汽车研发:侧围设计流程分析!

漫谈君 汽车大漫谈 2020-03-31

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夏天快到了,小姐姐们又可以穿漂亮又性感的裙子了,特别是这样裙子微微撩起来的更是让老司机们欲罢不能。汽车中也有很重要的一个部分,叫做侧围,它决定了一辆车的侧面颜值,如果设计的好,不仅能让老司机欲罢不能,还会让小姐姐们欲罢不能



今天

漫谈君就带你一起来看看

侧围设计流程分析


漫谈君说 

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在设计侧围部分,侧围通常是作为周围部件的基准,在设计中不要轻易地更改,因为它直接影响着门的开启, 以及整个车身的焊接关系和顺序。而且这个件不管是在设计产品设计阶段还是在模具的设计制造阶段,所占的开发设计周期都是最长的,直接影响决定着整个项目的进度。



所以,尤其在设计初期阶段,与之相配合装配的部件(如前后门铰链,接触开关等)的布置就显得尤为重要,不能因部件布置的更改而频繁的要求侧围相应部位的改动。



设计流程


侧围的设计从前期设计输入开始,样车的数据采集及分析,到绘制相关主断面,确定相关数据状态,并且输出给工艺部门评估工艺可行性,评审确定后再进行侧围钣金结构的设计及校核分析确定最终的设计状态。




设计输入


侧围的设计首先要明确项目具体的要求,整体的计划;同时需要与总布置及尺寸一起讨论布置方案及Benchmark的设计参考,并且需要电器部门提供相关数据及电器件定义,具体设计输入包括如下方面。



设计结构的熟悉及数据的采集


1)样车拆解之前应观察样车侧围结构,注意侧围与车门及内外饰的密封及配合关系。

2)样车拆解之前需要采集与侧围相关的数据:如与车门密封面配合尺寸、与车门间隙面差尺寸、与前后风挡玻璃的间隙面差尺寸等等,具体应采集的数据如下图所示。



3)在拆解好样车后,需要对侧围进行拆解,侧围拆解过程需要收集钣金件材料信息及焊接工艺和间隙等信息,以及其中电器件与其他件的关系,具体需要采集的数据如下图所示。

4)这里需要注意的是,在拆解过程中需要编制样车明细表,并且整理侧围安装、焊接等工艺流程等文件。



绘制侧围主截面


由于车身主截面定义了车身设计过程中一些重要的数据,如安装结构、密封结构、间隙数值等,所以根据先期输入条件,绘制侧围主要特征截面时应包含与侧围有关的钣金件断面结构、附件安装结构、内外饰件安装结构和电器件安装结构。

绘制主截面时,应注意与车门、内饰、电器设计等相关人员互相协调,注意同一特征截面应绘制在同一坐标位置上。侧围特征截面一般有以下几处:



主截面完成后按照要求,进行内部评审。评审通过后,侧围设计工程师应按公司规定的设计输出程序和格式向造型部门输出,同时积极配合造型部门工作进行修改和调整。




侧围钣金件设计注意事项


1)侧围外板通常是车身件中最大的单件,成形工艺复杂,故侧围外板的曲面通常是由一些形状十分规则的平面或曲面,通过均匀过渡形成。设计中应有意识地考虑用最少的规律曲面做出最合理的效果。

2)侧围外板的焊接面在倒角后有效焊接边长度应不小于 10mm,同时要比与其焊接的内板和加强板长 1mm 左右,以便在焊接后可以起到美观和遮挡内板、加强板焊接边的作用。



3)侧围外板焊接面的修边线多数情况下是一些形状规则的直线或曲线通过均匀组合而成,从车身坐标系 Y 向看去,其投影多为直线或相关直线间的倒角或平滑过渡的规律曲线。
4)侧围外板的钣金曲面,在满足各项工艺要求的情况下,一般具有比较规则的形状,各个曲面的控制点通常情况下都均匀有序排列,未倒角数模面与面之间的交线应均匀平滑过渡,不应出现波浪形状或 S形状,倒角后,数模圆角同一侧的切点连线,在投影位置应该光顺连线,不允许有转折点或拐点。

5. 侧围外板的冲压方向大多为 Y 轴或沿 Y 轴顷斜很小的角度,冲压角度一般应大于5度不得小于3度。



6)侧围总成是整个车身受力框架系统中重要的组成部分,在受到撞击、扭转等复杂情况下应具有必备的强度和刚度,与整个车身零件组成一个闭合的受力与传力结构,从而保证车身不变形或按照设计要求变形。侧围上边梁和门槛梁需要有一定的抗弯曲和扭转的强度,所以具有相应大小的断面尺寸是必要的。

7)侧围总成与车门的间隙一般应大于8mm,不得小于6mm(门缝除外)

8)侧围总成各焊接件之间的焊边有效长度不得小于10mm。



9) 侧围A柱截面形状和尺寸的设计要满足必要的承载刚性和强度, 保证驾驶员的前方视野要求,视野盲区尽量小;A 柱内板在形状上要避免尖角转折 ,降低撞击时的伤害程度;在A柱部分设计车门铰链和限位器等的加强板,以保证车门铰链等有足够的安装强度;合理设计A柱与前围结构件、风窗横梁、机舱结构件的连接关系和连接强度,以及与前翼板、仪表板等的位置关系和安装关系。

10)侧围 B 柱是侧围梁框架结构的中部支撑构件, 对前、后门具有支撑作用,其上下部需要固定座椅安全带,通常设计加强板以加强其连接强度和局部刚性。


11)侧围 C 柱做为侧围梁框架结构的后部支撑部件, 通常具有较大的断面形状,局部结构处应设计加强板以增加支柱强度,特别是在后排座椅安全带固定部位。

12)侧围钣金件中 U 形零件比较多,在设计过程中时常遇到三边焊接或多边焊接的情况。一般来讲,在三边焊接中内外两层板倒角处应预留合理的间隙,以利于零件的焊接,具体间隙值的大小可以根据实际情况确定,通常情况下不小于2mm。多边焊接时, 通常在侧壁预留一定的间隙,间隙值根据实际情况确定,一般不小于2mm。下图为典型的几种形式:


13)侧围零件设计过程中,对于一些功能相同或相似的孔、台、面应该统一考虑,用于定位或安装内外饰的特征通常情况下应具有相同的法线方向(法线方向相差 5°之内的,一般调整为平行)。

14)侧围与车门密封相关的面应该保证在门周圈同一密封条断面处,密封条压缩量理论尺寸不变,以便在材质、性能、温度等条件变化时,密封条压缩量有统一的变化;相关密封面本身应平滑,不应有局部凸起和凹陷,以免影响密封条的使用效果。

15)侧围设计时应注意涂装时漆液的可通过性,两个件在不焊接而面积又较大时的间隙应大于2mm(理论应设定为5mm合适)。







设计数据的修正


按照设计校核与运动分析校核的结果修正设计数据,使侧围结构与主截面要求相符合, 保证在车身活动部件运动过程中不发生干涉, 且最小间隙满足设定条件, 保证与内外饰件、 电器件等的安装结构合理, 保证间隙面差等与先期输入条件符合。





设计输出


按公司白车身开发程序及设计规范和要求进行设计交付物的输出。可分为三类:空间布置类、刚度强度类、性能类。

1)空间布置类重点关注:侧门和后盖的密封、前后轮胎的包络、安全带布置、顶盖及天窗安装布置,翼子板的安装位置、线束布置等;

2)刚强度类重点关注:侧门和后背门铰链安装点、安全带固定点、侧门锁住安装点、后背门气弹簧及缓冲垫安装点、行李架安装点、天窗安装点等;

3)性能类重点关注:重量控制、安全性(尤其法规认证和NCAP)、密封性(如密封条、尾灯)、NVH性(如胶块布置、孔洞封堵)等。




结语


汽车侧围作为车身覆盖件重要组成部分,其成型深度大,生产精度要求严格,表面质量要求高,是车身结构设计中占比相当高的一个结构,其构造和装配可靠性也直接制约着整个车身设计。

 


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