安全性的重要保障—Q7车身结构分析

纽基

热处理在中国是软肋吗？
liweizhao 发表于 25-7-2010 20:55

不是软肋。我估的热处理和国外比较其实并不差。
只是厂家为了偷工减料缩短工时而没有按照技术要求去做。
中国不缺少技术，但缺少认认真真的态度。

baixing0812

顶一下，能有数模分析和车身刚度的试验参数的话更具有说服力。

measure2009

我有几个问题，请高人解答
1）从图片上看，前纵梁和后纵梁是连起来的，不知道是不是
2）从位置上看，应该是三号梁与B柱相连的，那这个车有没有二号梁？二号梁对乘客舱的抗扭转是否有积极作用？
3）后地板为什么密集的布置了3条梁，应该是4#，5#，4.5#（不知道是不是这么叫）

炮灰团长

对于车门防撞杠的理解的补充:
普遍认为防撞杆是在车身侧碰的时候能够起到保护乘员的作用,这个是没问题的,我要补充的是车门防撞杠在汽车正碰时的作用也是很大的,所以需要的家在设计的时候要注意:
如果空间可以,尽量水平布置,而且防撞杠的两端是要尽量能在a,b,c柱的主截面上,这样的话在车身正碰变形的时候车门防撞杠才能够在门洞上起到很好的支撑及力的传导功能,保证车门锁的受力及车门的正常开启.

纽基

我有几个问题，请高人解答
1）从图片上看，前纵梁和后纵梁是连起来的，不知道是不是
2）从位置上看，应该 ...
measure2009 发表于 27-7-2010 21:48

1.你说的前纵梁，后纵梁确实就是一体的。
从前方的位置，也就是“发动机托架梁”，到后方支撑后桥定位的大梁，其实是中间延伸变形后的产物。
不光是17如此，很多车也都如此设计。

2.你说的中间2号梁，图纸上没看到。但我猜测很有可能到了车底下方。因为沿着车体纵向的中心线上，布置了中央凸台。传统2号梁的设计是从中央凸台下方开孔穿过的。而某些车系，2号梁则到了车底的下方，不从中央凸台穿过。因此，我猜测Q7可能也是如此。

3.你说靠近后方位置，钢梁数量较多，不明白是为何。其实，轿车车身的最薄弱环节，不在车体前方A柱位置（其实我们很多人都认为A柱最脆弱，其实是个严重的误区）。因为有中央凸台的存在，所以发生前向碰撞后，冲击力会往后传递到中央凸台，最终力量被消耗在整个底盘的纵向上。因此非常结实安全。（日系车的某些“终端潜入式中央凸台”结构就没有这样的作用，非常危险，但好处是后排“平地板”）
你再看看轿车后方，就是后排座椅的正下方，是什么东西？—— 油箱！因为有油箱的存在，所以这个位置，几乎就只是一个中空的“钢框”骨架，空心骨架内，就是油箱。那么一旦后方被追尾后，后方往前传递的冲击力，就没办法和上述的前向撞击一样的处理了。
后方的冲击力，往前传递到油箱位置时，就遇到了最为脆弱的部位！
因此，如何解决这个位置的刚性和安全，是目前汽车厂家水平的一个重要体现。而Q7使用了更多的钢梁去增强。（想法并不先进）

4.你问底盘钢梁是不是对车体抗扭刚性有一定影响。我的回答是“不！”。或者说影响很小很小。
真正对抗扭刚性影响很大的，是立体几何上的连续钢梁。而非平面内钢梁。你要区分“刚性”和“强度”不是一回事（绝大多数人搞混了）。刚性好的车体，未必皮实，皮实的车体，刚性未必就好。他们之间有一定关系，但不是绝对关系。

measure2009

1.你说的前纵梁，后纵梁确实就是一体的。
从前方的位置，也就是“发动机托架梁”，到后方支撑后桥定位 ...
纽基 发表于 30-7-2010 21:17

    等了好几天，终于盼到大师你的回复了，谢谢！就你的回复，我还是有几个问题
1）前几天偶然看到昂克雷的下车体，确实就像你说的，是一个完整的车架，前后纵梁是连接的，横梁都在地板下面。我想Q7应该也是这个设计。
2）你说的能量传递的问题，其实这个问题也困扰我很久，就是能量可以顺利的传递到后方，但是在保证乘客舱之后都无法变形的前提下，能量如何消耗？
   难道只是靠轮胎与地面的摩擦力？
3）MPV能否用非承载式车身？我觉得MPV的底盘应该不像SUV那么高，但是轴距又非常的长，那么这种车是否适合车架式的车身呢？是否有现有MPV车型使用了车架？
4）就刚度和强度的关系，我有点疑问
   1、我的理解，刚度是指物体抗变形（弹性变形）的能力，而强度是物体抗破坏的能力，那么我就认为刚度好的强度就一定好，这点和你的观点不统一
   2、“真正对抗扭刚性影响很大的，是立体几何上的连续钢梁。而非平面内钢梁”这句话是什么意思？你是说x-z平面的的梁比x-y平面的梁起的作用大吗？
       但是我并不认为x-y平面的梁就像你说的“影响很小很小”
   望深入解答一下

非常感谢！

纽基

等了好几天，终于盼到大师你的回复了，谢谢！就你的回复，我还是有几个问题
1）前几天偶然看到昂 ...
measure2009 发表于 30-7-2010 22:06

没关系，我也不是什么大师。只是多看多想。你我一起讨论一起进步。
1.你看了昂克雷的下车体，最后得出的结论是Q7还真可能就是这样类似的设计。恩，估计是。等以后有机会证实一下我的猜测。

2.能量的传递其实不难理解。你主要可能是脑子里一直都丢不掉“能量的消耗”这个话题。所以就可能存在困惑。其实传递和吸收是两码事。
我举个例子来说明：你对准某人的胸口，猛然一拳头过去。你拳头的冲击力就释放到他的身上了。他的身体需要承受和吸收你拳头的冲击能量。但你可能没想到另一层意思。就是：你在打到他的同事，你的拳头也受到了他身体的阻碍，也有一股力道通过你的小臂，大臂，一直传递到你的身体。你也能感受到这种震动的能量。
但是，你的手臂在你打拳的时候，是用力绷直的，你的身体也处在瞬间绷紧的状态。那么，你怎么“吸收”掉了这股冲击呢？
其实你没有吸收。而是那股能量穿透了你的身体，传递到你后方的空气中了。
————或许这样说太深奥了。这样，我换个最最简单的比喻。
你看见地上有一个青铜鼎。这个青铜鼎很重很厚实。这个青铜鼎经过了“现代化改造”，在她的4条腿下，安装了4个轴承（可以灵活滚动）。你用尽全力，对准这个青铜鼎一脚踹过去。结果，这个青铜鼎被你一脚踹的往后运动。。。
你去看看这个青铜鼎，它没有任何损伤！仅仅是往后运动了一段距离而已。（青铜鼎用自身的强大刚性“硬扛住”了冲击）

3.MPV一般不用非承载结构。因为你去观看那些采用非承载的越野车，就会发现，他们的钢梁都是有一定高度的。而这个高度，也可以理解为“底盘厚度”。假设2个车子的最小离地高度完全一样，一个是承载结构，一个是非承载。那么非承载的车子，车厢内的座位高度，就比承载车的要高，明显的高。如此一来，为了保证足够的头部空间，车顶的高度就需要加高。这对于MPV显然不合适。

4.按照国家机械工业部的定义来解释：
刚性的意思，是针对某个整体结构而言的。也就是说，某个整体的结构，在收到外力作用下，（整体）变形越小的，刚性就越大。
——显然，“刚性”这2个字，更注重“整体结构”。而不是某个平面或者某条钢梁。——因此，刚性又叫做“整体硬度”。这样一说，应该清楚了。

强度的意思，是针对某个具体零部件的。也就是说，某个材料（可能是某条钢梁，某块钢板等等）在受到某种外力时，这个外力需要达到多少，才能让这个材料产生破坏。
——比如说，一个绳子的强度是340MPA，意思就是说，这个绳子能承受的拉力就是340MPA，再高，就要拉断了的。——或者举一个“抗弯强度”的例子：某条钢梁的抗弯强度是12MPA，意思就是说，你想弯曲这个钢梁，那就必须要给它加上超过12MPA的外力，它就被你折弯了。

————————————
好了，说了这么多，我突然间想起我曾经读过的一个小文，说的很到位的。
那个小文举例是这样说的：有一个钢管放在你面前。你说，我要折弯它！
于是，你拼命用力，一直到你用了12MPA的力，钢管被折弯了！ —— 这就是强度（抗弯强度）

你面前又多了另一个铜管。你现在同时去对钢管和铜管施加压力。（但不是去折弯，仅仅是用一点不大的力）
你会发现：你同样只用了3MPA的力量，但是铜管的弯曲程度比钢管的弯曲程度更大更明显。 —— 这就是刚性。

纽基

其实车身都差不多，竞争力在于细节。
这点从图片里可见一二。
清风把盏 发表于 5-2-2010 16:50

Q7还是很有新意的。大致看起来可能和一般车设计雷同。
但其实你认真从最底层分析开始，你会发现它存在着非常优秀的力学设计。在很多重点部位上，连接方法，连接顺序，都有着非常不错的见解。

纽基

为什么图纸大家都看得懂，却造不出来呢，加工机械金属热处理都是软肋啊
sun216 发表于 16-2-2010 17:19

看懂图纸是一回事，能不能造又是一回事。
按照机械行业的铁律来说，如果一个设计无法投产，生产难度极大的话，那么这个设计本身是有问题的。
能方便的在短时间内，组织大量生产制造，对工人的技术要求不高的，品质较为稳定的，材料全都是工业常用牌号材料，工时较短的设计，才是最合理的高水准设计。
所以还是这句话 —— 拼材料，还是拼工艺，还是拼结构！
另外，Q7不是国内造不出，而是造出来怎么面对法律问题。

纽基

高强度刚对安全性有很大帮助，还有助于轻量化
justice1984 发表于 30-12-2009 14:37

高强度钢的采用，确实能一定程度的减小重量。但是这个度不能过大。
钢材的厚度也同时决定了“受力的稳定度”。也就是说，遭受外力之后，突然发生局部溃缩或者局部坍塌的可能性。（很多高强度材料都是这样，在实验室里平稳的做实验时，表现出极好的强度指标，但受到实际外力冲撞的时候，局部会突然失效）
在我们国内的汽车大专院校的教材上，还没有提到这个“受力稳定度”的概念。原因很简单，教材太老。
如果你们不信，可以去问问专业高端自行车行业，还有船舶行业近年来遇到的类似问题。一味使用高强钢，完全照搬理论去计算，满足强度要求即可，减薄了钢板厚度，结果却遇到一连串的莫名其妙的突然失效问题。于是才知道还有稳定度的要求，最后再增厚钢板厚度。
一个循环下来，最终发现，钢材强度只要满足使用要求即可，一味追求高强钢，仅仅一个噱头而已！

纽基

仅靠一张图片的确说明不了什么问题.车身碰撞安全包含的东西非常多,思路也有很多种.
一般来说,前后碰撞设计 ...
shenlang 发表于 3-11-2008 22:39

额，实话说，车尾追尾的试验要求很高的，并不容易解决。呵呵

welong

顶一下，能有数模分析和车身刚度的试验参数的话更具有说服力。

dutt

车门设计中防撞钢梁强度不宜过强，否则侧撞中将导致B柱变形。车门外板除非很厚，否则侧撞中对安全性不敏感。

liweizhao

我就是搞车身的，下来学习下

johai

汽车后碰国内的法规就要出台了，我还是觉得在一定的更改材质的情况下，合理并正确的设计结构是相当重要的！
车身结构设计时关键，但是对应得CAE部门更是关键，以前老是结构设计的人员来出方案做设计，其实最好是和CAE的人员协调，同时CAE的人员能够给出合理的更改方案就最想了！可惜，我认为现在国内的CAE分析人员具备这种能力的少之又少。改善了这里就忽视了那里，很多的时候都是头痛医头，脚痛医脚。前一阵子请了一个外国专家，把我们的涉及碰撞的部分结构进行了优化，哇靠，相当厉害，我们的CAE人员真是自叹不如！
我们还有很多路要走啊！！！