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qiche cheshen
汽车车身(卷名：机械工程)
automotive body

　　汽车的箱体部分，是汽车两大组成部分之一（另一部分为汽车底盘）。轿车和客车的车身是整体的；大部分货运汽车（简称货车）、越野汽车和专用汽车的车身分为驾驶室和货箱两部分。
　　轿车车身 　分为车架与车身合成一体的承载式和车架与车身分开的非承载式两种型式。轿车是最早生产的汽车，开始时采用木结构的马车车身，用手工制造。20世纪20年代，由于冲压、焊接工艺和深拉延薄钢板技术的发展，轿车车身制造进入了大量生产阶段，并改为薄钢板结构。为了减轻重量，有的已采用铝或玻璃钢制作车身构件或板件，用塑料制作装饰件和非结构件。30年代中期，轿车车身开始向流线型方向发展，将轿车的后门中部加宽，将前后挡泥板的上部逐渐收缩，并逐步取消挡泥板。40年代，出现过“水滴式”的高度流线型车身，但由于生产工艺的限制很难大量生产，车身设计转向件数尽可能少、采用冲压和焊接工艺性好的标准化分块和标准化断面。
　　50年代初，汽车工业引入航空工业的风洞技术，改进了汽车车身设计，利用气流规律减小阻力和扬力，消除或减少汽车车身周围所形成的空气涡流，提高了汽车的经济性和高速行驶的稳定性；根据车身表面气流压力的分布情况来确定最佳的车身采气和排气孔口的位置和形状，以及减少尘土沉积和减小空气阻力的车身后部的形状。为节约能源须减轻车身的重量，并提高车身刚度。一般已不用经验方法设计车身，而是用有限元法和类似的方法对车身进行动、静态应力分析和变形分析。
　　由于各汽车制造公司之间的竞争，汽车一般每年都有局部改进。轿车车身每隔3～6年即进行全部更新换型（货车每隔 8～10年）。车身造型必须充分考虑实际使用价值和满足人们审美要求，所以车身造型的美学规律是以汽车特定的使用功能、生产工艺和车身一定结构型式为基础而表现的。70年代以后，轿车车身造型趋向简炼、挺拔、平直、整体化和改善空气动力性能。
　　客车车身 　可分为承载式和非承载式两种（图1）。客车车身外形比较简单，一般是在骨架外蒙覆金属板，并注意美观和加大风窗面积，向大平、正方方向发展。有的车身用整体冲压、分段焊接组合装配的结构，也有的采用铝合金挤压型材与铝板胶接或铆接结构，或金属骨架塑料蒙皮的结构。



　　货车车身 　货车车身由驾驶室和货箱两部分构成，驾驶室部分分平头、长头和短头 3种(见货运汽车)。货箱部分分低栏板、高栏板、密闭式和液罐式等多种型式。有些轻型货车和专用汽车的驾驶室和货箱制成为整体的。图2是货车车身的标准化分块。
　　车身设计 　汽车车身的形状不规则，一般的机械设计方法不完全适用。车身设计的步骤和内容根据生产规模而定。少量生产的客车和轿车大都依靠工人的技艺(只有少量技术资料、图纸和模型等），用油泥模型取样制造车身。大量生产的车身设计方法比较复杂，各工厂的习惯也略有不同，其步骤大体如下:效果图（彩色立体图，供造型美术人员构思和选定方案用） -→小模型（1/5或1/4，用油泥制成，供效果图立体化用）-→1:1的油泥模型（供造型美术师确定细部形状和零件分块用，是车身设计造型的主要步骤）-→主图板（车身从造型转入结构设计的阶段时使用，主图板比例精细，可用以验证机构活动范围，确定结构断面和轮廓线等，是车身生产的设计依据）-→车身零件图。在绘制主图板的同时，制造1:1的主模型（图3），它是由变形很小的木材或塑料制成，并按实际零件分块的模型组装在一起，以验证零件的协调关系和配合尺寸。主模型有外覆盖件和内板结构两部分，是加工冲模、焊接和检验夹具、制取样板的依据。一方面根据主模型来制造冲模，以此冲模冲压零件，另一方面根据主模型来制造检验夹具，以此来检验冲压件是否符合主模型的形状和尺寸。有的工厂不以主图板而以主模型为生产依据，因为主模型能表示图纸所无法表示的过渡曲面形状。还有一种新的设计方法，它是用坐标测量机从油泥模型上直接量取尺寸，并将它记录在存贮介质（如磁带）上，再输给电子计算机，以贝查 (Bezier)函数，或B样条函数为基础建立车身曲线和曲面。用数学方法将车身的各曲面圆滑拼接，成为整个车身的数学模型和数据库（有人称为软主模型），这样就不需要再花费力量制造实体的1:1主模型。从软主模型出发，用计算机辅助制造软件，可以得到各种数控加工纸带，用以控制数控铣床加工冲模。这种方法就是计算机辅助设计和制造一体化的造型设计方法。在1/5或1/4的小模型阶段，可以在风洞中测试气流分布情况，但由于车身的细节部分不易模仿精确，所测得的阻力值的误差较大，一般比实际阻力低20％左右，因此最后应以实物在风洞中试验测定的数据为准。



　　汽车车身 　（包括车架）是复杂的空间高次静不定刚架承载系统，需要用结构力学的方法计算。过去有用近似方法计算的，也有用模型试验方法计算的。有限元法推广以后，在车身设计方面逐渐代替了过去来自航空工业的各种近似计算方法。还可应用软件分析车身的应力，分析的结果在计算机终端上用图形显示，并能模拟各种条件下的应力分布，根据显示的分析结果对原车身模型用电笔修正，从而使车身结构分析工作迈入了一个新时代。
　　车身附件和内饰 　人机工程在车身设计中的应用，使车身附件和内饰等有很多新发展，例如采用仿人体形的桶式座椅、可调座椅、安全带、变色玻璃、电热防结霜玻璃、数字显示仪表和液晶显示仪表等。空气调节设备已较普及。车门锁和玻璃升降器等附件的结构也趋于简单可靠。为了安全，还采用真空成形软塑料的仪表板和内饰框架，以及凹入式手柄。关于车身设备和附件等的人机工程研究，已发展成为一门边缘学科。

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。