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底盤的設(shè)計(jì)與分析 本章的目的是: ? 介紹了車輛結(jié)構(gòu)上的載荷； ? 介紹了不同類型的車輛結(jié)構(gòu)及其用途； ? 如何使用計(jì)算機(jī)對(duì)這些載荷簡(jiǎn)便的進(jìn)行分析； ? 完善的車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求的建議； ? 給出一個(gè)突出車輛結(jié)構(gòu)工序簡(jiǎn)單分析的例子； 6.1負(fù)載情況介紹 本章中考慮荷載施加在正常運(yùn)行的轎車或者輕型商用車的底盤或車身結(jié)構(gòu)上。即，由于車輛在不平的地面上和司機(jī)執(zhí)行各種動(dòng)作而導(dǎo)致的載荷。 需要考慮五個(gè)基本的負(fù)載情況： 1.彎曲情況 彎曲，即在垂直平面加載，x-z平面由于部件的重量沿車架分部，從而導(dǎo)致了Y軸彎曲，見圖6.1（a）。 2.扭轉(zhuǎn)情況 車身的每個(gè)軸承受施加在軸中心向上和向下的載荷的情況，這些負(fù)載導(dǎo)致車輛的縱向軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)動(dòng)作或扭矩，見圖6.1（b）。 3.彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合情況 在實(shí)際中，扭轉(zhuǎn)是不可能脫離于因?yàn)橹亓Χa(chǎn)生的彎曲單獨(dú)存在的。因此，這兩種情況必須一起考慮才能代表真實(shí)的情況。見圖6.1（c）。 4.橫向載荷 發(fā)生這種情況，車輛行駛轉(zhuǎn)過一個(gè)角或者緊靠路緣滑動(dòng)時(shí)，即載荷沿Y軸，見圖6.1（d）。 5.首尾加載 在加速和制動(dòng)時(shí)縱向力產(chǎn)生（沿x軸）。牽引和制動(dòng)力是質(zhì)量乘以加速度（減速度）產(chǎn)生的慣性力在輪胎和地面的接觸點(diǎn)上的反應(yīng)。見圖6.1（e）。 最重要的情況，即，1（彎曲），2（扭轉(zhuǎn)）和3（彎曲和扭轉(zhuǎn)）這些來(lái)確定一個(gè)令人滿意的結(jié)構(gòu)（帕羅斯基，1964）。橫向載荷和縱向載荷情況需要注意設(shè)計(jì)時(shí)懸架安裝點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，作為一個(gè)整體不太明顯的結(jié)構(gòu)。其他局部加載條件如車門關(guān)閉一聲引起的荷載，安全帶負(fù)荷等，在這項(xiàng)工作中不考慮。 6.1.1 彎曲情況 彎曲的條件取決于車輛的主要部件的重量和有效載荷。首先考慮的是車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的載荷分布。軸的應(yīng)力通過力和組件的重量取矩來(lái)解決（即靜力學(xué)方程）該結(jié)構(gòu)可以被視為一個(gè)大致對(duì)稱二維梁作為車輛的縱向軸。一個(gè)典型的中型客車荷載分布如圖6.2所示。 圖6.2檢查顯示的是車輛的主要部件的典型列表。分布載荷以車輛(包括內(nèi)飾細(xì)節(jié))的每單位長(zhǎng)度重量進(jìn)行估算。懸掛質(zhì)量由車輪，剎車盤/鼓和懸架組成，當(dāng)然不包括它們不在結(jié)構(gòu)上施加的載荷。 利用載荷圖(圖6.2)，可以以正常的方式創(chuàng)建彎矩圖和剪力圖。圖6.3和圖6.4表示了這些圖以計(jì)算機(jī)電子表格的方式創(chuàng)建。從這些圖中的值可以確定車底盤或側(cè)框的應(yīng)力條件。 動(dòng)態(tài)加載必須考慮車在不平的路面上行駛情況，例如，車輛可能在一個(gè)高速狀態(tài)下通過拱橋時(shí)，車輪離開了地面。車輛能返回地面的是由于懸架系統(tǒng)的緩沖造成的，但不可避免的導(dǎo)致在靜態(tài)條件下增加了一個(gè)相當(dāng)大的載荷。由汽車制造商的經(jīng)驗(yàn)表明，道路上行走的車輛靜載荷應(yīng)被因素2.5至3.0增加。越野或越野車輛可以參照因素4設(shè)計(jì)（沃夫，1964）。 6.1.2扭轉(zhuǎn)情況 純扭轉(zhuǎn)的情況可以被簡(jiǎn)單的認(rèn)為應(yīng)用在一個(gè)軸和反應(yīng)在其他軸上。純扭轉(zhuǎn)狀況不能單獨(dú)存在因?yàn)榭偸谴嬖谥亓ψ饔玫拇怪陛d荷，就如同簡(jiǎn)介中提到的。然而，這是為了簡(jiǎn)單的計(jì)算純扭轉(zhuǎn)情況下的假設(shè)。 最大扭矩是基于負(fù)荷較輕的軸上的載荷，并且它的值是車輪在輕負(fù)荷軸的負(fù)載乘以輪距。到下邊的章節(jié)(6.1.3)會(huì)做進(jìn)一步解釋。車輪荷載如圖6.1(b)。 扭轉(zhuǎn)力矩： （6.1） 前方和后方的軌道和分別可能會(huì)略有不同。對(duì)于現(xiàn)代轎車來(lái)說，即使?jié)M載情況下，后軸載荷通常小于。在這種情況下，為后軸載荷，對(duì)于滿載情況下的將小于相同滿載條件的前軸載荷。 但在這種情況下，公路車輛的動(dòng)態(tài)因素通常是1.3(羅斯基，1964）?？ㄜ囃ǔ？梢孕旭偣?.5，越野車可以使用因素1.8。 6.1.3彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合 如果彎曲和扭轉(zhuǎn)的靜載荷一起組合加載條件如圖6.1（c）所示。這代表了如果一個(gè)輕負(fù)荷軸的車輪沖擊一個(gè)足夠的高度會(huì)導(dǎo)致那個(gè)軸上的另一個(gè)輪子離開地面。(羅斯基，1964）建議，最大有200毫米的沖撞高度的大多數(shù)車輛都應(yīng)有一個(gè)獨(dú)立懸架來(lái)緩和到200毫米或更小。作者認(rèn)為，200毫米的沖擊高度將會(huì)使同一軸上的另一個(gè)車輪脫離地面。這種情況下，所有較輕軸上的負(fù)載都被施加到一個(gè)車輪上。 如果將這個(gè)原理應(yīng)用在圖6.2中的車輛，假設(shè)前輪輪距=1450毫米，和后輪輪距=1400毫米。 （輕載）后軸上右車輪上的負(fù)載的總軸重= 6184 N，車身上的扭矩為4328N-m和為5971N。 前軸車輪上的荷載為： 右車輪： （6.2） 左車輪： (6.3) 如果左前輪已經(jīng)脫離，代替的是右后輪同樣的情況也會(huì)發(fā)生。即左后輪的負(fù)荷將在右前輪之前減少到零。 6.1.4橫向載荷 轉(zhuǎn)彎時(shí)，橫向載荷在車輪與地面接觸處，被離心力所平衡，其中M是車輛的質(zhì)量。V是速度，r為圓角半徑（參見圖6.1（d））。 最壞的情況可能發(fā)生在車輪內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)降到零，即車輛即將側(cè)翻。在這種情況下，主體結(jié)構(gòu)在X-Y平面彎曲。接近翻轉(zhuǎn)的條件在圖6.5中表示出其取決于車輛重心和軌道的高度。在這種情況下，離心力和重量的合理通過外部車輪接觸面（A）。 因此，橫向加速度= （6.4） 因此在重心的側(cè)向力 前輪的側(cè)向力 （6.5） 后輪 （6.6） 該結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為是一個(gè)簡(jiǎn)支梁在X-Y平面通過重心受橫向載荷。更精確的模型將考慮分部載荷以一個(gè)類似的方式描述在6.1.1節(jié)中的X-Z的平面彎曲。正常行駛條件下沒有這種狀況因?yàn)閺姆匠?.4，現(xiàn)代汽車的H（以路面為基準(zhǔn)的 重心高度）通常是0.51米和1.45米的軌道。 橫向加速度 即，橫向加速度是重力加速度的1.42倍。這并不會(huì)發(fā)生在當(dāng)傳統(tǒng)道路輪胎側(cè)向力極限側(cè)向加速度約為0.75g。 特殊情況下，路邊的碰撞可能會(huì)導(dǎo)致高負(fù)載和側(cè)翻。高的橫向載荷在X-Y平面造成的彎曲并不重要，車輛的寬度（或梁）容易提供足夠的彎曲強(qiáng)度和剛度。懸架安裝支架必須，并且被設(shè)計(jì)成能承受高沖擊載荷。出于安全的原因，這些高的橫向沖擊載荷通常被認(rèn)為是隊(duì)車輪的兩倍的靜態(tài)垂直載荷。 6.1.5縱向載荷 當(dāng)車輛加速或減速時(shí)，產(chǎn)生質(zhì)量乘以加速度的慣性力。當(dāng)車輛的重心是路面以上的慣性力提供了一種負(fù)載從一個(gè)軸到另一軸上。當(dāng)加速時(shí)，重量從前軸傳遞到后軸，剎車或減速狀態(tài)反。為了得到完整的力作用于車身的的視圖，需要得到所有組件的重心高度。這些往往是未知的，因此沿車輛的一塊彎矩不得而知的。一個(gè)簡(jiǎn)化的模型，考慮產(chǎn)生在車輛重心的一個(gè)慣性力提供了關(guān)于在軸位牽引力和制動(dòng)力的局部加載的有用信息。 圖6.6展示出由于牽引和制動(dòng)產(chǎn)生的（a）前輪驅(qū)動(dòng)加速度，（b）后輪驅(qū)動(dòng)加速度和（c）制動(dòng)。 （a） 前輪驅(qū)動(dòng)，反映在驅(qū)動(dòng)輪為： （6.7） （b）后輪驅(qū)動(dòng)，反映在驅(qū)動(dòng)輪為： （6.8） （C）制動(dòng)的情況下，軸的反應(yīng)： （6.9） 圖6.6荷載傳遞加速度引起的（a）前輪驅(qū)動(dòng)；（b）后輪驅(qū)動(dòng)；（c）制動(dòng)（減速） （6.10） 限制的牽引和制動(dòng)力被輪胎和路面的附著系數(shù)所控制。這些在路面上的牽引和制動(dòng)力通過懸架系統(tǒng)施加到附加彎矩到車輛結(jié)構(gòu)上。同樣地，慣性力通過車架的重心由施加一個(gè)附加彎矩。紐科姆和斯布爾（1966）提出制動(dòng)比例和軸載荷傳遞的更多信息細(xì)節(jié)。 6.1.6對(duì)稱加載 這種加載條件如圖6.7（a）所示，當(dāng)發(fā)生一個(gè)輪胎撞擊一個(gè)凸起的對(duì)象或者掉進(jìn)一個(gè)凹坑里，它們都有一個(gè)凸起的邊緣。由此產(chǎn)生的載荷垂直和縱向的應(yīng)用在車輛的一角。這種情況導(dǎo)致了在汽車結(jié)構(gòu)上非常復(fù)雜的加載。施加在輪子上的力和通過懸架施加在結(jié)構(gòu)上的力的大小取決于車輛的速度，懸架剛度，車輪質(zhì)量，車體質(zhì)量，等等。作為沖擊力只適用于很短的時(shí)間內(nèi)可以嘉定車輪繼續(xù)以穩(wěn)定的速度。因此，沖擊力通過輪胎中心作用。水平分量然后將是 ，垂直分量。的角度大約是。 假設(shè)輪胎不過分偏離。注意，水平分量會(huì)增加相對(duì)垂直的小半徑的車輪。 考慮到在自身上的垂直載荷額外導(dǎo)致軸向載荷，慣性力通過車輛重心，扭矩在車輛結(jié)構(gòu)上（見圖6.7（b））。同樣的，考慮到水平載荷在自身上，從圖6.7（c）看出，在垂直平面（X-Z）附加彎矩和一個(gè)在Z軸上施加到結(jié)構(gòu)上的力矩。于是從結(jié)構(gòu)的荷載看，該荷載可有4種載荷狀態(tài)疊加分析。 6.1.7 許用應(yīng)力 在章節(jié)6.1.1到6.1.6討論了導(dǎo)致應(yīng)力發(fā)生在車輛結(jié)構(gòu)上的載荷條件。非常重要的是，在最壞的負(fù)載條件下，應(yīng)力造成的結(jié)構(gòu)要保持在可接受的范圍內(nèi)。靜態(tài)載荷系數(shù)因素為適當(dāng)?shù)膽?yīng)力需低于區(qū)服應(yīng)力。例如，如果一個(gè)正在彎曲公路上行走的轎車，被認(rèn)為是最大許用應(yīng)力是有限范圍如下： 這意味著即使在最糟糕的動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下的應(yīng)力也不應(yīng)超過67%的屈服應(yīng)力。另外，對(duì)于最壞的負(fù)載條件，安全系數(shù)應(yīng)為1.5。一個(gè)類似的準(zhǔn)則應(yīng)用于其他負(fù)載條件下。這個(gè)過程通常是滿意的抗疲勞設(shè)計(jì)。但是，對(duì)疲勞的檢查是非常必要的。特別是在應(yīng)力集中發(fā)生的懸架安裝點(diǎn)。 6.1.8抗彎剛度 前面的章節(jié)已經(jīng)考慮載荷和應(yīng)力，現(xiàn)在需要確定結(jié)構(gòu)是否有足夠強(qiáng)度。評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的剛度是同樣重要的一個(gè)設(shè)計(jì)要求。事實(shí)上，很多的設(shè)計(jì)師考慮的是剛度比強(qiáng)度更為重要。很有可能設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足足夠的強(qiáng)度但沒有令人滿意的足夠的剛度。可接受的足夠的剛度設(shè)計(jì)比足夠的強(qiáng)度設(shè)計(jì)更重要。 對(duì)于客車，彎曲剛度是由對(duì)側(cè)框門孔徑的可偏轉(zhuǎn)限度確定。如果發(fā)生過度變形，然后門關(guān)閉不滿意，即即門閂鎖的對(duì)準(zhǔn)使門不能輕松的開啟或者關(guān)閉。地板的局部剛度對(duì)于乘客的認(rèn)可度是很重要的。如果地板在乘客的腳下發(fā)生偏轉(zhuǎn)會(huì)使乘客產(chǎn)生不安全感。地板通常使用加筋性砧壓成板增加局部面積從而減少變形板。這樣反而也能減少地板振動(dòng)。一個(gè)扁平的薄金屬板將像一個(gè)鼓皮一樣振動(dòng)，頻率取決于面板的大小，厚度，等邊界約束條件。一些豪華的現(xiàn)代汽車使用由兩個(gè)薄板夾蜂窩材料的夾層從而制造一個(gè)非常安靜的車輛環(huán)境。需要在結(jié)構(gòu)內(nèi)部許多地方增加局部剛度，例如在門口，罩/蓋，開機(jī)/行李箱蓋鉸鏈安 裝點(diǎn)，懸掛連接點(diǎn)，座椅安裝點(diǎn)和其他主要部件的安裝點(diǎn)。這是通過增加加強(qiáng)板和支架本體部分在鉸鏈點(diǎn)，門鎖點(diǎn)，懸掛樞軸點(diǎn)，等。 可接受的變形（或剛度）可被結(jié)構(gòu)中某些組件決定。門的鎖存器可接受的偏差將由鎖存器的設(shè)計(jì)特征決定。其他成分如地板的剛度由汽車制造商或者汽車發(fā)展過程中的經(jīng)驗(yàn)決定。 6.1.9扭轉(zhuǎn)剛度 具體標(biāo)準(zhǔn)可以評(píng)估可接受的扭轉(zhuǎn)剛度，而對(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)是基于經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展的，在上一節(jié)中有描述。一個(gè)典型的中性轎車（汽車）完全組裝可以達(dá)到8000到10000 N-m/degree的扭轉(zhuǎn)剛度（韋伯，1984）。即測(cè)量車輛的輪距。經(jīng)驗(yàn)表明，這就是合格的道路客車。如果剛度低，司機(jī)的會(huì)感受到車輛前方與前翼結(jié)構(gòu)要區(qū)域上下移動(dòng)的搖晃。 實(shí)際問題當(dāng)車輛停在不平的地面上車門未能正常關(guān)閉時(shí)，比如一個(gè)車輪在路邊。類似的問題會(huì)發(fā)生在位于車輛角落的頂升點(diǎn)（允許更換車輪）。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度也受背光玻璃和擋風(fēng)玻璃影響。韋伯（1984）的研究表明玻璃降低了約40%的扭轉(zhuǎn)剛度。因此，玻璃承受載荷和應(yīng)力，因此如果過量會(huì)導(dǎo)致玻璃破裂。這些汽車，車輛的處理是非常重要的，如果扭轉(zhuǎn)剛度較低，這對(duì)操控性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，應(yīng)注意確保足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。  6.2底盤類型介紹 目前，加載在車輛結(jié)構(gòu)或底盤上的情況已經(jīng)被考慮到。應(yīng)當(dāng)使用和研究各種類型的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其所施加的負(fù)荷的適用性進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。各種結(jié)構(gòu)類型將被審查其在承受不同負(fù)載的有效性和如何開發(fā)客車結(jié)構(gòu)。 6.2.1梯形框架 早期的汽車在包含乘客座位的車體上建立梯形框架結(jié)構(gòu)。最早的設(shè)計(jì)沒有車頂，所以車身無(wú)法經(jīng)受風(fēng)吹日曬，而后臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了這種保護(hù)性車頂，門，等。即便如此，車身隊(duì)車輛結(jié)構(gòu)也沒有多大貢獻(xiàn)。與底盤相比，這通常是由剛度很低的木頭制成的。因此，剛度大（彎曲）的梯形框架幾乎承受了所有的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。 梯形框架最大的有點(diǎn)是對(duì)多種車身形狀與類型的適應(yīng)性。它仍然廣泛的使用在輕型商務(wù)車上。要平坦平臺(tái)的車體，箱貨車和油罐車可拆卸的容器都可以很輕易的連接到梯形框架。之所以叫梯形框架是因?yàn)樗蓄愃埔惶荩瑑蓚?cè)導(dǎo)軌和若干橫梁。 多數(shù)以槽型截面?zhèn)溶壓烷_火或閉合的截面梁設(shè)計(jì)（圖6.8）。當(dāng)區(qū)域/橫截面積的二次矩課優(yōu)化時(shí)深梁的導(dǎo)軌面就得到良好的彎曲強(qiáng)度和剛度。法蘭有利于區(qū)域上大的第二矩和整個(gè)法蘭面上可承受高應(yīng)力的能力。所以，這是材料的有效利用（圖6.9）。開放的通道部分提供了易于安裝托架和部件的接入部分。連接到高強(qiáng)度法蘭孔上的套圈（圖6.10）。通道毒粉的另一個(gè)特點(diǎn)是剪切中心偏離套圈（洛克，1975）。確保支架連接到它們可以防止側(cè)架的局部扭轉(zhuǎn)如圖6.10所示。不幸的是，扭轉(zhuǎn)恒定很小，因此扭轉(zhuǎn)剛度較低。 簡(jiǎn)單的外圍框架，最簡(jiǎn)單的梯形框架如圖6.11。橫梁上的扭轉(zhuǎn)是彎曲的側(cè)架和橫梁在側(cè)框架上的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。所有的組件都扭轉(zhuǎn)加載，由于其較低的扭轉(zhuǎn)常亮姑具有較低的扭轉(zhuǎn)剛度。如果開放部分由封閉的箱型截面替換，則扭轉(zhuǎn)剛度會(huì)大大提高。這個(gè)在汽車上有體現(xiàn)，例如路虎。然而，當(dāng)最大彎曲發(fā)生在所有組件的接頭處（圖6.11），則接頭的強(qiáng)度是非常重要的，支架的連接也變得更加復(fù)雜（圖6.12）。 6.2.2十字框架 設(shè)計(jì)一個(gè)受扭轉(zhuǎn)載荷的框架，該框架沒有構(gòu)件受扭力矩是可能的。十字框架如圖6.13所示，由兩個(gè)直梁和只受彎曲載荷的梁構(gòu)成。 圖6.9通道截面特性 面積的二次矩： 扭轉(zhuǎn)常熟： 剪切中心偏移： 框架的扭轉(zhuǎn)= 扭轉(zhuǎn)常數(shù) 這種類型的框架已經(jīng)在接頭中心有了良好的抗扭剛度來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。應(yīng)該指出的是，最大彎矩發(fā)生在接頭處，因此接頭的設(shè)計(jì)成為了關(guān)鍵。結(jié)合十字框架與梯形框架的特性有助于獲得良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。橫梁的前端與后端不僅協(xié)助承載扭矩而且協(xié)助承受懸架安裝點(diǎn)的側(cè)向載荷，如圖6.14。 6.2.3 扭力管主干框架 圖6.12中說明，一個(gè)封閉的箱型截面的抗扭剛度比開放結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn)。蓮花型底盤開發(fā)的屬性在圖6.15中示出。其中主要的骨架是封閉截面通過變速箱和傳動(dòng)裝置之間運(yùn)行的傳動(dòng)軸。八字梁的前部和后部延伸到懸架安裝點(diǎn)，而其他的橫向構(gòu)件配合在懸架安裝點(diǎn)一起抵抗側(cè)向載荷。這種類型的結(jié)構(gòu)中，骨架受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。從懸架上傳來(lái)的橫向載荷使八字梁彎曲，使橫向構(gòu)件受壓縮或拉伸。 6.2.4空間框架 前三節(jié)所描述的框架基本都是二維的或者至少它們的深度比起長(zhǎng)度和寬度要小很多。增加深度可以大大的提高框架的抗彎強(qiáng)度和剛度（如桁架式橋梁）。三維空間框架已被用于專用汽車?yán)珞w育賽車；例如圖6.16所示。這種車輛設(shè)計(jì)的類型可用于G.R.P車體小批量生產(chǎn)。 這種類型的結(jié)構(gòu)是確保所有的平面都是完全的三角形以使梁?jiǎn)卧抢旎蛘呃臁Ｓ捎诤附咏宇^的原因，部分彎曲和扭轉(zhuǎn)約束將發(fā)生在接頭處。但依靠這些約束可使結(jié)構(gòu)不過于僵硬。考慮圖6.17（a）和（b）的情況。圖（a）中“開放式”矩形框架的剛度取決于構(gòu)件的彎曲，而（b）中剛度由斜構(gòu)件直接受拉伸或壓縮提供。實(shí)際的開放結(jié)構(gòu)的孔對(duì)于擋風(fēng)玻璃，背光燈，艙門通道等是必要的，但會(huì)導(dǎo)致這種類型的結(jié)構(gòu)剪切剛度較低。 6.2.5 整體式結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代大量生產(chǎn)的轎車幾乎完全是用鋼板沖壓點(diǎn)焊在一起形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的。這是一個(gè)一個(gè)結(jié)構(gòu)的部件提供的構(gòu)造性與功能。一個(gè)結(jié)構(gòu)的深度如空間框架，可以提高剛度，在整體結(jié)構(gòu)，其深度和頂板整個(gè)邊框都有要利于汽車的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度。一個(gè)典型的轎車整體結(jié)構(gòu)如圖6.18所示。 這樣的結(jié)構(gòu)式非常復(fù)雜的幾何形狀，詳細(xì)的應(yīng)力分布只能通過使用有限元方法確定（見6.4節(jié)）。該結(jié)構(gòu)可被描述為一個(gè)“冗余結(jié)構(gòu)”即某些部分可以刪除，結(jié)構(gòu)仍將保持效率較低或更大靈活性的載荷。結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布不僅是載荷的一個(gè)函數(shù)，也是多個(gè)組件的相對(duì)剛度。這個(gè)分析的細(xì)節(jié)超出了本章的范圍（洛克，1975）整體結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)。它使彎曲和扭轉(zhuǎn)更具剛性，它使使比使用底盤和車身時(shí)更低的重量，它可以降低生產(chǎn)成本，并為乘客提供安靜的環(huán)境。