的开发要求更高,不能有滑移线、冲击线、高点、暗坑、起皱、塌陷等冲压件质量问题,所以外覆盖件模具的开发要求更高,生产环境也要更苛刻,当然模具的单价相比普通的结构件模具也更贵(部分高强度结构件除外,这里涉及到高强度板模具需要热处理,所以单价费用也高)。

  但是滑移线、冲击线、高点、暗坑这些问题有些是允许在结构件上出现的,不过也不是说结构件的模具开发就要容易的多,有很多高强度板结构件的回弹调试过程是需要好多轮的!模具的调试难度也非常大(关于回弹就不在这里展开说了)。

  一般来讲,冲压零部件的生产过程是:落料 - 拉延/成型 - 修边冲孔 - 翻边整形。(复杂的零件会有更多的复杂工序,这里不详细讲解)

  落料:冲压最初是从钢卷开始的,第一步就是把钢卷切割成一个我们需要的平面形状,我们叫落料片。

  拉延/成型:落料之后的板料是没有任何造型的,通过拉延或者成型工序之后会冲压出产品的一个基本形状,叫做拉延件。

  修边冲孔:在拉延/成型之后的工序零件,有很多部位是不需要的,就需要修剪掉,还有一些需要安装其他电器电子零部件或者穿线等等功能的孔位也需要冲压出来。

  翻边整形:一般来讲在前面的工序里面,产品的形状是还没有达到我们的设计要求,需要再通过翻边、整形来达到最终的产品造型满足装车需求。

  上面就是基本的冲压过程,当然这只是一个简单的冲压过程,实际上有很多复杂的冲压零部件,多的会有6个冲压工序,甚至更多。

  在汽车构造里,除了车身覆盖件外能影响到车辆的行驶品质和被动安全的所有组成都叫车身结构件。在二手车里所说的车身结构件是指下图中的13个部件。

  2,前翼子板:位于汽车发动机罩下侧,前轮上部。它是一种重要的车身装饰,主要部件通常由钢板构成。

  5,前纵梁:是前车身的主要强度部分,直接焊接在车身下部,然后在上面焊接车轮罩等部件。

  2,车顶:指车身顶部的盖板,可以加装天窗,通风窗或者是天线,车顶主要由车顶板、车顶内衬、以及横梁组成,部分车型还配备了车顶行李架。

  3,门:是乘客上下的通道,还配有门锁,眼镜,玻璃升降器等附属设施,门框是门的主钢架,门框上安装有饺链、眼镜、把手等部件。

  1,行李箱和行李箱盖:行李厢是用于装裁物品的空舱,由行李厢组件和车身地板钣金件组成。

  汽车车身由发动机盖、翼子板、车门、后备箱、保险杠、车顶,底板或车架组成。