车体结构的技术动向介绍

renmz

1.1    轻量化

Ø  结构优化  确保碰撞安全性是车体质量的最重要要求。在满足此性能之上，对结构进行优化，减少重量。对于前方碰撞，以前主要是靠front side frame来吸收冲击能量。现在的趋势是在其下方增置sub-member来分担冲击能量。这样，通过减少各个部品承担的载荷为轻量化提供了结构变更的余地。同样的理由，可以分散载荷的多骨格结构也成为驾驶室构造的主流。

Ø  钢板  碰撞安全性和轻量化的有效对策是采用高张力钢板。现在，主要骨格部位采用440-590MPa级别的高张力钢板已很一般，并有逐渐扩大采用780-980MPa级别的超高张力钢板的趋势。欧州公司更有采用1500MPa级别的热轧钢板的趋势。

Ø   轻合金  铝合金在量产高级车中多被用于车门，行李箱盖，前盖，车顶等外板构造。有些悬架部品也采用铝合金。铝合金作为车体轻量化的有效手段将会越来越获得设计人员的青睐。此外，外板结构采用轻量的铝合金，可以减少车体的惯性矩，对操纵安定性也有好处。

Ø  树脂外板  欧州公司主要用树脂作防护板材料。日本也有用树脂外板做车后门的事例。树脂外板不光可以减少重量，而且可以增加意匠设计的自由度及降低成本。

Ø   激光焊接  车体主要是用点焊结合起来的。现在，为了提高车体刚性，连续激光焊接已被逐渐采用。2005年大众推出的新型Golf，其激光焊接总长甚至达70米之多。由于激光焊接可以只从一边焊接，对轻量化也有好处。

1.2    空气动力特性

二氧化碳及有害气体排放的低减，燃费的向上等方面的要求对汽车的空气动力性能提出了越来越多的挑战。此外还要考虑到高速行驶时的安定性，横风安定性，空气动力噪声，冷却风的确保等诸多课题。现在有的大型轿车其空气抵抗系数（Cd）甚至已降至0.25。

Ø   车体底板部，车轮周围的空气流动的改善对于提高空气动力性能很重要。为此，专用的挡板，导流板等部品也被开发出来。

Ø  CFD(Computing Fluid Dynamics)已成为重要的技术开发手段。测量技术则有：Laser Doppler Velocimetry (LDV), Particle Image Velocimetry (PIV), 感压涂料(PSP)等。

1.3    安全技术

Ø  冲突安全  可以吸收撞击能量的柔性车身以及强固的座舱构造是提高碰撞安全性的重要方法。此外，针对保护步行者的需要，开发出了缓冲型前盖，Bumper等构造。

Ø  预防安全  转弯时的横向防滑装置（VSR），紧急刹车时的助力机构，等作为回避事故的支援技术已被普及开来。近年来，把ABS, TRC, VSC统合起来的控制系统已被开发出来，大大地提高了车辆的操纵安定性和事故回避性。最近引人注目的新技术有，Adaptive Front-Lighting System (AFS), Intelligent Parking Assist System, Pre-Crush Safety System, 司机视线监视技术，行人识别技术等。

1.4    NVH (Noise, Vibration, Harshness)

Ø   具有高衰减系数的阻尼漆已被开发出来。通过对涂布面积及厚度的优化，可以同时达到轻量化和噪声振动(NV)的性能要求。

Ø   还有一个趋势就是，废除隔音材，采用高低密度结合的双层毛毡作为轻量隔音结构，面向室内的一层为高密度，紧贴车体的一层为低密度。Rieter Ultra Light就是这方面的一个代表产品。

Ø   Pillar, Frame的中空部充填发泡材料以确保NV性能。

Ø  CAE在车体开发阶段，通过对NV性能的预测及优化发挥着越来越重要的作用。随着有限元FEM模型规模的扩大及精度的提高，现在已在尝试把对Trimmed Body的预测范围扩大到200Hz以上的中高频段。目前的技术难题是在不大规模增加计算负荷的前提下下，如何把内装材的声学特性考虑进来。

Ø  此外，把有限元法(FEM)同统计能量法(SEA)结合起来，以对低中高全频段进行预测的技术也在取得进展。

Ø  在噪声评价方面，从单纯追求肃静性转向兼顾音质性能上来。譬如，跑车类的声音要体现出Sporty性，高级车则强调声音的质感。

1.5    防锈

Ø 1997年大众公司首次把车体防锈保证延长到12年。从那以后，各公司纷纷跟进，防锈对策也多种多样。

Ø         主要方法有，防锈钢板，电着涂装，防锈蜡，Under Coating等。



1.6    再利用技术(Recycling)

Ø   废车再利用问题已成为设计者在产品开发阶段就要考虑到的重要因素。

Ø  通过车体解体试验，研究短时间可以解体的部品结合方法以及所需要的解体力。这些因素要反映到车体结构设计中。

Ø  树脂部品标记上其材质，以方便再利用。

Ø  积极采用易于再利用和对环境无害的材料。

lzg12267

,总结的还行

东方恺撒

总结得很全面!

huangyong

轻量化，要么做结构，要么做材料。

yzhang1068

回复 1 # renmz 的帖子

不错，看来研究NVH还是很有前景的

振动王子

谢谢呀好东西呀