轿车车身主断面设计方法1

1 车身主断面定义了零件之间的结构断面形式以及装配、焊接、密封、涂胶等关系。

2 车身主断面的设计流程

在进行车身主断面和车身结构设计时，首先要选择一款合理的标杆样车，对标杆样车进行逆向建模，建模内容包括三维数模与二维主断面；在定义车身主断面位置时，标杆样车和新车型主断面的位置一定要协调一致。以建立的三维数模与二维主断面为依据，对标杆样车进行各种性能评价，如标杆样车的整体扭转、弯曲刚度分析，车身接头部位的刚度分析、车身门洞部位的刚度分析，车身骨架关键部位封闭断面的封闭面积、转动惯量系数的计算。根据计算出白车身各个部位的封闭面积、材料面积、转动惯量系数的大小，就能判断出标杆样车的刚度分布状况，找出白车身刚度过剩和不足的部位，在新车型设计时，对原车刚度不足的部位进行加强设计，对原车刚度过剩的部位进行削弱设计，使新设计的车身具有一个良好的刚度分布状态。除对标杆样车进行刚度分析外，还应对标杆样车进行正碰、侧碰、追尾碰撞、低速正碰、翻滚压顶的CAE分析，根据国家碰撞法规，判断车身结构的耐碰撞性，并根据标杆样车的碰撞CAE结果，来指导新车型的车身主断面和结构设计。

在整个车身开发流程中，主断面设计始于车身的油泥模型的制作过程中，在油泥模型的制作过程中，要进行油泥模型的工程可行性分析，主断面是工程可行性分析的有力工具之一。在油泥模型制作初始阶段，应在模型关键位置和危险断面，提取一些断面数据，然后输入CAD软件之中，进行相关内容的分析，如结构可行性分析、运动干涉分析、装配可行性分析、焊接可行性分析、冲压可行性分析等内容。

3 主断面的位置与主断面的清单

在进行车身主断面详细设计前，必须先定义好车身主断面的数量、相应的位置与方位，而且要充分定义好主断面所

要表达的内容和主断面的排列顺序，然后形成车身主断面清单；这些内容必须与用户进行反复协商与讨论，取得共同一致的意见并形成相关的技术文件，作为今后工作的依据。

4车身主断面表达的内容

4.1 车身主断面的设计基本要素

4.1.1断面基准定义

对汽车外覆盖件、外装饰件而言，外表面就是这些零件的基准面；而对内覆盖件而言，内覆盖件的设计基准面是加工该零件拉延模的凸模表面。

4.1.2零件焊接面之间的圆角半径定义

两零件焊接面之间的圆角半径定义关系，为了使两焊接零件在圆角处不产生干涉，使焊接面能正常贴合，内外板金件的圆角一定要合理定义。当R1≤15mm时，R2=R1+2mm；当15＜R1≤30mm时，R2=R1+3mm；当R1＞30mm时，R2=R1+5mm。

圆角定义 B柱断面结构参数 车门包边结构参数

4.1.3 门洞法兰面相关参数的定义

如图所示是B柱断面结构图，图中L1为板金件内外板边缘线的落差值，该值应定义为1mm。L2为侧围外板门洞法兰面的宽度，该宽度一般定义为15-18mm，该尺寸主要考虑焊接要求，密封条安装要求等因素；圆角R1一般定义为3-6mm；α为B柱侧面的斜角，一般定义为大于4°。 4.1.4包边结构相关参数的定义 4.2 关键车身主断面举例

前门、侧围上部、顶盖关系主断面

如图所示是前门、侧围上部、顶盖关系主断面，该主断面所表达的内容如下：

①该断面表示侧围外板、顶盖、顶盖侧梁、顶盖侧梁加强板、顶棚、前门门框上部结构、门洞密封条、门框密封条、玻璃导槽、流水槽装饰条之间的装配关系。

②流水槽处的结构设计，该处的设计基准是侧围在流水槽处的分缝线，在侧围流水槽处的分缝线位置，做侧围断面线的切线和法线，这两条线就是设计流水槽的基准线。侧围的侧边线是根据侧围在分缝线处的法线来确定的，侧边线一般与法线往里成0-20°的角度。顶盖侧的侧边线是根据顶盖在分缝线处的垂直线（Z轴方向）来确定的，侧边线一般与垂直线往外成5-10°的角度。流水槽底边线一般考虑与侧围切线或顶盖切线相平行。流水槽底边的宽度一般要保证在22mm以上。流水槽深度一般定义为6-16mm，应与生产装饰条的供应商密切配合来完成此项工作。从人的视觉和流水槽功能看，流水槽在侧围侧的分缝线应高于在顶盖侧的分缝线0-5mm，尺寸的测量方向是沿车身整车坐标系的Z轴方向。

③侧围与前门门框上部的结构设计。侧围与前门门框上部的分缝线间隙一般定义为3-6mm。该部位的设计基准是前门玻璃的中心面，侧围部分的分缝线。在侧围分缝线处做一条与玻璃中心线的垂直线，玻璃中心线和该垂直线作为该断面的设计基准线。该断面的关键尺寸如下：门洞及门框密封条安装面与玻璃面平行，并保证相应的距离，一般定义为12-16mm，采用一道密封且在门洞上密封，密封条压缩量一般定义为6mm；采用多道密封且门洞密封条作为辅助密封，则密封条的压缩量一般定义为3mm。

④门洞密封条的安装，门洞密封条的安装槽侧壁应与侧围法兰安装面的边缘线应保持1-1.5mm间隙，侧围、顶盖边梁、顶盖边梁加强板在车门门洞上部的焊接处，法兰边宽度一般定义为15-18mm，侧围法兰边凸出顶盖边梁，顶盖边梁加强板法兰边1mm，。

⑤如门结构采用滚压件窗框结构，应充分考虑造型面与滚压件的匹配与协调性，如门结构采用整体式冲压门，要充分考虑玻璃导轨、门外板、门内板所围成封闭断面的封闭面积与转动惯量系数，以确保门的整体强度与刚度。

⑥应进行95﹪、99﹪百分位男性人体模型头部包络面的分析，以确保乘客有足够的乘坐空间和相应的舒适性要求。