汽车车身结构与设计(第五章).ppt

二、正碰结构性能设计 针对车身前部吸能区的结构设计，应遵循如下步骤： (1) 基于限制乘员伤害指标的需求，确定车身允许的加速度峰值； (2) 确定结构效率系数与碰撞变形量的乘积，设定许可的碰撞变形空间，得出碰撞结构效率系数； (3) 根据第(2)步得出的结构效率系数，计算出碰撞中许可产生的平均载荷和最大碰撞载荷； (4) 将第(3)步得出的各载荷作用于车身前部吸能区的结构单元上； (5) 根据经验对第(4)步得到的载荷在车身结构各传力路径上进行分配。 * PPT课件 二、正碰结构性能设计 通过合理地设置碰撞力传递路径，使碰撞能量直接传递到车身框架上，有利于碰撞能量的吸收。辅以车身A柱、门槛以及B柱铰接位置的加强，引导碰撞能量的分流，保障乘员舱的完整性，确保碰撞中及碰撞后乘员拥有良好的生存空间。 在碰撞过程中前部吸能区能够按照所期望的变形特性（加速度响应、力响应等）产生永久塑性变形吸收碰撞能量；乘员舱则能够提供足够的刚性以保障乘员的生存空间，并在乘员约束系统的保护下尽可能减小各项伤害指标。 * PPT课件 三、侧碰结构性能设计 已有研究表明，侧碰工况下，车辆左前门内侧相对应假人胸部、腹部和骨盆三个区域处的侵入量和侵入速度对假人伤害影响最大。 * PPT课件 三、侧碰结构性能设计 移动壁障的加速度 ＝ ？ 汽车的加速度 ＝ ？ * PPT课件 三、侧碰结构性能设计 * PPT课件 三、侧碰结构性能设计 因此，壁障及车体的加速度为： （ ） 碰撞结束时刻为： * PPT课件 三、侧碰结构性能设计 * PPT课件 四、车身弯曲刚度 ”三组分”模型 * PPT课件 四、车身弯曲刚度 ”三组分”模型 * PPT课件 四、车身弯曲刚度 ”三组分”模型 * PPT课件 第三节扭转性能分析计算 第五章 车身结构力学性能分析计算 * PPT课件 一、车身扭转性能要求 沟渠扭转实验（Twist Ditch） 轮距 恰好脱离地面 最大扭矩： * PPT课件 一、车身扭转性能要求 扭转强度要求 实现良好操纵稳定性的需求 实现良好NVH性能的需求 * PPT课件 二、车身扭转性能模型 20世纪70年代，针对车身扭转特性分析的早期分析模型将车身结构简化为梁框架结构，仿真计算得到的车身扭转刚度值仅为实测值的10%－30%。 研究表明，面单元这一抗剪类型的单元是抵抗扭转载荷的主要结构成分，当模型中引入面单元后，能够显著改善分析模型的计算精度，可被用来对扭转载荷作用下的车身结构特性进行合理解释。 * PPT课件 三、车身扭转强度计算 ”SSS法” * PPT课件 三、车身扭转强度计算 ”SSS法” * PPT课件 三、车身扭转强度计算 ”SSS法” * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 外部扭矩做的功 = 储存在面板内的所有剪应变能之和 * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 a b * PPT课件 四、车身刚度“方盒”模型 * PPT课件 第四节车身结构耐撞性能分析计算 第五章 车身结构力学性能分析计算 * PPT课件 一、车身结构耐撞性能要求 正碰抗撞性设计 侧碰抗撞性设计 尾碰抗撞性设计 抗车顶压溃设计 * PPT课件 一、车身结构耐撞性能要求 对于正碰，汽车与正面刚性壁障碰撞产生的车身加速度响应是设计流程中的主要考察指标。 正面碰撞主要考察车辆前端结构的吸能效果。 基于汽车碰撞中的乘员伤害机理，对于轿车车身正面碰撞性提出了如下具体的设计要求： 1. 确保乘员生存空间，减小乘员舱变形、降低对乘员舱的侵入。 2. 减小车身减速度。减速度越大，通过配合使用乘员约束系统减轻乘员伤害的难度也就越大。 3. 碰撞过程中车门不能自动打开，相反地，要保证碰撞后可以不借助工具打开至少一侧车门。 * PPT课件 一、车身结构耐撞性能要求 由于侧面碰撞中允许的乘员舱变形量很小，而对乘员舱过大的侵入是造成乘员伤害的主要原因，所以侧面抗撞性设计应以减小乘员舱侵入、维持乘员生存空间为重点。具体设计要求包括： 1. 减小侧围结构对乘员舱的侵入量，防止侵入量过大时对乘员的挤压伤害。 2. 减小侧围结构对乘员舱的侵入速度，特别是与乘员接触时车门的速度，减轻对乘员的撞击力。 3. 碰撞过程中车门不能自动打开，相反地，要