《车身结构与材料》PPT课件

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热烈欢迎IntroductiontoBMWTechnology车身 车身结构分类车身性能车身壳体结构车身板制件车身材料学习内容 1.轿车车身结构分类方法2.承载式和非承载式车身结构特点3.汽车车身的主要性能要求4.轿车车身壳体结构5.轿车车身各类板制件的结构6.轿车车身常用材料种类、特性及其应用你能够学到 轻型结构设计：经过优化的套件、最佳力传输路径（定位于功能）、均匀的结构过渡、经过优化的几何形状（轻型造型结构）轻型结构制造：特制薄板（轧制、焊接）、成型加工技术，IHU工艺、点焊、点焊粘接、激光焊接、冲压铆接，冲压铆接粘接轻型结构材料：高强度钢板、铝合金，镁合金、复合结构、CFK（碳纤维增强塑料）降低车身重量的措施 (一)按车身承载方式分类(二)按车身外形分类(三)按车身材料分类(四)按车身壳体结构分类车身结构分类 (一)按车身承载方式分类非承载式车身分为非承载式和承载式两种。非承载式车身：有独立车架，车架和车身为弹性连接。车身壳体不承载或只承受很小的载荷。支柱较细、风窗玻璃较大。优点：减振性好、工艺简单、易于改型、安全性好。缺点：整车质量大、承载面高、成本高。 承载式车身无车架，车身壳体承受全部载荷。优点：质量小、生产性好、安全性好缺点：底盘与车身结合部易发生疲劳损坏，减振、消音效果不够好，车身变形后的测量与修复难度较大。 按车身外形分类车身外形决定因素：座椅位置和数量、车门数量、顶盖变化、发动机和备胎的位置等。1.按车身背部结构分类2.依据侧窗数、座位数三厢式：四个以上侧窗、两排以上座位、两个以上车门。二厢式：乘客室与行李箱同段布置。3.按用途及车门数4.变形车身 按车身背部结构分类折背式（三厢式）直背式 车身背部结构分类舱背式短背式 侧窗数、座位数分类三厢式二厢式 按用途及车门数分类 变形车身两厢式旅行车一厢式旅行车 按车身材料分类钢制车身轻金属车身塑料车身混合式车身 按车身壳体结构分类开式壳体闭式壳体 按车身壳体结构分类开式壳体闭式壳体 车身的主要性能1.密封性：主要位置是门窗缝隙。2.隔热性：设置隔热层(玻璃纤维、胶合板等)，主要部位为顶盖及前围。3.防震和降噪性：在蒙皮内侧和骨架所形成的腔内填充发泡材料。4.防腐性：在底盘、钣金件内部表面喷涂防锈漆。5.安全性：车身刚度匹配、材料、力传播控制、车内软化、安全保护装置。 学习检验一、单项选择1.非承载式车身承载面高的原因是（　）A.车轮大B.车箱高C.底盘和车身间有钢板弹簧D.底盘和车身间有车架。2.承载式车身维修困难的原因是因为（　）。A.车身构件较多B.车身构件尺寸小C.车身参数较多D.车身整体变形较复杂3.应用较多的轿车车身形式是（　）A.一厢式B.二厢式C.三厢式D.以上三种差不多 学习检验一、单项选择4.车身维修时应关注密封性，其主要部位是（　）A.门窗缝隙B.轮罩C.档泥板D.地板5.有时在前围面向发动机一侧贴有一层铝铂，其作用是（　）A.美观B.防止碰伤前围板C.反射发动机的热D.密封6.车身的（　）韧性较大。A.前部B.中部C.后部D.上部 学习检验二、判断（）1.非承载式轿车有尺寸较大的车架。（）2.承载式车身也就是整体式车身。（）3.承载式车身由于结构件尺寸相比车架而言小，所以在碰撞后易产生永久性变形。（）4.与非承载式车身相比，承载式车身乘客室噪声较大。（）5.从空气动力学角度分析，直背式轿车车身比折背式好。 车身壳体结构轿车车身由壳体、车身板制零件、车身内外装饰件及车身附件等组成。 车身壳体组成：车身底板、左右侧围焊接总成、前围焊接总成、车顶焊接总成、后围焊接总成。 底架分为骨架式结构和分块式结构两种 底架 底架分块式结构 左右侧围焊接总成（中间车身） 前围焊接总成 前围焊接总成 车项焊接总成 后围焊接总成 轿车车身前后板制件一、轿车前板制零件二、行李箱盖和后舱背门三、保险杠四、挡风玻璃五、车门 一、轿车前板制零件 一、轿车前板制零件车身前板制件俗称车头，主要由发动机罩、散热器面罩及散热器固定板、前翼子板、保险杠、挡泥板以及各种加强件、固定件和装饰件等组成。 机罩结构由外板及内板焊接组成。外板较平，有的有纵向棱线。内板为网格结构。内外板采用咬边加粘接法连接，内外板间留出的间隙填充减噪材料。 机罩内外板粘接 机罩的开启方式类型：向后开启(铰链在后)；向前开启(铰链在前)；侧向开启(铰链在纵向中线处)。向后开启的发动机罩整体刚性好，相对位置稳定，间隙均匀，整个车头流线型好，容易适应造型的需要，维修方便，必须安装备用辅助挂钩系统。 机罩铰链铰链是发动机罩用来固定并通过它和车头本体相连接的机构，也是发动机罩开闭机构。发动机罩铰链有明铰链与暗铰链。在暗铰链中有臂式铰链、合页式铰链及平衡式铰链等多种形式。配合铰链的开启，发动机罩上应设置支撑杆。铰链与支撑杆的配合方式有普通合页式铰链与支杆联用、简单铰链与平衡机构联用和平面连杆式铰链三种。 明铰链与暗铰链 铰链 合页与支杆联用这种铰链结构简单，使用可靠，一般在普及型轿车或吉普车上采用。如上海桑塔纳，依靠铰链使发动机开启一定角度，用一根一定长度的支杆支撑，使罩停留在固定的角度上。 简单铰链与平衡机构联用平衡机构有平衡弹簧和气动杆两种 铰链与气动杆联用 平面连杆式铰链 (二)散热器面罩功能是保护散热器不受冲击，同时为散热器提供足够的通风、冷却面积。追求外观造型效果。材料主要分为钢板冲压件、铝合金压铸件、塑料树脂件等。 (二)散热器面罩常用的塑料材料有ABS树脂，即及聚脂树脂。在现代轿车中，常常是将散热器面罩与保险杠的横向布置以及车头灯罩整体注塑成型，其结构断面是门字型，既提高了车身前端的整体刚度，又增添了造型的协调感与纵深感。 无面罩结构电动风扇的出现发动机后置后驱动 (三)前翼子板和挡泥板在绝大多数轿车上，前翼子板是用螺钉与车身本体连接的，其后端通过中间板和前围支柱连接，侧面在发动机罩缝线处和挡泥板相连，前部和散热器框延长部分相连，左、右前翼子板间也有联板。前翼子板一般由0．6～0．8mm高强度钢板拉延成型，表面形状由车身造型确定。前翼子板周围边界所受的影响因素是前照灯形式和布置，后部车身外覆盖件分块及前门的运动，内侧发动机罩的形状、尺寸及侧缝线等。 前翼子板组件 行李箱盖结构 臂式铰链 臂式铰链与空气弹簧配合使用 四连杆式铰链 后舱背门后舱背门多使用臂式铰链，铰链安放在较高的位置。背门支撑多采用空气弹簧减震支撑杆。 背门支撑1-铰链；2-卡板锁；3-空气弹簧支撑杆；4-开启拉索；5-锁环 三、保险杠保险杠的主要功能：有效地保护车身，减轻被撞人和物的伤害程度，美化轿车外形。保险杠的结构分为普通钢制型和吸能型及整体成型树脂型三类。有的汽车没有明显的保险杠制件，而以特殊型式的车头和车尾结构实现保险杠的功能。 钢支架保险杠树脂面罩 带橡胶保护层的保险杠 吸能保险杠 直接吸收式在靠车身一侧为强度比较高的钢制保险杠支撑板，将合成泡沫塑料或发泡橡胶等吸收冲击能量好的材料填充于支撑板与面罩之间，构成具有一定能量吸收功能的保险杠。另外，还有硬橡胶和加强筋组合的吸能系统。 整体成型树脂型 具有保险杠功能的车头和车尾结构 四、挡风玻璃1、车用玻璃的类型1）回火强化玻璃：只能用作侧、后窗。2）层压安装玻璃：用作风挡玻璃。3）着色玻璃：在风挡及侧窗上均有应用。4）除霜玻璃：一般用于后车窗。5）天线玻璃：前后窗。6）抗裂玻璃：风挡7）模压玻璃：与边缘装饰条配套供应，不易拆装，需用专用工具。 密封条式挡风玻璃 粘接剂式风挡玻璃 车门按车门数分类：常见的有二门、三门、四门、五门等多种型式。按车门的开闭方式：有旋转式车门、推拉式车门(滑门)及飞式车门等。按车门有无窗框分为：有框式车门及无框式车门两种。 按车门数分类 旋转式车门常见型式有：顺开门、对开门两类。 对开门轿车 推拉式车门 飞翼式车门 有框式车门 无框式车门 车门本体车门本体的骨架部分包括内板、外板、窗框和加强板等。通常在外板上冲制一些孔，用以装配外手柄、锁机构、装饰条等。内板有整-体冲压的，也有分块冲压后焊接成型的。车门内外板的装配一般采用点焊、粘接及咬合等方法，内板也有用螺栓与外板总成紧固在一起的。窗框大多数是用薄钢板冲压、滚压或用其他方法加工后焊接而成。 车门本体1-窗框；2-外板；3-外加强板；4-加强板；5-车门内板 整体冲压1-玻璃导槽；2-门板总成；3-密封条 分块冲压1-门窗前杆；2-玻璃导槽；3-外板；4-窗框；5-铰链；6-车门限位器；7-内板；8-密封条 窗框1-密封条；2-窗框骨架；3-窗框内护板；4-玻璃导槽；5-玻璃；6-装饰条 内铰链组成1-上铰链；2-下铰链；3-车门；4-车身（车门立柱）； 学习检验选择1.发动机罩两侧有时冲压有两条前后通长的凸起棱线，其主要目的是（）。A.引导气流B.加强机罩整体刚度C.美观D.做为管线的通道2.下列叙述中，（）不正确。A.发动机罩内外板在周边采用翻边咬合工艺B.内板冲压为网格状可以提高整体刚度C.内板筋条与外板间填充有机填料D.内外板边缘处采用点焊连接 学习检验选择3.下列（）不是发动机罩多采用向后开启的原因。A.可以用挡风玻璃支撑B.维修发动机方便C.机罩安装调整容易D.整体刚性好4.散热器面罩不具有（）功能。A.支撑B.装饰C.防护D.通风 学习检验选择5.前翼子板的形状与下列（）无关。A.发动机罩的形状及尺寸B.车身的造型C.前照灯的形式及布置D.轮胎的宽度6.行李厢盖多采用（　）铰链。A.合页式B.臂式C.平衡杆式D.气动式 学习检验判断（　）1.一般轿车前翼子板后端用螺栓连接在前围立柱上。（　）2.采用臂式铰链安装的行李箱盖可以不设支撑杆。（　）3.筒状吸能式保险杠具有较强的缓冲作用。（　）4.整体成型树脂型保险杠实际上指的是保险杠面罩。（　）5.行李厢盖也有采用气动杆支撑的。（　）6.密封条式挡玻璃的装饰条一般采用嵌入法装于玻璃密封条内，没有固定螺丝钉或卡夹。 车身常用材料学习内容：1.钢板的性质2.钢板的不同类型的拱曲的特点3.车身常用钢板的种类及特点4.铝板、塑料、橡胶在汽车车身上的应用。5.车用玻璃的种类及各类型玻璃的特点与应用6.车身用衬垫材料的种类及应用 （一）钢板的性质1.塑性：钢板在超过弹性极限的外力作用下屈服而产生永久变形。2.弹性：在弹力作用下恢复变形的性能。 （一）钢板的性质残余应力 （一）钢板的性质加工硬化 （一）钢板的性质热变形：普通钢材当加热温度为800～1000℃，即可开始变形，直到温度降至650℃，但是温度再降至400～200℃时，钢材即发生青热脆化，比常温时缺乏延展性，而无法继续加工，必再重新加热方可加工。若在钢板边缘上加热，则受热部分产生膨胀当以水冷却时，因温度迅速降低而塑性变形，能达到弯曲成形或整形的效果。 （二）钢板的拱曲①低拱曲(低曲率)。钣金面的曲面非常缓和②高拱曲(高曲率)。急剧变化的曲面③结合拱曲。一块钣金零件有低拱曲和高拱曲混合的拱曲④逆拱曲。钣金面向内侧挤型的曲面 （二）钢板的拱曲 （二）钢板的拱曲 （二）钢板的拱曲 （三）车身钢板的种类 宝马车身用钢缩写说明CP复相钢DC由低碳钢制成的冷轧带钢DP双相钢DX由热镀锌钢板制成的冷轧带钢IS各向同性钢IF无间隙原子钢MnB锰硼合金钢MS马氏体复相钢TRIP相变诱导塑性钢TWIP孪晶诱导塑性钢 宝马车身用钢第一类是DC/DX级深拉延钢板。第二类是由IF钢、烘烤硬化钢（BH钢）、微合金钢和各向同性钢制造的高强度钢板。第三类是由双相钢、TRIP钢、上面提到的特种钢和新种类的TWIP钢制造的现代化较高强度钢板。第四类是是超高强度钢板，包括CP钢、MS钢和热成形的MnB钢。另一类是带有多相组织结构的钢材。这类钢材是DP钢、TRIP钢、MS钢和复相钢（CP钢）。 宝马车身用钢生铁是指来自高炉且未经过继续处理的铁。铸铁通过生铁熔化和清洁处理后得到。钢是一种C（碳）含量低于2%的铁合金。钢材所使用的分类方式如下：高强度钢的屈服极限从180N/mm2开始，可以分为高强度钢、较高强度钢和超高强度钢。高强度钢类包括IF钢（无间隙原子钢）、BH钢材（烘烤硬化钢）、微合金钢和各向同性钢。较高强度钢类包括双相钢（DP）、TRIP钢（相变诱导塑性钢）、特种钢和新种类TWIP钢（孪晶诱导塑性钢）。超高强度钢类包括CP钢（复相钢）、MS钢（马氏体复相钢）和MnB钢（锰硼合金钢）。多相硼钢应划为子类，从DP钢、TRIP钢、CP钢、MS钢开始，直至硼钢（屈服极限约2250N/mm2）。 钢板应用碳钢及低合金结构钢冷轧钢板：车身外板深冲用优质碳素结构钢冷轧钢板：轮盖、车门内板、油箱。高强度钢板：车身外板表面处理钢板：车身外板、油箱、排气管不锈钢板：饰件、扶手 表面处理钢板的种类 二、铝板应用：车门、发动机罩、行李厢盖、后舱背门等强度要求不很高的板制件。饰条、水箱前饰罩、侧保险杠。 三、塑料车身的塑料件在某些强度和刚性要求不高，但要求有良好成形的零件中使用较多。例如水箱前饰罩、通风栅板、车灯壳及饰罩、内把手及内扶手等。强化玻璃纤维塑钢(FRP)：蒙皮及外板制件。聚丙烯树脂（PP）：车内灯、烟灰缸盖、收音机、冷气栅格等。ABS聚合体：前挡泥板、蓄电池盖及油门踏板、门板、冷气机外壳、保险杠等。 四、橡胶为了防风、防雨以保护车厢内不受雨水、灰尘侵入的影响，都在车门或车窗上与车身配合的间隙部分使用很多的防水橡胶密封，其他像行李箱的框缘上也装上橡胶密封条，保护行李箱内的货物。 五、玻璃钢化玻璃：后风窗及侧车门夹层玻璃：前风窗及侧车门有机玻璃：遮阳板、灯罩、标牌 六、衬垫材料人造革：风饰件泡沫塑料：地毯、垫条、密封条、座垫、靠背、顶盖内饰板 学习检验选择1.汽车油箱一般使用（　）钢板。A.普通B.高强度C.镀锌D.镀铅锡2.下列（　）适合制做排气管。A.不锈钢板B.高强度钢板C.镀锌钢板D.镀铅锡钢板3.保险杠面罩常用的材料是（　）A.钢板B.FRPC.PPD.ABS4.现代轿车前风窗常用的材料是（　）。A.钢化玻璃B.夹层玻璃C.有机玻璃D.普通玻璃 学习检验判断（）1.车身钢板制件碰撞撕裂后，很难对实合缝，主要原因是具有内应力。（）2.汽车车身常用钢板为热轧钢板。（）3.冷轧钢板表面比较平滑。（）4.车门立柱很少采用铝合金板。（）5.碰撞破裂后夹层玻璃比钢化玻璃透视性差。（）6.泡沫橡胶一般用于制做车身密封条。