第一章 概论 1
1.1汽车车身概述 1
1.1.1车身型式的发展历史 1
1.1.2现代设计方法的特点 2
1.2汽车车身设计的特点 5
1.2.1车身设计的特点 5
1.2.2车身设计的技术要求 6
1.3现代汽车车身开发流程和方法 6
1.3.1现代车身开发流程 7
1.3.2现代车身设计方法 14
第二章 基于人体工程学的车身总布置设计 20
2.1人体工程学概述 20
2.1.1人体工程学简介 20
2.1.2人体工程学中的人体参数 21
2.1.3人体工程学的汽车车身内部布置工具 22
2.2人体工程学在车身布置中的应用 36
2.2.1眼椭圆的应用 36
2.2.2人体坐姿校核 41
2.2.3人机工程学在显示装置中的应用 45
2.2.4人机工程学在操纵装置中的应用 46
2.2.5上下车方便性校核 48
2.3各类车身的布置 49
2.3.1汽车车身总布置的原则、内容和方法 49
2.3.2轿车车身的布置 51
2.3.3客车车身的布置 58
第三章 车身造型 62
3.1车身造型概述 62
3.1.1汽车造型的特点与要求 62
3.1.2造型开发的概要 63
3.1.3车身造型的主要内容 63
3.1.4现代车身造型的发展趋势 63
3.2车身造型基础和方法 65
3.2.1汽车造型程序总论 65
3.2.2车身造型流程 66
3.2.3车身造型方法 68
3.3车身造型的艺术性 73
3.3.1整体感与变化感 73
3.3.2分割与比例 75
3.3.3节奏与韵律 77
3.3.4稳定与动感 77
3.3.5车身表面的光学艺术效果 80
3.3.6汽车造型与视觉质感 82
3.4车身计算机辅助造型 82
3.4.1信息的获取与交流 82
3.4.2效果图 83
3.4.3数字化模型 84
3.4.4 1：1效果图 84
3.4.5制作1：1实体模型 84
3.4.6虚拟成像系统 84
3.4.7并行工程 84
第四章 汽车的空气动力性 86
4.1概述 86
4.2车身气动造型 87
4.2.1气动力与气动力矩 87
4.2.2作用在汽车上的气动阻力D 89
4.2.3汽车的气动升力L和纵倾力矩PM 90
4.2.4汽车的气动侧向力S、横摆力矩YM和侧倾力矩RM 91
4.2.5气动阻力对汽车动力性的影响 93
4.2.6气动阻力对汽车燃料经济性的影响 93
4.2.7气动力矩对汽车气动稳定性的影响 94
4.2.8汽车造型的发展变化 95
4.2.9最佳气动造型 96
4.3汽车内流场特性分析 97
4.3.1发动机冷却系统分析 97
4.3.2对驾驶室的环境要求 101
4.3.3汽车空调的特点 103
4.4提高汽车空气动力性能的措施 103
4.4.1改善轿车气动性的措施 103
4.4.2改善货车气动力特性的措施 105
4.4.3改善大客车气动力特性的措施 106
4.5车身空气动力学试验 107
4.5.1汽车风洞实验的目的与方法 107
4.5.2汽车风洞的结构形式 109
4.5.3汽车风洞的特点 112
4.5.4汽车风洞试验模型 114
4.5.5汽车风洞试验的准则与规范 115
第五章 汽车车身结构分析与设计 117
5.1汽车车身的组成与结构类型 117
5.1.1轿车车身的组成 117
5.1.2轿车车身的结构类型 118
5.2轿车车身结构分析与设计 121
5.2.1车身结构的总体设计要求 121
5.2.2车身结构的划分 121
5.2.3车身结构件的分析与设计 123
5.2.4车身覆盖件的结构分析与设计 125
5.2.5焊接接头设计 127
5.3车身结构强度与刚度设计 130
5.3.1车身结构强度 130
5.3.2车身疲劳强度设计 133
5.3.3车身结构刚度设计 135
5.4车身结构的动力学性能设计 137
5.5汽车碰撞安全性设计 143
5.5.1汽车安全性概述 143
5.5.2汽车碰撞形式及乘员伤害 144
5.5.3汽车安全技术法规与新车评价规程 145
5.5.4汽车碰撞时的车身安全性设计 147
5.6汽车车身轻量化设计 156
5.7车身强度与刚度试验 171
5.7.1车身静态试验 171
5.7.2车身动态试验 176
第六章 车身NVH特性研究 179
6.1汽车NVH特性 179
6.1.1概述 179
6.1.2声学基础理论 180
6.1.3汽车中的NVH现象 182
6.1.4车身的NVH特性 183
6.2 NVH特性设计方法 183
6.2.1整车NVH目标的确定 184
6.2.2 NVH目标的分级 184
6.2.3 NVH设计中的CAE方法介绍 185
6.3刚弹耦合系统的仿真分析 186
6.3.1刚弹耦合系统的建模理论 186
6.3.2模型的建立与仿真分析 188
6.4声固耦合系统的仿真分析 191
6.4.1声固耦合系统的建模理论 192
6.4.2模型的建立与仿真分析 194
6.4.3汽车NVH特性的诊断技术 198
6.5统计能量分析及其应用 199
6.5.1概述 199
6.5.2统计能量分析的基本理论 201
6.5.3利用统计能量分析研究车内噪声 203
6.5.4能量流动方法 204
6.6车内的降噪措施 204
6.6.1车内噪声的成因 204
6.6.2隔声与吸声 205
6.6.3车内噪声的主动控制 207
6.7 NVH特性研究的试验方法 209
6.7.1 NVH特性的评价方法 209
6.7.2消声室内的噪声试验 210
6.7.3道路噪声试验 211
6.8车身抗撞性试验 212
6.8.1抗撞性试验分类 212
6.8.2整车碰撞试验 212
6.8.3零部件试验 216
6.9有限元分析软件在车身NVH中的应用 217
6.9.1建立有限元模型 218
6.9.2模态分析 219
6.9.3模态分析结果与评价 219
第7章 汽车车身结构的有限元分析 223
7.1有限元分析软件 223
7.1.1 ANSYS软件 223
7.1.2 ABAQUS软件 223
7.1.3 ADINA软件 224
7.1.4 MSC软件 224
7.1.5 HyperWorks软件 225
7.1.6其他有限元软件 226
7.2车身所受载荷 226
7.2.1弯曲载荷 227
7.2.2弯扭载荷 227
7.2.3纵向载荷 228
7.2.4侧向载荷 228
7.2.5碰撞载荷 229
7.2.6局部的集中载荷 229
7.2.7安全系数 229
7.3车身结构分析和模型建立 230
7.3.1车身有限元模型建立 231
7.3.2车身强度分析 236
7.3.3车身刚度分析 236
7.3.4车身碰撞安全分析 237
7.4车身有限元分析实例 238
7.4.1车身强度分析实例 238
7.4.2车身刚度分析实例 238
7.4.3车身模态分析实例 240
7.4.4车身碰撞安全分析实例 242
第8章 车身材料 248
8.1车身常用材料 248
8.1.1车身用钢板 248
8.1.2普通低碳钢板 251
8.1.3镀锌薄钢板 251
8.1.4高强度钢板 252
8.2轻合金材料 257
8.2.1铝合金 257
8.2.2镁合金 259
8.3塑料及复合材料 260
8.3.1工程塑料 260
8.3.2复合材料 260
参考文献 262