[定稿]6110型双层客车车身造型及骨架设计开题报告.doc
[定稿]6110型双层客车车身造型及骨架设计说明书.DOC
CAD-后围骨架总图.dwg
(CAD图纸)
CAD-右侧围骨架总成.dwg
(CAD图纸)
外文文献翻译--中国乘用车燃料经济性标准的组成和影响 中文版.doc
建立总成图形库建立不同档次车型的各总成图形库,以便在绘图过程中灵活拼凑。
将底架,侧围骨架,前后围骨架,蒙皮,地板,乘客门,侧窗,顶风窗,座椅,行李仓及各种附件分车型设多级目录,用标准图号以文件形式存入计算机内,形成专业的绘图环境。
由于客车设计的继承性,许多图纸大同小异,做同类设计时,就可以借用已经存入计算机的各种图纸,加以相应的修改就可生成想要的新图。
相关总成直接调用在设计时,总布置和各个分总成起采用计算机绘图,相关总成可直接调用,从而减少不必要的重复工作,提高总体设计的效率。
如绘制侧围蒙皮时要先画出侧围骨架图形,用计算机绘图就可将已画好的侧围骨架拷贝份使用,节约时间,也避免了重复制图可能出现的错误。
.型双层客车应用的设计优点精确。
用作图可以精确到小数点后面位,边界的标准比人工方法更可靠。
方便快捷。
用绘图时进行拷贝,编辑等工作,加快了绘图速度。
如型双层客车乘客区座椅布置,用传统的手工制图需个个地画出每个图,而可用阵列命令画出多个相同的实体。
如果对系统进行二次开发,形成专业的绘图环境。
则绘图速度更快。
修改图形只需要对有错误的部分重新编辑,其速度比手工快倍。
图面整洁,清晰。
用技术作出图形,因格式规整,线条均匀,字符优美,整洁清晰,令人赏心悦目。
致性。
型双层客车车型的制图需要有很多绘图人员共同参加,手工制图会因个人绘图风格不同而达不到致的效果,用技术由于使用的方法相同,使最后绘出的套图纸可以保持高度的致性。
有利于客车设计的系列化,通用化。
系列化,通用化设计是客车技术发展的方向,在搞好基础车型的同时,发展不同档次的变型产品,有利于客车底盘,总成,车身附件,附属设备等配套产品的统及定点生产,降低生产成本。
用技术设计变车型时,可有效缩短设计时间,提高了设计的效率。
系统用于客车设计从角度看已不存在问题,其关键是对软件进行二次开发,形成专业绘图环境,加速研究图形扫描及识别技术,从而实现绘图自动化。
第三章型双层客车车身骨架设计原则和依据.车身骨架的作用车身骨架设计应满足车身刚度和强度要求,刚度不足,将会引起车身的门框窗框,发动机舱口及行李箱口等的变形,导致玻璃破裂,车门卡死,低刚度必然伴随有低的固有振动频率,易发生结构共振和声响,并削弱结构接头的连接强度,此外,还会影响到安装在地架上的总成的相对位置,而结构强度不够则引起构件早期出现裂纹和疲劳断裂,车身装配中,车身骨架是车身装配的个基础,它的尺寸和形状误差直接影响车身装配件的安装,因此,在车身骨架制造中,必须对它的尺寸和变形进行严格的控制。
.本课题型双层客车骨架的设计原则型双层客车根据要求采用半承载式车身,根据半承载式车的特点知其车身要承担部分的载荷从而适当减轻车架质量,所以在车身骨架设计中,首要考虑的关键是车身骨架的强度与刚度,同时还要满足车身总布置的要求,使用环境以及市场定位的要求,所以设计中应遵循以下几个原则.在保证车身骨架强度与刚度的要求下,满足车身总布置的要求,如有冲突,二者必须协调解决.保证有良好的加工工艺,以减少加工难度.通过优化设计,尽量减少车身骨架的重量.在设计骨架总成结构的形式时,应充分考虑到其系列化变形的要求,降低成本,提高经济效率。
.在保证总布置及强度条件下,尽可能降低成本,提高经济效率。
型双层客车体骨架设计应满足车身刚度和强度的要求。
刚度不足,将会引起车身的门框,窗框,发动机舱口及行李箱口等的变形,导致玻璃破裂,车门卡死低刚度必然伴随有低的固有振动频率,易发生结构共振和声响,并削弱结构接头的连接强度此外,还会影响安装在底架上的总成的相对位置。
而结构强度不够则将引起构件早期出现裂纹和疲劳断裂。
大中型客车般采用骨架式结构。
这种结构骨架般由扭转刚性很高的封闭断面的矩形管构成,因此强度和刚度较高,外蒙皮只起装饰的作用。
其优点是改变客车外形比较容易车门和窗的开口部可以增大外蒙皮无铆钉,可以实现较漂亮的外观采用合理的设计优化可以减轻重量。
缺点所有零件均由焊接装配,焊接质量不易掌握型材防腐难度较大。
整个骨架分为前围后围左侧围右侧围和顶盖五大部分。
前围骨架客车前面车身的骨架,供安装仪表板前灯具保险杠雨刮前风窗等后围骨架客车后面车身的骨架,供安装后风窗后门后保险杠后灯等顶盖骨架车身顶盖的骨架,将前后左右骨架连在起构成封闭结构。
同时,供安装空调部件通风窗灯具行李架等附件车身顶盖的特点连接侧围,协同侧围起工作车身受扭时,顶盖主要以剪切变形为主具有安装顶窗行李架顶灯空调装置扬声器扶手等开口与侧围前后围地板道构成车室空间整体。
重视顶横梁的弧度。
在其它条件不变时适当的弧度可以改变车身横断面的扭心高度,降低车顶蒙皮所受到的剪力流,从而降低窗立柱弯矩但弧度过大会使顶盖的水平抗剪刚度减小。
左侧围骨架客车左侧面车身的骨架,供安装侧窗司机门行李舱门等右侧围骨架客车右侧面车身的骨架,供安装侧窗乘客门行李舱门厕所门等。
车身的侧围,与车架结合,构成了保证车身必要的弯曲刚性的主元。
特点按结构需要必须开设车门车窗及轮拱等开口主要承受弯曲和扭转载荷。
要求保证车身功能性门窗等保证足够强度和刚度。
.本课题骨架的设计依据总长总宽总高轴距前悬后悬车轮半径低地板高度高地板高度前乘客门宽度后乘客门宽度在各种设计过程中,设计依据是必要的,必不可少的。
因为任何设计都不可能凭空想象,所以车身骨架设计也应该有相应的设计依据.依据底盘图所给的各种主要参数来完成车身骨架设计.依据车身的总布置和相关尺寸来完成车身骨架设计.满足客车的各种相关标准,法规和技术要求。
第四章各种车身骨架结构形式分析.型双层客车客车车身结构型式分析出于各种不同的目的和要求,汽车的品种很多,车身的形式各异,特别是随着时间的推移和科学技术的迅速发展,设计经验和使用实践日益丰富,结构上不断推陈出新,虽然他离不开结构的继承性,但是新老结构型式交织在起,难以确切下定义和予以统命名。
按用途及承载形式可如下区分。
按用途分类客车按用途不同,可以分为旅游客车城市客车长途客车和专用客车几大类。
按承载形式分类可分为承载式非承载式和半承载式车身三大类。
非承载式车身有车架式非承载式车身是指在底盘车架上组装而成的车身,系车架的种,车身系通过多个橡胶垫安装在车架上,当汽车在崎岖不平的路面上行驶时,车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收,载荷主要有车架承担。
这种车身结构应是不承载的。
但实际上,由于车架并非绝对刚性,所以车身在定程度上还是要承受由于车架弯曲和扭转引起的载荷。
可分为框式脊梁式综合式三大类。
非承载式车身的优点除了轮胎和悬架系统对整车的缓冲吸振作用外,挠性相交点还可以起到辅助缓冲适当吸收车架所受的扭转变形和降低噪音的作用,既延长了车身的使用寿命,又提高了乘坐的舒适性底盘和车身可以分开装配,然后总装在起,这样既可简化装配工艺,又便于组织专业化协作由于有车架作为整车的基础,这样便于汽车各总成和部件的安装,同时也易于更改车型和改装成其他用途的车辆发生撞车事故时,车架还可以对车身起到定的保护作用。
其缺点是由于设计计算时不考虑车身承载,故必须保证车架有足够的刚度和强度,从而导致整车自重力增加由于底盘和车身之间装有车架,使整车高度增大车架是汽车上最大而且质量最大的零件,所以必须具备有大型的压床及焊接工夹具和检验等系列较复杂昂贵的制造设备。
半承载式车身半承载式车身是种过渡性结构,将车身与车架刚性相连,车身承担部分载荷,从而适当减轻车架质量。
车身骨架立柱的下端与底架纵梁两侧悬伸的横梁俗称牛腿刚性相连。
这种结构的特点是车身下部与底架组合为整体,车身也能分担部分弯曲和扭转载荷。
但由于仍保留底架,大客车的轻量化受到定限制。
承载式车身为进步减轻自重及使车身结构合理化,在大客车和轿车上采用无车架的承载式结构。
根据大客车车身上下部受载程度的不同,又分为基础承载式和整体承载式两种。
基础承载式这种结构是将车身侧围腰线以下部分设计成主要承载件,车顶则考虑为非承载件。
这种结构的底部纵向和横向构件般可用异形钢管薄壁型钢或薄板制造,高度可达以上,因此,车身地板下面的空间可以用作行李舱,然而这种结构的地板离地距离大,适用于长途客车和旅游客车。
根据国内外车身发展现状,基础承载式主要使用格栅式车身骨架基础承载式,它的特点是该结构系由截面尺寸相近的冷弯形钢杆件所组成,易于建立比较符合实际结构的有限元计算模型,从而可以提高计算精度允许设法变动杆件数量和位置,有利于调整杆件中的应力,从而可以达到强度设计的目的作为基础承载间的格栅底架具有较大的抗扭刚性,可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作在承载相同的情况下,冷弯型钢的成本比无缝钢管约低冷弯型钢可以定尺或倍尺供应,故可提高材料利用率以冷弯型钢代替钢板冲压件,即可简化构件的成型的过程,又能节省部分冲压设备,同时也便于大客车的改型与系列化,为产品多种生产创造了条件。
整体承载式这种结构整个车身都参与承载,又名为全承载式车身结构。
车身的上下部结构构成个统的整体,在承受载荷时,会自动调节以强济弱,使整个车身壳体达到稳定平衡状态。
通过理论分析和结构上深入研究,发挥材料的最大性能,设计成强度的空间结构,从而使车身的质量最轻而强度和刚度最大。
整体承载式主要缺点由于取消了车架,来自传动系和悬架的振动噪声将直接传给车身,除车厢本身又是易于引起空腔共振箱,因此会大大恶化乘坐舒适性,为此,必须采用大量的隔声防振材料,从而成本和质量都会有所增加改型比较困难。
据统计,型双层客车车身的质量约占整车质量的,车身成本的百分比有的已经超过来了。
因此,车身设计技术的先进与否不仅影响汽车本身的结构性能,而且还对汽车的节能降耗有直接的影响。
从车身轻量化和车身疲劳强度方面来考虑,车身开发中人存在着相当多的关键技术亟待研究解决。
正因为如此,我国在“九五”期间就将车身开发技术列为重点攻克的课题之。
型客车车身骨架是客车的主要承载部件,是整车的基体。
其结构性能的好坏直接关系到这个车的使用性能。
在结构上要求其满足汽车总布置的要求强度上要求其能受静载荷和运动中所受到的各种动载荷它必须具有足够的弯曲刚度和扭转刚度,以使车身骨架和装于其上的其他总成和部件在汽车运行的多种工况下,不致产生过大的变形而损坏或破坏汽车正常的工作条件另外在满足上述条件的情况下,车身骨架质量要尽量轻,以达到节能节材的目的,并易于高速行驶。
因此,在保证其各种使用性能的前提下,使之重量最小,是车身设计中日益关心的问题是实现车身轻量化,降低成本,提高整体承载能力的主要途径。
型双层客车车身属于整体承载式车身。
全承载技术的运用骨架的有限元分析,实现整车轻量化,辅之传动系统的合理匹配,保证了被动安全性能,延长了整车的使用寿命。
第五章型双层客车车身骨架主要尺寸及结构形式确定车身骨架材料及型式薄壁杆件的截面形状对其截面特性有很大的影响,与刚度有关的截面特性是弯曲惯性矩和扭转惯性矩等。
薄壁杆件的截面形状可分为闭口和开口两类,它们的截面特性有较大的差别。
在材料面积和壁厚保持不变的情况下,闭口截面的抗弯性能稍次于开口截面,但闭口截面的扭转惯性矩要比开口截面大得多了。
因此,从提高整个型双层客车车身和构件的扭转刚度出发,宜多采用闭口截面,但是还需要考虑构成截面的其他因素,如结构功能配合关系以及制造工艺等等。
因此,实际车身骨架构件的截面形状往往是比较复杂的。
.结构形式设计左右侧围骨架设计与分析左右侧围骨架是型双层客车车身结构的主体部分,其侧窗下沿部分为主要承载部件,它将车身和底架两侧外伸梁连接成整体。
因此从理论上着手,以发挥材料最大潜力,就有可能设计出等强度的空间结构,使车身质量轻,而强度和刚度较大。
左右侧围骨架的斜撑结构大大改变了平行布置结构的滑移变形和底架变形。
这点在工程
