劉宇哲

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽　712000）

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車身結(jié)構(gòu)安全性優(yōu)化

劉宇哲

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽712000）

摘要：近幾年民用汽車保有量的不斷增加，隨之汽車的安全性受到人們的高度關(guān)注。汽車車身結(jié)構(gòu)是汽車安全性的重要影響因素，歐系汽車因其安全性高受到用戶的普遍青睞，人們對汽車安全性的要求在不斷提高。因此，優(yōu)化汽車車身結(jié)構(gòu)是提高整車安全性的重要措施。

關(guān)鍵詞:汽車安全；車身結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計

近幾年來我國社會經(jīng)濟的得到快速發(fā)展，人們對汽車的需求也越來越高。據(jù)統(tǒng)計，至2014年全國的小汽車保有量已經(jīng)達到了1.54億倆，占全部機動車的50%以上。隨著汽車保有量的大幅增長，近幾年汽車自燃及汽車車身故障等引起的交通事故時有發(fā)生。人們對汽車安全性的要求逐漸提高，人們在購車時更加關(guān)注汽車車身結(jié)構(gòu)等安全因素。

1　車身結(jié)構(gòu)對汽車性能的影響

如果把汽車發(fā)動機當(dāng)作是汽車的心臟，那么形成汽車外形輪廓的汽車結(jié)構(gòu)就是汽車的骨骼。汽車的性能主要包括安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性、動力性、舒適性等5個方面，而汽車結(jié)構(gòu)對這5方面性能指標(biāo)都有直接影響。

（1）安全性。安全性是汽車最重要的性能指標(biāo)之一，汽車車身結(jié)構(gòu)、車身材質(zhì)、發(fā)動機等都是影響汽車結(jié)構(gòu)安全性的重要因素。

（2）經(jīng)濟性。經(jīng)濟性是汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該考慮的首要因素，在提高汽車結(jié)構(gòu)安全性的同時也不能忽視經(jīng)濟性的約束，經(jīng)濟實用才是汽車結(jié)構(gòu)安全研究的目標(biāo)。

（3）環(huán)保性。環(huán)保性是指汽車的設(shè)計要符合環(huán)保的要求，汽車尾氣、汽車噪聲都應(yīng)控制在合理范圍。因此，在汽車車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，不應(yīng)忽視環(huán)保性的意識。

（4）動力性。動力性是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)，汽車的動力使汽車性能的主要參考指標(biāo)之一，汽車啟動的引擎設(shè)計、汽車爬坡動力等都是汽車車身結(jié)構(gòu)研究的重要方面。

（5）舒適性。在汽車車身結(jié)構(gòu)的研究中，舒適性是指汽車在形式的過程中給駕駛?cè)藛T帶來的駕駛體驗，例如車身對地面障礙物引起的震動的減弱、汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計給汽車駕駛?cè)藛T帶來的視覺和感覺體驗。

2　車身結(jié)構(gòu)安全性的影響因素

“四個輪子拖著一個沙發(fā)”，這是對汽車結(jié)構(gòu)生動的比喻，輪子和沙發(fā)，任何一個因素配合不好，整個汽車會自動垮塌。由此可見，汽車車身結(jié)構(gòu)安全性的研究具有十分現(xiàn)實的意義。對汽車車身結(jié)構(gòu)安全性的設(shè)計研究可從如下兩個部分進行。

（1）車身承載力。車身的承載力是指車身骨架結(jié)構(gòu)對承載物的承受能力。目前社會上出現(xiàn)的汽車超載翻車事件就是由于汽車承載的重量超過了車身承載力而引起的汽車安全事故。汽車車身承載力是汽車安全的重要影響因素。汽車的幾種工況，如汽車處于行駛狀態(tài)、轉(zhuǎn)彎狀態(tài)、制動狀態(tài)、緊急制動狀態(tài)時，汽車的車身承載能力都會發(fā)生變化。研究汽車的車身承載能力，既要考慮汽車車體的重量，還要考慮汽車在不同狀態(tài)下的情況。

（2）汽車骨架結(jié)構(gòu)。對汽車骨架結(jié)構(gòu)的研究是基于承載式車身，研究車身骨架結(jié)構(gòu)的強度和剛度，從而研究骨架結(jié)構(gòu)對汽車車身結(jié)構(gòu)安全性的影響。承載式汽車如轎車、客車等，轎車承載式車身是由前端、車身中部及后端三部分組成。車身的前端是由前圍板、前衛(wèi)內(nèi)側(cè)板、縱梁、兩側(cè)擋泥板形成的一個剛性較強的前端車身輪廓；車身的中部是由側(cè)圍、前后窗框、車后圍板、頂蓋、地板、后窗框形成的汽車車身的盒狀主體車身的后端是由車后地板、輪內(nèi)外輪構(gòu)成。承載式車身是通過汽車發(fā)動機和汽車底盤組合而成的汽車基體代替了汽車骨架，承受了所有汽車車身的負荷。非承載式車身主要用于特殊功能，如貨運卡車以及專門為特殊地面設(shè)計的戶外越野車。由于非承載式車身主要承載高負荷物品或者需要極大的動力和摩擦力，非承載式車身需要用到底盤大梁架來提高車身承載能力，因此對汽車骨架承載力的研究十分重

要。

3　優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)安全的建議

綜上所述，優(yōu)化汽車車身結(jié)構(gòu)的安全性能，可以從汽車承載力和汽車骨架結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)不同的汽車車型給出不同的優(yōu)化設(shè)計方案。但總體而言，優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)安全，可以從汽車整體結(jié)構(gòu)的車身承載力、車身材料的剛度和車身受力的強度、汽車底盤大梁架等幾個方面入手，應(yīng)用力學(xué)原理和計算機輔助技術(shù)，對汽車車身結(jié)構(gòu)進行仿真模擬，設(shè)計出優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)安全的可行性研究方案。

Safety Optimization of the Automobile Body Structure

LIU Yu-zhe
（Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang，Shaanxi 712000，China）

Abstract:The civil car ownership is on the increase in recent years，therefore，the safety of automobile draws great attention of people.The automobile structure is an important factor of automobile safety.European automobiles are popular among users because of their high safety.Optimizing the structure of automobile is an important measure to improve the safety of automobile.

Key words:automobilesafety；automobile structure；optimal design

作者簡介：劉宇哲（1986-），男，陜西延安人，碩士，助教，主要研究方向：車身修復(fù)。

收稿日期：2015-12-24

中圖分類號：U467.14

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0074-01