（1）、地板總成結(jié)構(gòu)設(shè)計：1）、地板總成：前地板、前地板加強板、地板內(nèi)縱梁、地板外縱梁、座椅橫梁、中地板、安全帶加強板、后地板、備胎板、地板加強橫梁、油箱安裝支架等組成。2）、邊界條件：密封結(jié)構(gòu)，車身和底盤附件安裝硬點等。3）、設(shè)計過程：第一步：熟悉效果圖，領(lǐng)會造型師設(shè)計意圖和造型風(fēng)格。分析各部分安裝結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)的可能性。如結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)或有疑問，則立即反饋給造型師，讓造型師修改造型或作出解釋。第二步：熟悉油泥模型、熟悉參考樣車零件，注意其安裝形式、壁厚以及與邊界搭接關(guān)系。第三步：確定結(jié)構(gòu)分塊及固定方式、確定主斷面、硬點。 硬點：主斷面、造型面；傳動軸和消音器（間隙一般取10-15MM）、油箱、后懸架、后備胎等底盤系統(tǒng)的安裝空間和安裝位置；座椅總成、安全帶安裝點等車身附件的安裝空間及人機(jī)工程。 固定方式：焊接第四步：確定材料、料厚、成型方式、拔模方向。 材料一般為鋼板，厚度有0.8、1.0、1.2、1.5、2.0（mm）第五步：結(jié)構(gòu)設(shè)計：A. 安裝面原則上根據(jù)附件安裝要求設(shè)計安裝結(jié)構(gòu)及其周邊結(jié)構(gòu)。B. 內(nèi)飾安裝結(jié)構(gòu)原則上隨白車身走，設(shè)計期間應(yīng)相互協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。C. 電器元件結(jié)構(gòu)原則上隨白車身走，設(shè)計期間應(yīng)相互協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。D. 內(nèi)外板之間應(yīng)形成空腔，以增大整車的結(jié)構(gòu)剛度。E. 縱梁與地板之間形成空腔，以增大正面碰撞能力。F. 地板加強板設(shè)計：加強板處在內(nèi)外板之間，對地板總成薄弱區(qū)起到加強作用，在設(shè)計時應(yīng)考慮僅在加強區(qū)域和搭接邊處焊接，其它區(qū)域應(yīng)留一定空擋，盡量避免面與面大面接觸，一方面增大加強功能，另一方面減少沖壓制造誤差帶來的焊接困難。G. 地板支架設(shè)計：在保證強度和沖壓工藝的前提下考慮安裝的設(shè)計空間。第六步：檢查斷面檢查、硬點檢查、工藝檢查，并填寫數(shù)模檢驗單、斷面檢查表、硬點檢查表。檢查修改完善后提交專家審查。4）結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)：A、任何一種車型的車身地板總成均可按三層板的設(shè)計思想去構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計，即最外層是外板，最內(nèi)層是內(nèi)板，中間是加強板。在車身附件安裝處一般應(yīng)考慮設(shè)計加強板。一般外板材料是08F，0.8mm厚，拉延級別是Z，外表面質(zhì)量級別是I。內(nèi)板材料是08F，1.01.5mm厚，拉延級別由成型難度而定，外表面處理級別是II。加強板材料是08F，1.02.0mm厚，拉延級別由成型難度而定，外表面處理級別是II。附注：板金表面質(zhì)量有I，II兩級，I級質(zhì)量最好，適用于外板；II級次之，適用于內(nèi)板。板金沖壓拉延等級有S，P，Z三級：S：最差，適用于拉延深度淺的零件；P：較好，適用于拉延深度一般的零件；Z：最好，適用于拉延深度深的零件。常用的車身零件焊接用標(biāo)準(zhǔn)件有凸焊螺母，凸焊螺栓，承面凸焊螺栓以及熔焊卡條等等。在選用凸焊螺栓和承面的凸焊螺栓時，應(yīng)優(yōu)先選用承面凸焊螺栓，其焊接定位準(zhǔn)確度高。表3.4.1各種標(biāo)準(zhǔn)件所需配合孔規(guī)格：凸焊螺母底孔規(guī)定螺母規(guī)格M4M5M6M8M10716M12M14配合孔567912131416過孔6781013141517凸焊螺栓底孔規(guī)定凸焊螺栓規(guī)格M4M5M6M8M10M12M14配合孔4.55.56.58.510.512.514.5B、由于地板面積較大，比較平整，且地板內(nèi)部就是乘員乘坐的空間。為了避免在車輛行駛過程中因外界的沖擊而產(chǎn)生的相互振動，通常在地板外表面會涂一層35mm左右的減震隔熱膠，以增強其剛性而不容易變形，同時也減少了車廂內(nèi)部和外部的熱量交換，提高了乘坐舒適性。在地板結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還要考慮整車車廂的密封性。前、中、后地板搭邊處、地板與前圍、地板與側(cè)圍搭邊處，以及各件轉(zhuǎn)角處所留最大空隙應(yīng)能使焊接粘貼膠密封住，以保證水不會通過任何縫隙滲入車廂內(nèi)部。C、另外還要注意前縱梁的設(shè)計：車身正面碰撞能否通過，前縱梁的正確設(shè)計很重要：1）有CAE分析得出前縱梁的最大橫節(jié)面；2）前縱梁的方向盡量水平，在X、Y、Z向上不要有大變化。以下是典型斷面為后地板與側(cè)圍輪包及后懸防撞塊處斷面：設(shè)計時注意與側(cè)圍的搭邊關(guān)系以及防撞塊的安裝位置。后懸架安裝位置處斷面：設(shè)計時注意懸架安裝孔位的精度，懸架與地板零件的配合，以及地板零件本身的焊接關(guān)系，避免出現(xiàn)四層焊。 圖3.4.35后地板與側(cè)圍輪包及后懸防撞塊處斷面 圖3.4.36 后懸架支座處斷面 圖3.4.37變速操縱結(jié)構(gòu)安裝位置處斷面 圖3.4.38地板總成數(shù)模如圖為變速操縱結(jié)構(gòu)安裝位置處斷面：設(shè)計時注意前地板、前地板加強板、側(cè)圍的搭邊關(guān)系；注意保證變速操縱機(jī)構(gòu)、排氣隔熱板等底盤零件的安裝位置。(2)、地板設(shè)計注意事項：1） 、前后地板的筋的設(shè)計：A. 地板上一個很重要的結(jié)構(gòu)特征就是筋。有的筋是為了結(jié)構(gòu)需要，實現(xiàn)如座椅等附件的功能；B. 但多數(shù)筋的結(jié)構(gòu)是為了增加剛度。地板上筋的深度一般在5-10mm之間，象這樣的筋結(jié)構(gòu)它有剛度相當(dāng)于6mm10mm厚的鋼板，可以最大限度的增加車身剛度，降低車身重量。C. 設(shè)計地板（尤其是前地板），有時會采用前后貫通的筋，這樣可以提高地板的剛度，但同時在前后地板搭邊處也會產(chǎn)生間隙，造成密封困難。這一點在設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮；D. 地板型面一般較規(guī)整，在做筋時可以考慮使用pocket命令，方便快捷的做出加強筋；2） 與懸架（尤其是與后懸）的配合問題：A、 有時候懸架按照實體建模，有些桿臂并沒有轉(zhuǎn)到位，這樣就容易造成設(shè)計后期檢查時的干涉問題；因此在設(shè)計初期應(yīng)注意與底盤部門的溝通；B、 在有懸架托架時應(yīng)特別注意懸架托架和懸架的同軸性；3） 地板縱梁和縱梁內(nèi)加強板之間在設(shè)計時應(yīng)該預(yù)留間隙（通常兩邊各為0.30.5mm），因為縱梁及其內(nèi)加強板材料厚、剛度大、尺寸長，預(yù)留間隙可以包容一定的變形量，這樣在將來零件裝配時較容易實現(xiàn)。4） 后地板備胎包的翻邊：因車型不同，該處翻邊型式很多，但應(yīng)注意在向下翻邊時，不要與離去角干涉；5） 地板左右對稱件的處理：地板上左右對稱、小尺寸的零件較多，在條件允許的情況下盡量做成其本身是關(guān)于中心線對稱的，以便左右可以共用一個零件；6） 非對稱的注意事項：由于底盤零件布置的變化，有些零件大體上是關(guān)于x-z平面對稱的，但有些小的特征，如凸臺、孔的尺寸、位置并不是關(guān)于x-z平面對稱的，在利用左右對稱copy功能做零件時應(yīng)該特別注意，不要錯誤的copy非對稱的特征；7） 地毯、地板隔熱墊的設(shè)計：地毯在布置設(shè)計時應(yīng)考慮壓縮量，一般為3mm；8） 倒角的問題：A、 在設(shè)計建模初期就應(yīng)該考慮到倒角的狀態(tài)，比如：所留的焊接邊在倒角以后的寬度尺寸至少應(yīng)大于10mm；所定的孔位在倒角以后應(yīng)該不會位于倒角的圓弧面上；零件的邊界在倒角后不應(yīng)與倒角面干涉。B、 對于有配合關(guān)系的兩個零件來說，更要注意倒角的大小關(guān)系，一般來說，被包容的零件的倒角應(yīng)當(dāng)大一些，以免干涉。C、 在倒角困難的情況下，有時候會通過修改型面以實現(xiàn)倒角要求，在這種情況下應(yīng)注意與之配合的配合面、配合零件的相應(yīng)修改。圖3.4.39 地板設(shè)計與建模9、發(fā)動機(jī)艙結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)動機(jī)艙（包括前圍板）和側(cè)圍的焊接關(guān)系都要考慮，確定分界線。結(jié)構(gòu)設(shè)計完以后，樣車是兩種樣車的概念，一種是試驗樣車，一種是檢驗型的樣車（檢驗設(shè)計的樣車）。試驗樣車就是說能做碰撞試驗，做一些整個性能實驗，這個車型就和以后生產(chǎn)的車性能等同的。可以說檢驗設(shè)計型的樣車可用簡單方法，比如用簡易模具拉延，然后用手工整形切邊，因為是檢驗一下設(shè)計結(jié)果，檢驗設(shè)計方案, 指導(dǎo)和檢驗整個設(shè)計過程，這是檢驗樣車。比如說同濟(jì)同捷開發(fā)的某一車型做了兩輪，做第一輪時做一個螺釘車，主要零件60個要做簡易模具也要花幾百萬，少說也要200500萬元人民幣。如果是這樣的話，在國內(nèi)情況，除了60個大件及外板件，其他幾百個小件可以采用什么方法呢？采用第一種樣車叫檢驗設(shè)計的螺釘車方法，就手工做。由鈑金工用簡單的胎膜（手工或數(shù)控）工具，制作完零件采用三坐標(biāo)校驗，按照設(shè)計，把樣品做出來，要加工焊裝卡具，然后做拼裝。第一臺可以拼裝成螺釘車，這是什么概念呢？用螺絲釘直接連起來，用5mm的螺釘，在兩塊板中連接處打孔連起來。為什么不焊死呢? 因為如果某個件設(shè)計不合理，還要重新改一下這個件，要換一個新件，再重新檢驗一下，看兩者裝配間隙，看裝配位置對不對，然后最后定了以后，再把它拆下來。為什么要拆下來，還可進(jìn)行反測量，這個結(jié)構(gòu)可能在做中才發(fā)現(xiàn)的，設(shè)計時沒考慮這個結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)不錯，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)可以用了，再在三坐標(biāo)測量儀上把這個件測出來，光順?biāo)拿?，把這零件的CAD數(shù)模做來，然后出二維圖紙。相當(dāng)于反求，部分反求。不能這樣設(shè)計，沖出來就要有結(jié)構(gòu)，有筋，加筋就可以增加剛度，決不可以留一塊很大的面積不加筋。記住，車身設(shè)計，如果是一個很小的面積，不管是哪一個面，只要其面積超過一定的面積，比如說寬度超過50mm，長度超過50mm，這么大一塊面積，不允許這上面什么筋也沒有，孔也沒有，剛度會很弱，面積越大，剛度越弱。這是眾所周知的。所以在車身設(shè)計中，實際上就是玩筋哪，到處加筋，到處加孔，加翻邊。給你一塊板，安裝結(jié)構(gòu)是要得以滿足，零件里面的結(jié)構(gòu)是到處加筋，加結(jié)構(gòu)，密密麻麻，到處都是筋和孔，凸臺，這個零件設(shè)計就是對的。這個零件設(shè)計的水平就高了，然后再做有限元分析和校核，就不會出錯了?？隙▌偠仁菈虻摹０粗袊膰槭歉牟黄鸬?，所以我們的目標(biāo)是在我們設(shè)計的同時，進(jìn)行大量的成熟車型的BENCHMARK研究，樣件就放在設(shè)計人員一個辦公室里，然后裝配上，把所有的樣件都裝配上去。實際國外也離不開BENCHMARK和設(shè)計檢驗過程，并與先進(jìn)設(shè)計軟件緊密的結(jié)合好。 圖3.4.40 發(fā)動機(jī)艙設(shè)計3.4.5內(nèi)飾、外飾設(shè)計內(nèi)飾、外飾設(shè)計就根據(jù)造型最后方案，進(jìn)行測量，包括車門內(nèi)板的測量，車門內(nèi)板做好模型以后，上三坐標(biāo)或激光掃描儀進(jìn)行測量，儀表板做三坐標(biāo)測量，所有的COPY件（沿用件）做三坐標(biāo)測量。把測量的點云進(jìn)行光順，然后做結(jié)構(gòu)設(shè)計，CAD建模，建模以后，再做樣件PROTOTYPE，建議在做模具之前要做一次簡易模具成型或快速原形件。比如說儀表板，一個儀表板的模具，開模具費用，國內(nèi)價格約100300萬，快速原形一般一套件約為510萬元。國外模具價格至少150萬美金，如果沒把握要開這么幾百萬的模具，最好確認(rèn)一下，為什么不做一個樣件看看，已經(jīng)有了1：1模型了，根據(jù)模型數(shù)據(jù)掃描獲得點云。兩種方法，一個是上數(shù)控銑，銑一個儀表板的塑料件（1：1）。也可數(shù)控加工一個塑料模型拋光以后，用玻璃鋼直接在上面糊，糊10mm厚，作為模具。玻璃鋼的模具也是玻璃鋼，玻璃鋼的模具后面加木頭或金屬骨架，直接在上面糊玻璃鋼儀表板，VCD等都裝上去，把所有的儀表和零件都裝上去，看看有沒有什么問題，甚至裝到車上看看有沒有什么問題，你可以噴漆，表面打光，打上膩子噴漆，效果跟實物效果一樣。提供給設(shè)計確認(rèn)方確認(rèn), 然后把這個數(shù)模凍結(jié)，所以數(shù)模和樣件實物要一致性，是非常非常重要的，要做一致性檢查。這里說是很多樣件，包括車內(nèi)板，也可以用玻璃鋼件，因為玻璃鋼手糊的，模具費很便宜，模具費有幾萬元就夠了，一個儀表板的模具，甚至手工給你做模具都可以，當(dāng)然也可以用快速原型件。拿驗證并修改后的數(shù)模再去開模具。這是內(nèi)飾的設(shè)計。外飾呢？外面的一些護(hù)板，從廣義上前后保險杠，也都屬于外飾設(shè)計。那么內(nèi)飾外飾設(shè)計，常用的材料，儀表板PVC，聚胺脂, ABS塑料比較多，表皮用一種表皮，比如真皮做表皮，也可用一種樹脂材料做表皮，注塑的時候，把塑料在表皮上，紋理全靠表皮生成，這是轎車普遍采用的一種方法。也有硬注塑的，微型車都是硬注塑的，都是用硬注塑，在模具上做出來，不做貼皮的，貼皮的價格貴。轎車可用塑料骨架，加表皮發(fā)泡軟包。厚度一般都是2.5mm，一般設(shè)計2.53.5mm之間厚度。內(nèi)飾、外飾設(shè)計還有一個儀表板的布置和安裝，就儀表板的布置，在做模型之前，CAD里要做布置工作。CAD根據(jù)造型效果圖把VCD這些零件都做CAD建模，COPY件建模，然后把COPY件裝配起來，然后用它來指導(dǎo)做油泥模型或直接做三維造型設(shè)計數(shù)模。測量后做表面的骨架，支撐，儀表板內(nèi)有筋，支撐件，支撐件參照同類產(chǎn)品BENCHMARK結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。還有支撐架，儀表板支撐橫粱。當(dāng)然也可以做一些粗線條的控制線的設(shè)計，那么車門內(nèi)板的設(shè)計，在模型上進(jìn)行測量，測量后做出來樣件來裝配，再裝配檢驗的數(shù)模來修改數(shù)模，包括那些小零件，包括內(nèi)飾板，還有緊固件，內(nèi)板一般都是扣上去的。內(nèi)飾板比如B柱內(nèi)飾板，A柱內(nèi)飾板，后風(fēng)窗框的內(nèi)飾板，這都是塑料件，這些塑料件根據(jù)內(nèi)模型，也可以把它測量下來，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。也可以先設(shè)計，再做內(nèi)模型或樣件。還有側(cè)圍板，頂蓋內(nèi)飾板，空調(diào)系統(tǒng)布置，風(fēng)道設(shè)計，尺寸空間布置要利用它現(xiàn)有的數(shù)模。把這些附件建模，根據(jù)空間布置把風(fēng)道數(shù)模建起來。然后再安裝，裝得下，這風(fēng)道包括空調(diào)出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)道，這是很復(fù)雜的風(fēng)道，它們都是塑料件，都要開模具，盡可能設(shè)計準(zhǔn)確。當(dāng)然座椅的設(shè)計，儀表的選擇，儀表總成的選擇，許多的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)成熟車型BENCHMARK結(jié)果獲得。圖3.4.41 內(nèi)飾設(shè)計-A柱設(shè)計、B柱設(shè)計及C柱設(shè)計圖3.4.42 儀表板設(shè)計圖 3.4.43 內(nèi)飾各個零部件的設(shè)計3.4.6 第五類概念車-試驗樣車Prototype的試制比如說一個車身，有些外覆蓋件是沖壓成型的，有些件用手工做代沖壓模具。但是前縱粱碰撞時候是主要承力件和吸能件，幾十個主要的骨架件，這些件是一定要沖壓成型的。為什么呢，經(jīng)沖壓拉伸成型的件，其剛度結(jié)構(gòu)強度較好，所以能真正反映出碰撞的實際情況，能達(dá)到碰撞法規(guī)要求，外板，外覆蓋件一般也采用沖壓拉延結(jié)構(gòu)。為了做樣車的質(zhì)量好些，外覆蓋件也可以用簡易模。簡易模，全世界就只有那么幾種，都這么做，比如錫鉑合金，低熔點，溫度到100-200就融化了，低熔點材料鑄鐵鑄造以后再少量加工。還有鑄鐵，鑄造完了再去數(shù)控加工，然后沖壓成型，一般大側(cè)圍采用鑄鐵模具。還有一種是塑料做模具模型，鑄鐵做模具骨架，然后模具型面用CIBA(氣巴)材料，這材料是很貴的，非常貴的，目前一般來說比鑄鐵還貴，如果時間允許用鑄鐵做還比較省錢。錫鉑材料就模具型面是用20mm錫鉑材料，灌進(jìn)去成型，象鑄造一樣成型，但要加工一個數(shù)控主模型控制面放上去，總之有這幾種材料做簡易模具的。 簡易模具一般批量生產(chǎn)不用的，就做幾十臺，幾百臺，當(dāng)然這種模具也可以做幾千臺，但一般生產(chǎn)不用。它保證不了質(zhì)量，第二件不如第一件，第三件不如第二件，質(zhì)量越來越差，模具磨損比較嚴(yán)重。批產(chǎn)模具一般來講，都用鋼模，鋼模是一種鑄造的模具鋼，鑄造以后再數(shù)控加工，但它的材料是一種模具合金鋼，也稱為模具合金鑄鐵，也是鑄鐵模具。鑄鐵有兩種，一種是灰口鑄鐵，模具鑄鐵是一種高硬度的合金鋼，合金鋼做鑄造后，時效后再去數(shù)控加工，那就是真正的沖壓模具，幾十萬件都不會磨損，壽命很長，那就是生產(chǎn)模具。一般產(chǎn)品試制時，只做碰撞實驗，試制時不需要這么好的模具，只要簡易模具就夠了，而且只做拉延工序模具。因為批量生產(chǎn)的模具，國內(nèi)的價格按模具的重量，2萬10萬元/噸，國外的價格可能就是3萬5萬美金/噸，基本是按這個價折算的，不會有太大的差距，也就是說，簡易模具，可能便宜點，大約0.6-1萬元/噸左右，按模具重量算。外覆蓋件是沖壓件，但車內(nèi)無關(guān)緊要的件可以用胎模做，胎模，比如某處有一個槽，用這個槽可以搭出來，也可以用數(shù)控銑出一個來，比如說橫粱，我可以用角鐵焊成這個形狀，然后拿一塊鋼板敲，敲成型，這個叫胎模，用胎模手工做，當(dāng)然做一個簡易胎具，用鋼板在上面敲，做出一個零件來，這就是手工制作。若做十臺樣車，做完后就全部扔掉了，不可能先大量做模具，所以做樣車時，樣件多數(shù)是用胎模手工做，甚至有的零件，對碰撞無關(guān)緊要的，就是為了要減少開銷，試制樣車要大量投錢做模具，樣車做好后，這模具都要廢掉，這錢就浪費了。國外也是一樣，不能浪費這錢，沒必要浪費，也僅僅做拉延工序零件模具。有的就是用胎膜，用工具來敲。做第一輪樣車時，要有一些結(jié)構(gòu)要在實踐中修改，所以絕對不可能第一輪樣車模具就做到一次到位，不是強度件，手工做也沒問題，只要和數(shù)模一致，所以外表面要保證質(zhì)量，可以做幾個簡易模，沖壓成型，手工可能質(zhì)量不太好，但是和碰撞實驗無關(guān)的件 ，可以手工做，手工做就是批的膩子多一點，又不批量生產(chǎn)車。一旦生產(chǎn)，要做生產(chǎn)鋼模，效率就高，一年要生產(chǎn)幾萬臺。人類剛剛進(jìn)入三維技術(shù)時代，很長一段時候，基本上都是用二維圖干的，模型都手工做，這很正常。到了95年以后，開始三維技術(shù)上來了，并不是說有了三維，全部或大部分采用數(shù)控化加工將是主要趨勢。樣車一般只用拉延成型，就一道工序，因為生產(chǎn)模具是五六道工序，包括下料，翻邊，整形，沖孔，拉延等好多道工序，就要第一道工序，下料都用手工下料，然后拉延成型，下料的裁邊，剪邊都手工做，國外也不這么做，國外設(shè)計樣車也是拉延工序，不是所有都做，它用激光切割，用數(shù)控切割機(jī)切割，都不需要做切邊模具，做模具太貴，不馬上生產(chǎn)，用不著做那么多的模具，最重要的是有一批好的師傅，有好的師傅那對結(jié)構(gòu)設(shè)計是太方便了。說第一臺樣車呢，還不是這樣的，應(yīng)該是螺釘車，所有的零部件的焊點都是用螺釘連接起來的，拆得開的，這種螺釘車，德國大眾，美國等全都100%在用，誰也擺脫不了這個，全在用螺釘車的概念，這是做樣車。90年前三維軟件剛剛推出，價錢很貴，而且在國內(nèi)外也沒有幾家有，所以基本上是用二維AUTO CAD設(shè)計，設(shè)計完以后，當(dāng)時是做1：1模型，1：5油泥模型，后來又做了一個樣車，后置后驅(qū)動的，按圖紙，把斷面給他，那是一些沒成形的圖紙，給一些設(shè)計斷面，用手工敲出來. 所以土有土的做法，這是最土的做法，最便宜的做法，樣車就這樣做出來了。但現(xiàn)在有三維技術(shù)，絕大部分設(shè)計可以正向，所以正向，逆向要結(jié)合起來，要有這種概念，但采用BENCHMARK比對基礎(chǔ)上，純正向設(shè)計也是完全可以的。這種設(shè)計不落后，全世界都這么設(shè)計，到目前為止，還沒有一家汽車廠（比如通用，福特，大眾等）敢說我現(xiàn)在擺脫模型不做了（至少數(shù)控驗證模型必須要有），全在計算機(jī)里跑來跑去的，或者說樣件也不做了，直接用數(shù)模開工業(yè)生產(chǎn)模具，沒有一個廠家敢，因為在這個設(shè)計過程中不可能不存在問題，盡管有好多樣件參考，因為結(jié)構(gòu)變了，情況都在變，安裝選的內(nèi)飾板，包括雨刷，電機(jī)都在變，結(jié)構(gòu)可能還要出問題的，都要手工來試制來檢驗。試制過程我們認(rèn)為分兩次，第一次設(shè)計就是邊設(shè)計邊做一個螺釘車。 其他零件可以用成熟批產(chǎn)件改制、塑料件可以用快速原形或簡易模具制造，樣車裝配沒問題后，可正式試制接近批產(chǎn)工藝和質(zhì)量產(chǎn)品，以便經(jīng)得起試驗的考驗。圖3.4.44 白車身試制3.4.7 碰撞與結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計整車性能計算是屬于總布置內(nèi)容，平順性，操作穩(wěn)定性，進(jìn)行校核，做整車動力學(xué)匹配，一般都是由整車設(shè)計做，在此不詳述了。車身設(shè)計，如果底盤不改，而且車身也無大的變化，軸重變化也不大情況下，一般不用校核。比如車身有限元分析是很重要的一項工作。三維內(nèi)容要掌握好，要把幾百個車身零件焊接起來，然后焊點要模擬（因為焊點要傳遞力）用節(jié)點把它們連接起來，然后所有的零件都連接成一個整體，做整個結(jié)構(gòu)剛度，扭轉(zhuǎn)剛度計算。還有加上載荷以后的應(yīng)力，看看應(yīng)力是不是很大，一個車輪懸空，看看這時的應(yīng)力怎樣，變形很大的地方，應(yīng)力很大。應(yīng)力很大，變形以后就斷了或裂開了，這時候就要計算，還要計算一下模態(tài)，看看模態(tài)分布合不合理，剛度整體分配是不是均勻，有些地方過強，有些地方過弱，就要調(diào)整設(shè)計，這里的整個過程就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。初步設(shè)計方案是根據(jù)以前經(jīng)驗和BENCHMARK研究結(jié)果基礎(chǔ)上設(shè)計的，然后再結(jié)構(gòu)優(yōu)化，修改三維數(shù)模。這個過程是在三維數(shù)模結(jié)束的時候，或者第一輪螺釘車結(jié)束前，這個工作就要提前介入，提前建模，提前進(jìn)行分析，當(dāng)然還有碰撞分析等這些結(jié)果出來以后，碰撞分析，要把發(fā)動機(jī)，前懸架都裝進(jìn)去，把發(fā)動機(jī)和所有零部件質(zhì)量也進(jìn)行模擬，把這些質(zhì)量支撐點都要模擬，它們也有慣性力和支撐力的。把這些全放進(jìn)去，包括發(fā)動機(jī)的剛度（發(fā)動機(jī)有一個反撐剛度），包括發(fā)動機(jī)彈性支撐座，全要考慮進(jìn)去，這時候模擬碰撞過程，看看碰撞負(fù)荷，是否達(dá)到車身碰撞法規(guī)要求，如果不能達(dá)到，修改結(jié)構(gòu)設(shè)計，比如說縱粱的壓縮吸能區(qū)，收縮吸能帶，這個區(qū)域是否合理，這段結(jié)構(gòu)不合理，就要修改，此區(qū)域碰撞后折疊，收縮后吸收能量，看一些車型，國外汽車公司車身設(shè)計的，所有的工程師，不管年齡多大，都在旁邊擺放一些別的車型結(jié)構(gòu)零部件并進(jìn)行詳細(xì)的BENCHMARK研究。比如設(shè)計MPV它們就把福特的克萊斯特，大眾的MPV等參考車型買來，整車擺在那，拆開來也擺在那，把它鋸開的也擺在那，所有A柱鋸開的斷面，甚至在鋸在的斷面上涂上顏料，參考一下這結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)多數(shù)是沒有專利的或?qū)＠^保護(hù)期的結(jié)構(gòu)，都可以相互學(xué)習(xí)和借用。多看看別家的車子，多鉆幾回車底。把人家的結(jié)構(gòu)畫成草圖，甚至仔細(xì)測量，再照此設(shè)計，八九不離十，不會有太大的問題，到時算出的結(jié)果很合意的話，人家就會說你設(shè)計的結(jié)果很有經(jīng)驗，很有思路，可人家不知道你鉆了多少次車底。這就是學(xué)習(xí)，人家都是經(jīng)過了多少次驗證的東西，為什么不用它呢？把人家成熟的東西整個抄過來，沒關(guān)系，然后再計算，校核。然后做模態(tài)分析，模態(tài)分析也就是說時域振型，不同的頻率，不同點的變形量，不同模態(tài)對應(yīng)不同頻率，發(fā)現(xiàn)某一點變形量比較大，某一邊變形量比較小，某一塊設(shè)計太強了，就要把它變薄弱一點，鋼板改薄，或筋少打一點，或者某些地方加一些筋等等，形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使它模態(tài)分布，變形都比較均勻。舉一個最簡單的例子，比如說一根筷子，一根木棍，折斷它不容易，一折它就變彎了，但如果用刀在某一處割一個口子，那么一折這筷子就斷了，為什么？因為它局部變?nèi)?，模態(tài)振型很大，一下就變形斷掉了。如果把整根筷子都加工同樣的深度，也就拆不斷了。整體剛度一致，整體均勻變形，應(yīng)力不會集中到某一點上，就不會斷了，不會把變形集中到某一點上，這就是我們所說的模態(tài)，不過是對應(yīng)不同的頻率，把所有頻率疊加起來，就是一個傅立葉變換。比如說一根梁，如果既然設(shè)計不合理，局部搞得很弱，其他地方強得要命，這時候往往從局部斷掉，甚至這根梁其他地方加強很強。不要那根梁斷掉，最好的辦法不是局部再加強，而是把其它強的地方變?nèi)?，把強的地方變得和弱的地方一樣弱，整體柔性。再如波音747飛機(jī)，其機(jī)翼長度幾十米，在跑道上跑時，上下躥動半米多，上下擺，如果你不要它擺的話，我們設(shè)計斷面至少要增加1米多高，因為太長了，其骨架設(shè)計要1米多高，才能確保它上下振動很小。你如果不要它振動的話，要增加它很多重量，這材料算下來，不得了。但你要它均勻擺動的話，要它整體均勻擺動，如果局部要它擺動這么大，它早就斷掉了，正是因為它整體均勻擺動，它整體的變形都是均勻的，剛度是均勻的，才造成它翅膀不會斷掉，它盡管擺動但它不會斷掉。如果不懂的話，突然把它的根部局部加強，比如在發(fā)動機(jī)里面把橫粱加強，不讓它擺動太大，把它局部加強，但是它將從發(fā)動機(jī)處斷掉，因為它本來上下要擺動的，允許它根部擺動才不會斷掉，你不讓它擺了，它就要斷了，跟卷鉛筆一樣。請詳見第一章有關(guān)仿真與設(shè)計優(yōu)化(CAE)章節(jié)。圖3.4.45 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和有限元分析