汽车车身设计质量控制方法研究与应用

发表时间:2020/12/21   来源:《科学与技术》2020年22期   作者:王建东 闫旭
[导读] 随着社会经济的发展,人们的生活水平有了很大提升,对汽车的需求也在不断增加。
        王建东 闫旭
        长城汽车股份有限公司徐水分公司 河北保定 072550
        摘要:随着社会经济的发展,人们的生活水平有了很大提升,对汽车的需求也在不断增加。在汽车制造的过程中,汽车车身设计作为汽车生产的重要环节,必须要给予充分的重视,促使设计人员提出符合社会大众需求的汽车车身设计,对汽车车身设计质量的控制带来帮助。汽车车身设计质量控制对于汽车车身的质量控制有着重要的作用,如果汽车车身设计质量控制工作不到位的话,会导致汽车在之后的生产过程中难以有效地完成既定的目标,造成汽车在最终的使用过程中具有严重的问题,因而汽车设计人员及生产者必须要对汽车车身质量控制方法进行深入的研究,确保汽车车身质量控制工作的有效完成。文章通过对汽车车身设计的质量要求进行阐述,说明相关的汽车车身设计结构方式,提出切实的汽车车身设计质量控制方法,有效地对我国汽车质量的提升做出保障,为我国汽车更好地满足人们的生活需求带来帮助。
        关键词:汽车车身;设计;质量控制方法
一、当前汽车的车身外形设计概况
        所谓车身外形设计,指的是按照整个汽车的各方面设计要求对车身理想形状进行塑造的一种设计。车身外形设计与汽车车厢设计一样,都是车身造型设计的重要组成部分。车身外形设计并非是简单的汽车装饰,而是借助艺术手段将汽车结构、工艺、材料、功能等特点进行科学、合理的表现。车身外形设计的主要目的在于用汽车的美来打动、吸引广大消费群体,让消费者产生极大的购买欲。虽然在整个车身设计的过程中,车身外形设计只是最开始的步骤,属于汽车整体设计初期阶段的综合构想,但是该设计却对汽车未来的命运起到了决定性作用,当前经过车身外形设计出来的汽车造型逐渐变成强有力的一个汽车竞争手段,另外,汽车还是一种热门商品,要求设计人员需要对消费者心理需求与外形设计成本进行全面、深入的考虑[1]。
二、汽车车身设计的质量要求
        在进行汽车车身的设计过程中,必须要综合性地对汽车空间、人机工程等进行全方位的考虑,切实地保证汽车的基本功能。在完成基本功能的设计工作之后,应当对汽车车身的相关性能进行提升,满足汽车的耐久要求,这与汽车的使用时间有着直接的联系。同时,设计者也必须要对汽车的安全性能进行考虑,车身的安全带强度、碰撞性能以及座椅强度与之具有直接的联系。汽车车身的强度也必须要满足使用者在实际使用过程中的要求,包括对顶盖抗压能力的设计以及局部刚性的设计,这些都与汽车的使用性能有着直接的联系。事实上,汽车的整体性能好坏与其在制造过程中使用的部件质量有着直接的联系,因而制造者在制造过程中必须要对汽车零配件质量进行有效地提升,保证所使用的零配件可以满足汽车长期使用的要求,这样才能提及对汽车车身设计的质量要求。在汽车车身设计的实际过程中,设计者需要结合汽车实际使用的性能要求以及时长限制,对汽车的使用强度进行有效地考量,从而结合相关进行设计,否则就会造成所制造的汽车与其目标客户的使用需求无法得到有效的满足,导致汽车车身设计没有起到其应有的作用,浪费相关材料的使用,造成对多种资源及人员设计的浪费。
三、汽车车身设计的有效策略
        3.1车身新结构
        车身概念设计阶段通常会根据总布置和造型进行主体架构的设计构想,再进行详细结构设计。概念设计阶段运用先进的仿真分析方法,不需要详细的3D几何模型就可构建前期概念有限元模型,进行大量有较大差异的方案分析并逐渐优化,按照先整体后局部的设计思路,在概念设计阶段确定车身整体框架结构。

通过大量典型的闭环结构应用并配合接头的优化设计使整个车身框架构成一个整体,载荷的传递更顺畅更直接,可以大大提高车身弯扭刚度,疲劳耐久和碰撞性能。
        3.2车身焊装工装
        通常情况下,汽车车身的焊装工装即为焊装的夹具,而焊装夹具是指夹紧件、定位块、支座以及导向支架等附件组成工作的平台,一般是用来夹紧与定位结构零件机械的装置,属于汽车车身焊装整个过程之中的基础性工艺。就目前而言,伴随国内汽车行业飞速发展,各种汽车种类与型号不断涌现,使得汽车装配的零件焊装时所用夹具出现了差异。因此,为保证生产夹具都与汽车型号相符,很多汽车的生产厂家需要按照汽车类型对焊装夹具进行自行设计及其制作。此外,由于汽车市场上并没有标准、统一的焊装夹具,其只是非标准化的设计以及制造工艺技术。伴随汽车行业进步与完善,推动汽车焊装的夹具向着标准化的方向发展与进步。在设计夹具结构机械传动装置时,需要与产品自身特点相结合,确保所设计定位夹紧的结构操作方便以及结构简单,同时还需要重视工装设计中常用翻转架、胎具以及包边模等[2]。
        3.3建立零部件模型。
        设计人员不但能够将车身内饰、外观等数字化3d模型建立于计算机,还能够将底盘、发动机等零部件模型建立于计算机,开展虚拟风洞试验、虚拟装配、结构分析与设计、有限元分析等多项工作。让设计人员能够通过虚拟电子样车的构建与实验,在具体生产之前将车身外形设计中可能出现的问题及时发现并有效处理,从而全面提高汽车生产效率,充分节约汽车生产成本[3]。
        3.4汽车车身结构设计中新型材料的运用
        随着目前人们对环境和能源消耗的不断重视,汽车轻量化设计越来越受到重视,为解决车身轻量化,新型材料不断被运用到车身设计中:高强板,传统的设计理念是通过提高零件的料厚来获得整车的碰撞性能和耐久性能,而现在可以通过选用高强度钢板、减少料厚的办法来获得更好的碰撞性能和耐久性能,同时又减少车身重量。铝合金密度约为钢的1/3,单件可轻量化50%左右,强度高,耐蚀性好,可100%回收;车身上应用铝合金材料一般可减重40%~60%,比较成熟的铝合金零件是发动机盖板和行李箱盖板。铝合金车身零件主要通过电弧焊接、粘接和螺钉连接到车身上。但铝合金材料在车身中占的比重不大,其中主要原因是价格比钢材高,所以为了促进铝合金在车身上的应用,必须降低材料成本。轻质材料,使用轻质材料替代传统钢材,如塑料、碳纤维、铝镁合金、玻璃增强材料、结构发泡材料等。
四、结语
        总而言之,我国汽车保有量已经一跃成为全球第一,这对于我国车企来说既是百年难遇的机会,也是一个更严峻的挑战,对于车身设计研发过程来说,不仅仅要在车身外观硬件上下功夫,还需要提高汽车车身设计水平,只有这样才能够全面的推动我国汽车行业的发展。
        参考文献
        [1]刘君.当代汽车车身设计浅析[J].科技信息(科学教研),2017(20).
        [2]陈超福.汽车车身设计方法探讨[J].时代汽车,2018(06).
        [3]张智峰,王大帅,刘冠男.汽车车身设计与制造工艺技术实践探析[J].化工管理,2017(08).
               
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