目錄第一章緒論 31.1課題分析和設(shè)計(jì)定位 31.1.1國(guó)內(nèi)外客車發(fā)呈現(xiàn)狀和對(duì)國(guó)內(nèi)都市客車規(guī)定分析 31.2客車工業(yè)發(fā)展 41.2.1客車公司已基本具備獨(dú)立研發(fā)能力 51.2.2客車公司技術(shù)含量較高 61.3國(guó)內(nèi)外客車車身構(gòu)造發(fā)呈現(xiàn)狀及趨勢(shì) 61.3.1國(guó)外客車發(fā)展動(dòng)向 61.3.2國(guó)內(nèi)客車車身構(gòu)造變化 71．4車身承載類型 71.4.1非承載式車身 81.4.2半承載式車身 81.4.3承載式車身 81.5客車車身構(gòu)成及影響車身強(qiáng)度構(gòu)造因素 9第二章車身骨架構(gòu)造與尺寸擬定 122.1骨架設(shè)計(jì)根據(jù) 122.1.1設(shè)計(jì)原則 122.1.2重要技術(shù)參數(shù) 122.1.3車身骨架材料 132.2骨架構(gòu)造設(shè)計(jì)分析 132.2.1左右側(cè)圍骨架構(gòu)造設(shè)計(jì)分析 132.2.2頂蓋骨架構(gòu)造分析 152.2.3前圍骨架構(gòu)造分析 162.2.4后圍骨架構(gòu)造分析 17第三章車身骨架強(qiáng)度計(jì)算分析 183.1車身構(gòu)造受載分析 183.2車身骨架強(qiáng)度計(jì)算 18第四章車身骨架制造工藝分析 264.1矩形管下料 264.2成形 274.3車身骨架焊接 284.3.1骨架焊裝辦法 294.3.2車身骨架五大片組焊 294.3.3整車骨架聯(lián)裝組焊 304.4蒙皮制作及與骨架焊裝 304.5車身骨架與底盤焊接 314.6防銹蝕辦法 314.6.1涂裝前表面預(yù)解決 314.6.2車身防銹 32第五章設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)分析、存在問(wèn)題及解決途徑 335.1設(shè)計(jì)中存在局限性之處 335.2對(duì)設(shè)計(jì)局限性改進(jìn) 34結(jié)束語(yǔ) 35重要參照文獻(xiàn) 36附錄 37

第一章緒論1.1課題分析和設(shè)計(jì)定位1.1.1國(guó)內(nèi)外客車發(fā)呈現(xiàn)狀和對(duì)國(guó)內(nèi)都市客車規(guī)定分析當(dāng)今客車發(fā)展日新月異。例如，每年德國(guó)法蘭克福世界客車展覽會(huì)上均匯集了世界客車領(lǐng)先公司頂尖產(chǎn)品（德國(guó)奔馳公司、尼奧普蘭公司、曼公司，瑞典沃爾沃公司、斯堪尼亞公司等）；她們今天展示全新造型新產(chǎn)品極有也許就是明天客車外形發(fā)展趨勢(shì)。21世紀(jì)對(duì)各種大、中型客車發(fā)展但愿是，在安全、以便、快捷基本上更舒服和環(huán)保，并且充分體現(xiàn)以人為本規(guī)定；詳細(xì)體當(dāng)前，除了“三低”（低污染、低消耗、都市客車低地板）和“三高”（高比功率——良好動(dòng)力加速性、高安全可靠性、高舒服性）以及外觀優(yōu)美、座位適當(dāng)、價(jià)格適中外，在綜合性能方面還應(yīng)當(dāng)有新發(fā)展趨勢(shì)；其中涉及，新技術(shù)（控制整車各個(gè)方面均由計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，為改進(jìn)制動(dòng)性能和操縱性能而形成原則設(shè)備，裝有永磁式緩速器傳動(dòng)系統(tǒng)）、適應(yīng)市場(chǎng)規(guī)定新材料，新工藝（提高車身涂裝工藝原則，逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)模具化）。

歐洲是世界商用車中心，擁有誕生世界第一客車榮耀；在客車誕生100近年今天，依然引領(lǐng)客車工業(yè)方向——從發(fā)動(dòng)機(jī)到變速箱、從底盤到車身；其ECER66安全原則正成為世界原則。歐洲大型客車重要特點(diǎn)是，全承載式車身，發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、扭矩高，且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速呈下降趨勢(shì)（當(dāng)前用柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)速平均為1190r/min）；其中，約80％以上產(chǎn)品采用空氣懸架。這使客車行駛速度加快，加速性、爬坡性、可靠性增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性能、安全性更好；側(cè)傾剛度、行駛平順性、舒服性均有明顯提高。當(dāng)前，它技術(shù)先進(jìn)性重要體當(dāng)前如下4個(gè)方面。

①節(jié)能技術(shù)——采用鋁、鎂合金、塑料，減小客車車身質(zhì)量；研制風(fēng)阻系數(shù)小客車外形，盡量地減少客車空氣阻力；設(shè)計(jì)使用天然氣、甲醇、乙醇等新能源客車。

②環(huán)保技術(shù)——改用無(wú)鉛汽油和電子噴射式汽油機(jī)；安裝廢氣解決裝置；客車零部件材料采用可回收運(yùn)用。

③安全技術(shù)——應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)預(yù)示客車多方位碰撞安全性、翻車時(shí)頂蓋強(qiáng)度和剛度、保證乘車人員生存空間車身構(gòu)造等；外，增長(zhǎng)安全附加裝置和采用高新技術(shù)產(chǎn)品，如安全帶、安全氣囊、防抱死制動(dòng)統(tǒng)（ABS）、加速防滑系統(tǒng)（ASR）、自動(dòng)差速鎖裝置（ASD）、緩速器。

④底盤技術(shù)——采用三段式底盤（半承載式）和無(wú)車架式底盤（承載式），使底盤布置形式呈“柔性化”，以適應(yīng)各種匹配規(guī)定。1.2客車工業(yè)發(fā)展隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車已成為極為重要交通運(yùn)送工具和當(dāng)代社會(huì)象征，汽車工業(yè)在帶動(dòng)其他各行業(yè)發(fā)展中，已日益顯示出其作為支柱產(chǎn)業(yè)作用。車身，作為汽車上三大總成（發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身）之一，已越來(lái)越引起人們注意，并越來(lái)越處在主導(dǎo)地位。據(jù)記錄：客車、轎車、專用車——車身質(zhì)量占整車整備質(zhì)量40～60%；貨車——車身質(zhì)量占整車整備質(zhì)量16～30%；各類車身制導(dǎo)致本，則高于上述比例。因而，僅從這個(gè)意義上來(lái)衡量汽車車身，其經(jīng)濟(jì)效益也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩大總成?？v觀世界汽車工業(yè)沿革，可以看出，當(dāng)代汽車是沿著底盤→發(fā)動(dòng)機(jī)→車身逐漸發(fā)展完善過(guò)來(lái)。這個(gè)發(fā)展過(guò)程不以人們主觀意志為轉(zhuǎn)移，而在很大限度上取決于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)水平和物質(zhì)生活條件。由于汽車與人們尋常生活息息有關(guān)，為了適應(yīng)各種不同目和用途乃至車輛更新?lián)Q代等，其核心在于車身。因而，車身工程是汽車工業(yè)中最年輕而又發(fā)展迅速一種分支?？蛙嚬I(yè)在國(guó)內(nèi)還是一種年輕而布滿朝氣產(chǎn)業(yè)，隨著國(guó)內(nèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展、人民生活水平迅速提高和高速公路連線成網(wǎng)，客車工業(yè)在國(guó)內(nèi)必將有新發(fā)展空間和機(jī)遇?？蛙囀钱?dāng)代社會(huì)中重要交通工具之一。隨著國(guó)內(nèi)都市機(jī)動(dòng)車擁有量迅速增長(zhǎng),都市交通問(wèn)題現(xiàn)已普遍受到關(guān)注。國(guó)內(nèi)國(guó)情決定理解決都市交通問(wèn)題出路在于優(yōu)先發(fā)展都市公共交通。到年,國(guó)內(nèi)城鄉(xiāng)化水平達(dá)45%左右,城鄉(xiāng)化水平每提高1個(gè)百分點(diǎn),城鄉(xiāng)人口新增1000萬(wàn)人。國(guó)內(nèi)都市客車保有量將達(dá)35～40萬(wàn)輛,年運(yùn)送旅客將達(dá)500億人次,都市公共交通在都市交通總出行比例:特大都市達(dá)30%以上,大中都市達(dá)20%以上,基本確立公共交通在都市交通主體地位。在此后5～6年里,國(guó)內(nèi)都市公共交通將迅速發(fā)展,基本實(shí)現(xiàn)都市公共交通當(dāng)代化。依照國(guó)內(nèi)提出“十一五”規(guī)劃目的,都市化水平要達(dá)到中檔發(fā)達(dá)國(guó)家水平。因而，客車對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和增進(jìn)人民生活水平提高發(fā)揮著重要作用。世界各重要客車生產(chǎn)廠無(wú)不應(yīng)用最新科技成果潛心致力于客車新產(chǎn)品研制和開(kāi)發(fā)，不斷地向市場(chǎng)提供有競(jìng)爭(zhēng)力新型客車。全國(guó)各地都市客車是城內(nèi)交通主線命脈。從開(kāi)始，國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)品構(gòu)成發(fā)生了歷史性變化：三大汽車產(chǎn)品產(chǎn)銷量中，客車(含大、中、小、微型)年產(chǎn)銷量初次超過(guò)轎車、載貨汽車，而居前位。為了滿足人民群眾出行需要，除了積極發(fā)展提供應(yīng)個(gè)人使用轎車外，國(guó)內(nèi)以擬定“發(fā)展公共交通為主”道路交通指引方針。因此，客車設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到生產(chǎn)廠家競(jìng)爭(zhēng)存活和廣大乘客生命安全，受到各方面注重與關(guān)注，并且人們對(duì)客車安全性、操縱性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒服性規(guī)定不斷提高?？蛙囌w骨架是客車車身最基本構(gòu)造，起支撐蒙皮和內(nèi)外飾件、承載載荷作用，決定著客車安全性。記錄資料表白，車身是客車自重和價(jià)格重要構(gòu)成某些，占客車自重和制造生本40%-60%，普通它重量又是底盤(含發(fā)動(dòng)機(jī))整備重量0.8-1.2倍，因而減輕車身質(zhì)量是改進(jìn)客車許多指標(biāo)（如載客量、制導(dǎo)致本、燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等）最有效手段之一?？蛙囀菄?guó)內(nèi)當(dāng)前運(yùn)載乘客重要交通工具之一。特別是中、大型客車，由于其運(yùn)載乘客數(shù)量多，使用經(jīng)濟(jì)性好，近年來(lái)得到了迅速發(fā)展，并以其新穎造型、精良制作和優(yōu)越性能，體現(xiàn)了當(dāng)代社會(huì)精神面貌而被人們所愛(ài)慕。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，客車已經(jīng)成為集工業(yè)藝術(shù)、人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力、制造技術(shù)、材料工程和構(gòu)造設(shè)計(jì)等學(xué)科為一體當(dāng)代化工業(yè)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)客車工業(yè)真正開(kāi)始于上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)只能是對(duì)貨車底盤進(jìn)行改裝，扣上一種簡(jiǎn)易車身。通過(guò)40近年發(fā)展，國(guó)內(nèi)客車車身設(shè)計(jì)、制造技術(shù)日新月異，已逐漸跟上國(guó)際潮流，成為世界客車制造大國(guó)，并向世界客車制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)?；谝陨洗笮涂蛙嚫鞣N長(zhǎng)處與良好發(fā)前景以及車身骨架重要性，我畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選取了都市混合動(dòng)力客車車身骨架設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)有：整個(gè)車身蒙皮采用冷張拉預(yù)應(yīng)力點(diǎn)焊接技術(shù)。蒙皮材料采用鍍鋅鋼板,保證了耐腐蝕性。前擋風(fēng)玻璃,后擋風(fēng)玻璃采用鋼化玻璃,側(cè)窗玻璃采用粘貼大幅觀景玻璃，并在恰當(dāng)位置開(kāi)有通風(fēng)窗。骨架采用高強(qiáng)度矩形鋼管組焊閉環(huán)構(gòu)造,且對(duì)車身強(qiáng)度及耐久性進(jìn)行CAE分析,保證整車安全和車身可靠性。低地板設(shè)計(jì)為乘客提供寬敞空間,同步也節(jié)約乘客上車時(shí)間。由于乘客上下車較為頻繁,對(duì)乘客門周邊骨架進(jìn)行加強(qiáng),后部地板采用各種構(gòu)造滿足安裝不同發(fā)動(dòng)機(jī)需求。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)由于引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，客車生產(chǎn)水平有了明顯提高，但在車身加工、裝配、焊接。噴漆等工藝上與國(guó)外水平相差很大，再加之公司生產(chǎn)管理落后，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)大型客車生產(chǎn)工藝水平發(fā)展緩慢。依照這些，我設(shè)計(jì)基本思路定位：根據(jù)國(guó)內(nèi)同類車型設(shè)計(jì)普通辦法，參照國(guó)外同類車型先進(jìn)設(shè)計(jì)辦法，在國(guó)內(nèi)大多數(shù)客車生產(chǎn)矩形與方形管材為重要構(gòu)件，客車車身骨架構(gòu)件壁厚普通不大于2mm，骨架焊接均采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊辦法來(lái)設(shè)計(jì)骨架總成。隨著都市客車市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng),長(zhǎng)途客車舒服性、可靠性、安全性、美觀性必將成為公交市場(chǎng)大勢(shì)所趨。1.2.1客車公司已基本具備獨(dú)立研發(fā)能力國(guó)內(nèi)客車工業(yè)自20世紀(jì)60年代開(kāi)始起步，通過(guò)改裝、仿制、技術(shù)引進(jìn)和中外合資階段，發(fā)展到今天，已經(jīng)基本形成了高、大、中、輕、微各種型式和檔次產(chǎn)品格局。日前，國(guó)內(nèi)客車產(chǎn)品不但基本適應(yīng)公路客運(yùn)和道路狀況規(guī)定，并且在1987年實(shí)現(xiàn)出口，當(dāng)前國(guó)內(nèi)客車產(chǎn)品已出口到世界28個(gè)國(guó)家和地區(qū)。國(guó)內(nèi)客車公司在十幾年前重要是依托一汽集團(tuán)、東風(fēng)公司載貨汽車底盤改裝客車。由于籌劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期底盤為稀缺資源，使“亞星”、“黃?！焙汀伴L(zhǎng)江”等客車公司下決心進(jìn)行車身與底盤一體式自主開(kāi)發(fā)，從而使國(guó)內(nèi)客車公司獲得了今天這樣獨(dú)立地位。在國(guó)外，像國(guó)內(nèi)客車公司這樣具備上萬(wàn)輛規(guī)模獨(dú)立客車廠家?guī)缀鯖](méi)有，雖然是奔馳和沃爾沃公司，也不存在一種單獨(dú)客車實(shí)體，客車產(chǎn)品都是依附于主機(jī)廠而存在。1.2.2客車公司技術(shù)含量較高客車不同于轎車產(chǎn)品，非大批量生產(chǎn)，因而要采用差別化方略；客車零件互換性比轎車好，可以采用“搭積木”式生產(chǎn)方式，運(yùn)用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)零部件總成“作拼盤”，匹配出最佳產(chǎn)品。江淮集團(tuán)老總左延安將這畢生產(chǎn)方式總結(jié)為“買全球，賣全球”。可以說(shuō)，正是這種生產(chǎn)方式，使國(guó)內(nèi)客車工業(yè)在汽車零部件基本還很薄弱狀況下，做到了客車產(chǎn)品在車身設(shè)計(jì)和總成配備上已與國(guó)際接軌。國(guó)內(nèi)大客車產(chǎn)品檔次、配備不但優(yōu)于載貨汽車，并且采用了許多轎車上技術(shù)。ABS、ASR、空氣懸掛、電渦流緩速器、大功率低排放發(fā)動(dòng)機(jī)、“前盤后轂”制動(dòng)系統(tǒng)等這些當(dāng)前只有在技術(shù)引進(jìn)載貨汽車上才干看到配備，在國(guó)內(nèi)高檔客車中已經(jīng)把它們列為“標(biāo)配”。甚至有某些高檔客車上配備，例如，定速巡航控制系統(tǒng)、智能化車內(nèi)氣候集成控制系統(tǒng)等，在諸多高檔轎車上也十分鮮見(jiàn)。汽車行業(yè)專家承認(rèn)，衍生于載貨汽車基本上客車產(chǎn)品，在技術(shù)檔次上大大超過(guò)它先輩。1.3國(guó)內(nèi)外客車車身構(gòu)造發(fā)呈現(xiàn)狀及趨勢(shì)1.3.1國(guó)外客車發(fā)展動(dòng)向歐洲客車產(chǎn)品重要三方面發(fā)展動(dòng)向：1.客車低地板化：客車低地板化，在國(guó)內(nèi)只是近兩年事，并且進(jìn)展緩慢。但在歐洲，客車低地板化已經(jīng)得到了全面普及。在車展上，95%客車是低地板，很少數(shù)都市客車是低入口。低地板化不但體當(dāng)前大中型都市公交車上，就連輕型社區(qū)巴士，甚至更小某些像海獅那樣面包車，涉及小型校車，進(jìn)入車內(nèi)往下一看，也是低地板。在車展外現(xiàn)實(shí)生活中，低地板公交車普及率也相稱高。并且有軌電車和帶“大辮子”無(wú)軌電車，也是低地板。因而，可以說(shuō)，低地板公交客車在歐洲已經(jīng)得到全面普及。新某些公交車，主線沒(méi)有高地板車在運(yùn)營(yíng)。客車行業(yè)發(fā)展，離不開(kāi)零部件行業(yè)支撐。低地板車核心總成是門式橋，國(guó)內(nèi)低地板客車發(fā)展緩慢，很大限度上受制于此。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)門式橋公司，當(dāng)前能大批量生產(chǎn)還沒(méi)有，面對(duì)低地板化這一趨勢(shì)。面對(duì)同樣配備大客車，國(guó)產(chǎn)與合資或技術(shù)引進(jìn)車型相比，總會(huì)令人感到有些差距。盡管配制都同樣，人們還是覺(jué)得國(guó)外品牌車好。其實(shí)就是細(xì)微之處不如人家。因此，國(guó)內(nèi)公司對(duì)此高度注重。別總把細(xì)節(jié)當(dāng)小事。

2.大客車設(shè)計(jì)轎車化：重要設(shè)計(jì)體當(dāng)前如下幾種方面：一是車內(nèi)廣泛使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，座椅靠背后液晶電視更是不在話下。雖然有也許是作為選裝件配備，但這一趨勢(shì)卻十分明顯。二是前風(fēng)擋玻璃頂窗化。轎車車頂可以帶天窗，而大客車車頂有空調(diào)等設(shè)備，不便于完全采用轎車那樣設(shè)計(jì)形式，但就前風(fēng)擋玻璃盡量向上延伸始終到車頂。再向后延伸，使這塊大玻璃即是前風(fēng)擋，又是車頂一某些。大膽設(shè)計(jì)，使車內(nèi)視野和光照度大增，成為當(dāng)今引領(lǐng)潮流一種風(fēng)格，獲得歐洲商用車編輯協(xié)會(huì)(ACE)頒發(fā)歐洲客車年度大獎(jiǎng)尼奧普蘭“星際線”豪華大客車和土耳其TEMSA公司推出雙后橋大客車，其前風(fēng)擋設(shè)計(jì)都具備這一特點(diǎn)。據(jù)說(shuō)，這一設(shè)計(jì)對(duì)車身整體應(yīng)力分布規(guī)定較高，車身各部受力要十分均勻。否則，車身在顛簸狀況下扭動(dòng)，很容易將風(fēng)擋玻璃扭裂甚至扭碎，因此模仿起來(lái)并不那么容易。三是前臉設(shè)計(jì)由“大嘴”轉(zhuǎn)向“小嘴”。與歐洲轎車前臉造型浮現(xiàn)“大嘴”化潮流相反，歐洲大客車前臉設(shè)計(jì)正在浮現(xiàn)“小嘴”化動(dòng)向。由于發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是后置，車頭無(wú)需大“嘴”進(jìn)氣，因此有廠家把車頭設(shè)計(jì)成類似轎車普通風(fēng)格，顯得非常別出心裁。1.3.2國(guó)內(nèi)客車車身構(gòu)造變化1．由單一非承載式→半承載式、全承載式（無(wú)車架）；2．蒙皮裝配由鉚→點(diǎn)焊；3．構(gòu)造由沖壓式→型材骨架式；4．更加注重符合空氣動(dòng)力學(xué)造型；5．將舒服安全放在首位；6．當(dāng)代設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)辦法開(kāi)始在車身設(shè)計(jì)中全面采用；7．大量采用輕金屬和非金屬材料：如Volvo全鋁車身。8．更加注意和注重細(xì)部設(shè)計(jì)；9．車窗由鋁型材推拉式→粘接全密封式；10．中、高檔客車所有采用后置發(fā)動(dòng)機(jī)布置型式。1．4車身承載類型客車是當(dāng)代社會(huì)重要交通工具。大客車按用途不同，可以分為：都市客車、長(zhǎng)途客車、旅游客車和專用客車幾大類。按承載形式分可分為：非承載式、半承載式和承載式車身三大類。1.4.1非承載式車身非承載式車身是指在底盤車架上組裝而成車身，系車架一種，車載荷重要有車架承擔(dān)。這種車身構(gòu)造理論上是不承載?？煞譃榭蚴健⒓沽菏?、綜合式三大類。非承載式車身長(zhǎng)處：1）除了輪胎和懸架系統(tǒng)對(duì)整車緩沖吸振作用外，撓性相交點(diǎn)還可以起到輔助緩沖、恰當(dāng)吸取車架所受扭轉(zhuǎn)變形和減少噪音作用，既延長(zhǎng)了車身使用壽命，又提高了乘坐舒服性；2）底盤和車身可以分開(kāi)裝配，然后總裝在一起，這樣既可簡(jiǎn)化裝配工藝，又便于組織專業(yè)化協(xié)作；3）由于有車架作為整車基本，這樣便于汽車各總成和部件安裝，同步也易于更改車型和改裝成其她用途車輛；4）發(fā)生撞車事故時(shí)，車架還可以對(duì)車身起到一定保護(hù)作用。其缺陷是：1）由于設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不考慮車身承載，故必要保證車架有足夠剛度和強(qiáng)度，從而導(dǎo)致整車自重力增長(zhǎng)；2）由于底盤和車身之間裝有車架，是整車高度增大；3）車駕駛汽車上最大并且質(zhì)量最大零件，因此必要具備有大型壓床及焊接、工夾具和檢查等一系列較復(fù)雜昂貴制造設(shè)備。1.4.2半承載式車身為了減輕大客車自身質(zhì)量，將車身與車架剛性相連，讓車身也參加承載，從而可以恰當(dāng)減輕車架（底架）質(zhì)量，以達(dá)到較合理地運(yùn)用材料目。半承載式車身是一種過(guò)渡型構(gòu)造，車身下部仍保存有“車架”，但是她強(qiáng)度和剛度稍微低于非承載式車架，為了有所區(qū)別起見(jiàn)，普通可將它稱為“底架”。之因此命名為半承載式是出于如下考慮：讓車身也分擔(dān)某些載荷，以此來(lái)減輕車架自重力?？蛙囓嚿頌榘氤休d式，有較強(qiáng)車架縱梁及經(jīng)“牛腿”加強(qiáng)底橫梁。底橫梁與立柱焊接，蒙皮采用鉚接方式與車身骨架相連，蒙皮是非應(yīng)力蒙皮。因而，車身計(jì)算模型中不考慮蒙皮參加應(yīng)力，因此客車車身計(jì)算模型是一種空間桿系構(gòu)造。此外，為了保證構(gòu)件連接處強(qiáng)度和剛度，常在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)附近進(jìn)行加強(qiáng)。這樣在某些構(gòu)件連接處就浮現(xiàn)了比構(gòu)件剛度要大多區(qū)域，形成所謂“剛域”。這種構(gòu)造特點(diǎn)是：車身下部與底架組合為一整體，車身也能分擔(dān)某些彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。但由于保存底架，大客車輕量化受到一定限制。焊后精度較差、調(diào)節(jié)工作量大。1.4.3承載式車身為進(jìn)一步減輕自重及使車身構(gòu)造合理化，在大客車和轎車上采用無(wú)車架承載式構(gòu)造。依照大客車車身上、下部受載限度不同，又分為基本承載式和整體承載式兩種?；境休d式這種構(gòu)造是將車身側(cè)圍腰線如下某些設(shè)計(jì)成重要承載件，車頂則考慮為非承載件。車身地板下面空間可以用作行李艙，然而這種構(gòu)造地板離地距離大，合用于長(zhǎng)途客車和旅游客車。整體承載式這種構(gòu)造整個(gè)車身都參加承載，又名為全承載式車身構(gòu)造。車身上、下部構(gòu)造構(gòu)成一種統(tǒng)一整體，在承受載荷時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)、以強(qiáng)濟(jì)弱，使整個(gè)車身殼體達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。通過(guò)理論分析和構(gòu)造上進(jìn)一步研究，發(fā)揮材料最大性能，設(shè)計(jì)成強(qiáng)度空間構(gòu)造，從而使車身質(zhì)量最輕而強(qiáng)度和剛度最大。整體承載式重要缺陷：1.由于取消了車架，來(lái)自傳動(dòng)系和懸架振動(dòng)噪聲將直接傳給車身，除車廂自身又是易于引起空腔共振箱，因而會(huì)大大惡化乘坐舒服性，為此，必要采用大量隔聲防振材料，從而成本和質(zhì)量都會(huì)有所增長(zhǎng)；2.改型比較困難。據(jù)記錄，客車車身質(zhì)量約占整車質(zhì)量40%-60%，車身成本比例有已經(jīng)超過(guò)來(lái)了50%。因而，車身設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)與否不但影響汽車自身構(gòu)造性能，并且還對(duì)汽車節(jié)能降耗有直接影響。從車身輕量化和車身疲勞強(qiáng)度方面來(lái)考慮，車身開(kāi)發(fā)中人存在著相稱多核心技術(shù)亟待研究解決。正由于如此，國(guó)內(nèi)在“九五”期間就將車身開(kāi)發(fā)技術(shù)列為重點(diǎn)攻克課題之一。大客車車身骨架是大客車重要承載部件，是整車基體。其構(gòu)造性能好壞直接關(guān)系到這個(gè)車使用性能。在構(gòu)造上規(guī)定其滿足汽車總布置規(guī)定；強(qiáng)度上規(guī)定其能受靜載荷和運(yùn)動(dòng)中所受到各種動(dòng)載荷；它必要具備足夠彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，以使車身骨架和裝于其上其她總成和部件在汽車運(yùn)營(yíng)各種工況下，不致產(chǎn)生過(guò)大變形而損壞或破壞汽車正常工作條件；此外在滿足上述條件狀況下，車身骨架質(zhì)量要盡量輕，以達(dá)到節(jié)能節(jié)材目，并易于高速行駛。因而，在保證其各種使用性能前提下，使之重量最小，是車身設(shè)計(jì)中日益關(guān)懷問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)車身輕量化，減少成本，提高整體承載能力重要途徑。1.5客車車身構(gòu)成及影響車身強(qiáng)度構(gòu)造因素骨架是客車車身構(gòu)造主體，與底盤車架一起承受靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷?？蛙囓嚿砥胀ㄓ晌迥承?gòu)成：1.頂蓋骨架——車身頂蓋骨架，將先后左右骨架連，一起構(gòu)成封閉構(gòu)造。同步，供安裝空調(diào)部件、通風(fēng)窗、燈具、行李架、扶手等部件；2.前圍骨架——客車正面車身骨架，供安裝儀表板、前燈具、保險(xiǎn)杠，雨刮、前風(fēng)窗等；3.后圍骨架——客車背面車身骨架，供安裝后風(fēng)窗、后門保險(xiǎn)杠、后燈等；4.左側(cè)圍骨架——客車左側(cè)面車身骨架，供安裝側(cè)窗等；5.右側(cè)圍骨架——客車右側(cè)面車身骨架，供安裝側(cè)窗、乘客門等；五某些骨架與車架組焊在一起構(gòu)成了客車車身圍護(hù)構(gòu)造。車身頂蓋連接側(cè)圍，協(xié)同側(cè)圍一起工作。當(dāng)車身扭轉(zhuǎn)時(shí)，頂蓋重要以剪切變形為主。若車頂抗剪剛度小，將使左右側(cè)圍互相聯(lián)系削弱，從而使車身扭轉(zhuǎn)剛度減少。因而，提高車頂抗剪剛度，合理匹配車頂和側(cè)圍高度，是提高車身剛度重要途徑之一。此外，頂蓋縱梁布置形式對(duì)窗立柱彎矩大小有一定影響，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使頂蓋縱梁呈中間疏兩邊密布置形式。頂蓋橫梁與窗立柱相應(yīng)最佳能使頂橫梁、門立柱、底盤縱梁三者形成封閉環(huán)，以利于力傳遞。頂蓋橫梁弧度對(duì)車身也有影響，恰當(dāng)弧度可以變化車身橫斷面扭心高度，減少車頂蒙皮所受剪力流以及窗立柱彎矩。如果弧度過(guò)大，頂蓋水平抗剪剛度將會(huì)減少。先后圍設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮因素依照造型和發(fā)動(dòng)機(jī)位置而定。前置發(fā)動(dòng)機(jī)除應(yīng)考慮前大燈和轉(zhuǎn)向燈位置、雨刮位置及后風(fēng)窗、后燈位置尺寸外，還應(yīng)考慮：發(fā)動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱和維修以便性。后置發(fā)動(dòng)機(jī)客車則重要依照造型和總布置規(guī)定擬定骨架，如造型美觀、流線型、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門大小。前照燈和尾燈形式、大小等。在強(qiáng)度上，應(yīng)提高受力較大風(fēng)窗上下沿梁、窗立柱。但是增長(zhǎng)窗立柱強(qiáng)度時(shí)應(yīng)注意視野，減小盲區(qū)。為保證整車有足夠扭轉(zhuǎn)剛度，先后圍骨架中最佳能設(shè)立某些斜撐梁。此外還應(yīng)保證可以從前端舉升車輛或由救援車輛從前端牽引。車身側(cè)圍與車架結(jié)合，構(gòu)成了保證車身必要彎曲剛性主元。它特點(diǎn)是：必要開(kāi)設(shè)車門、車窗及輪拱等開(kāi)口，它重要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。規(guī)定必要保證車身功能性——門、窗等，并且有足夠強(qiáng)度剛度。它采用構(gòu)造形式有：輕金屬材側(cè)圍構(gòu)造和鋼制材料側(cè)圍構(gòu)造。采用輕金屬材料側(cè)圍構(gòu)造特點(diǎn)是：以大斷面窗上沿梁作為上承載單元，下承載單元由底盤縱梁構(gòu)成；采用大斷面封閉斷面式門框構(gòu)造和先后立柱構(gòu)造，保證側(cè)圍能承受較大彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。近年來(lái)西方大客車流行一種構(gòu)造就是鋁合金車身，此構(gòu)造合用于采用輕金屬材料側(cè)圍構(gòu)造。采用鋼制材料側(cè)圍構(gòu)造重要承載單元由腰圍梁、底盤縱梁和地板縱梁構(gòu)成。其特點(diǎn)是：采用封閉斷面異型鋼管材料或沖壓焊接成型封閉斷面鋼制材料組焊而成，車門處薄弱點(diǎn)由大斷面門框構(gòu)造構(gòu)成。這種構(gòu)造通過(guò)合理構(gòu)造設(shè)計(jì)可以保證側(cè)圍骨架有較大強(qiáng)度和剛度。決定客車車身強(qiáng)度因素有：側(cè)壁構(gòu)件構(gòu)造尺寸，構(gòu)件連接方式以及側(cè)圍與底盤車架連接方式。當(dāng)車窗開(kāi)度增大側(cè)圍構(gòu)造形式對(duì)車身強(qiáng)度影響增大，即大開(kāi)口破壞了整體剛度。電測(cè)和電算成果表白車窗高度增長(zhǎng)時(shí)車身扭轉(zhuǎn)剛度下降。窗立柱、梁構(gòu)件工作應(yīng)力增大，但高應(yīng)力區(qū)仍在窗立柱和門立柱上。當(dāng)提高窗下沿梁時(shí)整車扭轉(zhuǎn)剛度提高，窗立柱和梁構(gòu)件工作應(yīng)力下降而減少窗上沿梁時(shí)頂蓋彎度提高，水平抗剪下降，窗立柱內(nèi)彎矩下降。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎和制動(dòng)時(shí)側(cè)圍立柱不但承受頂蓋傳來(lái)靜載荷，還承受大量動(dòng)載荷。因而，應(yīng)在側(cè)圍一定位置設(shè)立寬立柱或雙立柱帶連接板，如：門立柱、先后立柱、先后橋區(qū)域等。窗立柱彎曲力矩大小取決于窗立柱與頂蓋連接辦法，增長(zhǎng)窗上沿梁高度能減少窗立柱應(yīng)力。運(yùn)用材料力學(xué)特性有效提高構(gòu)造強(qiáng)度和剛度可以采用斜撐構(gòu)造，它可使骨架式車身構(gòu)造側(cè)圍構(gòu)件彎矩減低，軸向力提高，窗立柱應(yīng)力下降。但是，斜撐結(jié)增長(zhǎng)了軸間開(kāi)門車身構(gòu)造車身剛度不均勻性，使車門處應(yīng)力提高。

第二章車身骨架構(gòu)造與尺寸擬定2.1骨架設(shè)計(jì)根據(jù)2.1.1設(shè)計(jì)原則依照總布置設(shè)計(jì)思路，該車采用是非承載式車身。在車身骨架設(shè)計(jì)中，重要考慮是滿足車身總布置規(guī)定，同步滿足骨架強(qiáng)度和剛度，以及使用環(huán)境和市場(chǎng)定位，因而設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循如下幾種原則：1.在保證車身骨架強(qiáng)度和剛度規(guī)定下，滿足車身總布置造型規(guī)定，如有沖突應(yīng)變化車身總布置。2.盡量保證有良好加工工藝，減少加工難度。3.通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量減少骨架質(zhì)量。4.在設(shè)計(jì)骨架總成構(gòu)造型式時(shí)，應(yīng)充分考慮其系列化變形也許性。5.在保證總布置強(qiáng)度剛度條件下，盡量減少生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。車體骨架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足車身剛度和強(qiáng)度規(guī)定。剛度局限性，將會(huì)引起車身門框，窗框，發(fā)動(dòng)機(jī)艙口及行李箱口等變形，導(dǎo)致玻璃破裂，車門卡死；低剛度必然隨著有低固有振動(dòng)頻率，易發(fā)生構(gòu)造共振和聲響，并削弱構(gòu)造接頭連接強(qiáng)度；此外，還會(huì)影響安裝在底架上總成相對(duì)位置。而構(gòu)造強(qiáng)度不夠則將引起構(gòu)件初期浮現(xiàn)裂紋和疲勞斷裂。大中型客車普通采用骨架式構(gòu)造。這種構(gòu)造骨架普通由扭轉(zhuǎn)剛性很高封閉斷面矩形管構(gòu)成，因而強(qiáng)度和剛度較高，外蒙皮只起裝飾作用。其長(zhǎng)處是：變化客車外形比較容易；車門和窗開(kāi)口部可以增大；外蒙皮無(wú)鉚釘，可以實(shí)現(xiàn)較美麗外觀；采用合理設(shè)計(jì)（優(yōu)化）可以減輕重量。缺陷：所有零件均由焊接裝配，焊接質(zhì)量不易掌握；型材防腐難度較大。2.1.2重要技術(shù)參數(shù)長(zhǎng)×寬×高1×2500×3208㎜軸距/前懸/后懸6000/2580/3420㎜前輪距/后輪距2160/1815㎜乘客門寬度1380㎜最小離地間隙180㎜2.1.3車身骨架材料客車車身骨架材質(zhì)重要采用鋼材或鋁型材。車身蒙皮材質(zhì)重要采用鋼板、鍍鋅鋼板、合金鋁板、工程塑料及玻璃鋼等；車身側(cè)圍蒙皮裝焊采用漲拉預(yù)應(yīng)力組焊工藝或漲拉預(yù)應(yīng)力膠粘焊接工藝，前、后圍弧面與平面采用焊接對(duì)接或膠粘方式?？蛙囅群髧?、輪護(hù)面、行李艙門、保險(xiǎn)杠等材質(zhì)采用玻璃鋼蒙皮。當(dāng)前大多數(shù)客車廠車身骨架材料選用Q235A或20#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，Q235A碳素構(gòu)造鋼，當(dāng)鋼材厚度不大于16mm時(shí)屈服極限≥235，斷裂極限在375-460，延伸率≥26%。20#高檔碳素鋼屈服極限≥245，斷裂極限≥410，延伸率≥25%。兩者力學(xué)性能相似，考慮經(jīng)濟(jì)因素，本設(shè)計(jì)中采用Q235A碳素構(gòu)造鋼。薄壁桿件截面形狀對(duì)其截面特性有很大影響，與剛度關(guān)于截面特性是彎曲慣性矩和扭轉(zhuǎn)慣性矩等。薄壁桿件截面形狀可分為閉口和開(kāi)口兩類，它們截面特性有較大差別。在材料面積和壁厚保持不變狀況下，閉口截面抗彎性能稍次于開(kāi)口截面，但閉口截面扭轉(zhuǎn)慣性矩要比開(kāi)口截面大得多了。因而，從提高整個(gè)車身和構(gòu)件扭轉(zhuǎn)剛度出發(fā)，宜多采用閉口截面，但是還需要考慮構(gòu)成截面其她因素，如構(gòu)造功能、配合關(guān)系以及制造工藝等等。因而，實(shí)際車身骨架構(gòu)件截面形狀往往是比較復(fù)雜。2.2骨架構(gòu)造設(shè)計(jì)分析骨架五大片劃分是骨架設(shè)計(jì)階段需要解決問(wèn)題。在車身骨架構(gòu)造形式基本上，依照車身造型、焊裝工藝和變形控制等方面規(guī)定合理劃分五大片。由于車身骨架構(gòu)造形式不同，骨架五大片劃分有諸各種形式，但無(wú)論哪種劃分形式都應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前工藝水平相適應(yīng)。車身骨架五大片合理劃分：前圍骨架、后圍骨架、左側(cè)圍骨架、右側(cè)圍骨架和頂蓋骨架五大片。2.2.1左右側(cè)圍骨架構(gòu)造設(shè)計(jì)分析車身骨架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足車身強(qiáng)度與剛度規(guī)定。在設(shè)計(jì)左右側(cè)圍時(shí)，無(wú)論哪種承載式車身，都應(yīng)考慮桿件位置。骨架桿件可分為一下三類：1.依照功能規(guī)定設(shè)立，如門柱、窗柱、門檻、門框上橫梁，風(fēng)窗上下橫梁等。2.加強(qiáng)用，如客車頂蓋上縱梁和底架周邊擱梁等。3.為安裝附件而設(shè)立非承載式構(gòu)件，如前圍為安裝車燈而安裝鋼板。顯然，桿件是車身骨架重要承載件，應(yīng)有足夠強(qiáng)度和剛度，并盡量使之構(gòu)成一種持續(xù)完整受力系統(tǒng)。對(duì)于框架構(gòu)造，力合理傳遞形式應(yīng)是讓更多桿件分載，且不浮現(xiàn)力傳遞中斷狀況。半承載式或全承載式車身構(gòu)造車身有效載荷及自重和來(lái)自地面沖擊載荷等，是通過(guò)底橫梁分散到立柱上面使車身柱負(fù)載增大，同步還承受懸掛支撐反力，從而導(dǎo)致危險(xiǎn)區(qū)。由于過(guò)橋區(qū)受力特點(diǎn)及這一部件相對(duì)于整車剛度較弱，從而浮現(xiàn)過(guò)橋區(qū)變形大，鉚釘松動(dòng)及蒙皮鼓動(dòng)等不料現(xiàn)象。因而，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注重過(guò)橋區(qū)立柱懸置問(wèn)題，我采用辦法是，在橫梁處用斜撐，將力分散到裙部立柱與窗立柱處。由于右側(cè)圍乘客門框破壞了右側(cè)圍骨架持續(xù)性，門框處剛性太弱，因此在彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種常用重要工況下，車身骨架最大應(yīng)力點(diǎn)都集中在右側(cè)圍門立柱上角和接近車門幾根窗立柱上下角。而上述工況又以扭轉(zhuǎn)工況更為嚴(yán)重。這種現(xiàn)象已經(jīng)被多次電測(cè)，電算結(jié)算和車身骨架初期斷裂使用實(shí)踐所證明。本設(shè)計(jì)右側(cè)圍上，要開(kāi)設(shè)兩個(gè)乘客門，因此客車右側(cè)圍骨架比左側(cè)圍骨架要復(fù)雜。左側(cè)圍重要考慮跟右側(cè)圍相應(yīng)。圖2-1右側(cè)圍骨架一方面依照底架外伸梁位置決定裙部立柱位置，并在此基本上盡量使其與窗立柱對(duì)齊以構(gòu)成受力封閉環(huán)，裙部立柱采用50*50*1.75㎜矩形管。門柱所受到應(yīng)力比較大，因此門立柱要選用斷面尺寸較大矩形鋼——60*50*2㎜。前門寬度按照總布置規(guī)定選取了1380㎜，與前圍連接問(wèn)題上，采用50*50*2㎜型材來(lái)與前圍右立柱焊接。把窗立柱斷面尺寸選取為70*50*2㎜，側(cè)窗上沿梁要與頂蓋相焊接，腰梁是鋼質(zhì)材料側(cè)圍骨架構(gòu)造重要承載單元，考慮設(shè)計(jì)制造統(tǒng)一，因而它們斷面尺寸須要選取較大——50*50*2㎜。先后輪拱立柱位置要考慮車輪因素，左右輪拱柱、輪拱上橫梁盡量與總布置布置輪壑貼近。為增長(zhǎng)強(qiáng)度，要在窗下梁到地板梁之間放置斜撐，斜撐斷面尺寸為50*50*2㎜。圖2-2左側(cè)圍骨架整車左側(cè)圍骨架要比右側(cè)圍骨架要簡(jiǎn)樸某些，在其上面不用開(kāi)設(shè)乘客門也不開(kāi)設(shè)司機(jī)門。左側(cè)圍重要考慮是與右側(cè)圍相應(yīng)關(guān)系。左側(cè)圍第一立柱也選取一根型材——50*40*2㎜來(lái)和前圍左立柱焊接，它曲線和前圍左立柱曲線相似。左側(cè)圍先后輪拱立柱位置也與右側(cè)圍先后輪拱立柱位置相相應(yīng)，斷面尺寸選取為50*40*2㎜。左側(cè)圍先后輪拱上橫梁位置要與右側(cè)圍相相應(yīng)，斷面尺寸也選取為50*50*2㎜。由于輪拱立柱間距離較大，因此加上斜撐，斜撐斷面尺寸選取為50*50*2㎜，側(cè)風(fēng)窗上邊梁、腰梁是鋼質(zhì)材料側(cè)圍骨架構(gòu)造重要承載單元，與右側(cè)圍相似，它斷面尺寸須要選取較大——50*50*2㎜。2.2.2頂蓋骨架構(gòu)造分析圖2-3頂蓋骨架頂蓋設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。頂蓋安裝件比較多，重要以剪切變形為主，受力不是很大且出于焊接以便性考慮，頂蓋部件選用——50*50*2㎜矩形管，可以滿足強(qiáng)度和剛度規(guī)定，它們曲線和客車頂部曲線相似。車頂安裝一種安全出口，截面積為600*600㎜，安全出口位于中心處。此外考慮到將整個(gè)縱梁制作成先后相通梁，因此將橫梁斷開(kāi)。2.2.3前圍骨架構(gòu)造分析圖2-4前圍骨架前圍骨架設(shè)計(jì)重要是依照總布置前視圖和側(cè)視圖來(lái)擬定。前圍左右立柱要與左右側(cè)圍骨架第一立柱相焊接，由于這兩根立柱受力較大，斷面尺寸選取5040*2㎜，它們曲線和前窗玻璃曲線相配合。前風(fēng)窗上沿梁在俯視圖上曲線和風(fēng)窗玻璃俯視曲線相似，在側(cè)視圖上曲線和風(fēng)窗玻璃側(cè)視曲線相似，斷面尺寸選取為50*50*2㎜，高度比風(fēng)窗玻璃高度稍高一點(diǎn)。風(fēng)窗下沿梁比前風(fēng)窗玻璃下端稍低一點(diǎn)，它俯視曲線和風(fēng)窗玻璃俯視曲線是相似。前圍下橫梁高度依照客車前燈及燈飾高度來(lái)擬定，要比前燈下邊沿高度稍低某些，風(fēng)窗下沿梁和前圍下橫梁之間距離要可以放置燈具、燈飾，斷面尺寸選取為50*50*2㎜。橫梁1與風(fēng)窗下沿梁、前圍下橫梁之間為了增長(zhǎng)構(gòu)造強(qiáng)度，必要放置短立柱，短立柱斷面尺寸選取為50*50*2㎜。風(fēng)窗下沿梁與前圍下橫梁之間短立柱要依照前車燈寬度來(lái)擬定并加裝鋼板以安裝燈具。橫梁與風(fēng)窗下沿梁之間短立柱則要考慮雨刮器寬度及位置。2.2.4后圍骨架構(gòu)造分析圖2-5后圍骨架后圍骨架設(shè)計(jì)要依照客車尾部附件安裝等進(jìn)行。從總布置畫尾部圖分析可知，尾部上要放置后車窗、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門、車燈等。后圍左右立柱要與左右側(cè)圍尾立柱相焊接，斷面尺寸選取為50*40*2㎜，它曲線和客車整車側(cè)圍曲線相似。后窗上橫梁高度比后窗高度稍高一點(diǎn)，俯視曲線和整車后部俯視曲線相似，側(cè)視曲線和后窗上部曲線相似，斷面尺寸選取為50*50*2㎜。后窗下沿梁位置在后窗玻璃下端低一點(diǎn)，水平放置，斷面尺寸50*50*2㎜，它曲線和整車尾部俯視曲線相似。后窗左右兩邊各設(shè)立一根立柱，端面尺寸選取為50*50*2㎜?？偛贾靡勒瞻l(fā)動(dòng)機(jī)擬定了發(fā)動(dòng)機(jī)艙門大小和位置。沿發(fā)動(dòng)機(jī)艙門上沿放置后圍橫梁，斷面尺寸選取為50*50*2㎜，它曲線和客車尾部俯視曲線相似。以上三根橫梁都是不斷開(kāi)，兩端與后圍左右立柱焊接在一起。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙門下邊放置一根橫梁，但為了檢修發(fā)動(dòng)機(jī)以便，要把這根橫梁設(shè)立為活動(dòng)梁，其斷面尺寸選取為50*50*2㎜。

第三章車身骨架強(qiáng)度計(jì)算分析3.1車身構(gòu)造受載分析實(shí)踐表白大客車車身骨架損壞最大危險(xiǎn)應(yīng)力是由于車身受扭時(shí)產(chǎn)生斜對(duì)稱載荷所引起。斜對(duì)稱載荷之因此危險(xiǎn)是由于由薄壁桿件（特別是在開(kāi)口截面）構(gòu)成超靜定空間構(gòu)造受扭時(shí)其個(gè)別桿件急劇變形所致，當(dāng)薄壁桿件兩端被剛性固定而產(chǎn)生約束扭轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)使正應(yīng)力增大?？蛙囓嚿砉羌茏畋∪醐h(huán)節(jié)是在軸距范疇內(nèi)乘客門立柱及其近鄰窗立柱上下角。客車車身受扭得狀況是當(dāng)大客車在崎嶇不平路面上行駛而使車身受扭時(shí)，由于剪力流匯總后來(lái)所形成力會(huì)使頂蓋側(cè)邊梁相對(duì)于腰梁產(chǎn)生位移，這時(shí)，窗立柱和門立柱都將承受縱向彎曲變形，當(dāng)變形量達(dá)到一定限度時(shí)便會(huì)在側(cè)窗上、下角和車門上角產(chǎn)生橫向裂紋，這種損壞現(xiàn)象已為大量使用實(shí)踐所證明。窗立柱和門立柱還會(huì)不會(huì)產(chǎn)生左、右橫向彎曲變形呢？理論分析和使用實(shí)踐都表白不會(huì)浮現(xiàn)這種現(xiàn)象。由于各立柱只有在汽車以較高車速急轉(zhuǎn)彎時(shí)狀況下，站立乘客用手支撐在立柱或窗上框時(shí)才干使立柱受到橫向壓力。用彈簧拉力計(jì)隨車實(shí)測(cè)成果表白，當(dāng)大客車急拐彎時(shí)（此時(shí)最大離心加速度≤0.4g，否則汽車將會(huì)側(cè)翻過(guò)去），人手作用在立柱上瞬時(shí)最大壓力普通不會(huì)超過(guò)體重30%，因此，相對(duì)來(lái)說(shuō)，窗立柱橫向抗彎剛度是可以得到保證。綜上所述可見(jiàn)，大客車在行駛過(guò)程中，車身立柱只考慮其承受縱向彎曲載荷就夠了。3.2車身骨架強(qiáng)度計(jì)算已知值：前軸載荷m=6155.9㎏前輪距B=2160㎜圖3-1左側(cè)圍骨架圖3-2受力分析圖按圖3-1與圖3-2，有如下數(shù)據(jù)：㎝，㎝，㎝，㎝，㎝,㎝；=11.848窗上沿梁截面慣性矩為：㎝；作用在車身上扭矩為：N*m；車身橫截面面積m；剪力流；作用于窗上沿梁和窗下梁縱向力P為：N；㎝；由此得N，同理NP9=2351N此外，已知窗立柱高度㎝。δii和δij統(tǒng)稱為“單位狀態(tài)影響系數(shù)”，△ip稱為“外載荷影響系數(shù)”，δii代表由于單位未知力xi所引起xi方向位移（或轉(zhuǎn)角），δij代表由于單位未知力（或力矩）xj=1所引起xj方向位移（或轉(zhuǎn)角），△ip代表由于外力所引起xi方向位移。為了計(jì)算，如下繪出4種工況下彎距圖：(1)工況0――施加外力如圖3-3（2）工況1――施加水平單位力x1x4x7x10x13x16x19x22圖3-4（3）工況2――施加垂直單位力x2x5x8x11x14x17x20x23如圖3-5（4）工況3――施加單位力矩x3x5x9x12x15x18x21x24如圖3-6圖3-3工況0圖3-4工況1圖3-5工況2圖3-6工況3有了上面數(shù)據(jù)，即可以求得諸系數(shù)值。1.工況[0,1](圖3-3與圖3-4),把數(shù)值代入下式：㎝同理得:,,,,。2.工況[0,2](圖3-3與圖3-5)，數(shù)值代入下式：同理得：，，，，，=145.25703.工況[0,3](圖3-3與3-6)，把數(shù)值代入下式：=同理得：,,,,，4.工況[1,1](圖3-4)，把數(shù)值代入下式：=同理得:，，，，，.5.工況[2,2](圖3-5)，把數(shù)值代入可得：同理得：,,,,,,6.工況[3,3](圖3-6)，把數(shù)值代入可得：==，同理得：，，，，，,7.按工況[1,0][2,0][3,0][1,1][2,2][3,3]來(lái)計(jì)算[1，2]=[2，1]，[1，3]=[3，1]，[2，3]=[3，2]工況[1,2](圖3-4與圖3-5)，=,同理得：，，，，，，，，，-8.工況[1,3](圖3-4與圖3-6)，把數(shù)值代入下式：,同理得:,,,,,，，，，，，9.工況[2,3](圖3-5與圖3-6)，把數(shù)值代入：，同理得：，，，，，，，把以上數(shù)據(jù)帶入下式：…………可求得未知力：，，，，，，，，，，，，，，，，，，,,，，，計(jì)算程序見(jiàn)附錄。以第二跨為例，在之間得彎矩圖如下圖。圖3-7第二跨彎矩圖點(diǎn)B彎矩==1382.0695，在點(diǎn)D,窗上梁彎矩為=--=1382.0695+221.522×1.6=1736.5047窗立柱3彎矩為=+=+1736.5047=2點(diǎn)C彎矩為=+(-)1.37+1.37=15121.2262立柱3界面抗彎模量為==18.432㎝，因此立柱3中應(yīng)力為：=188.5MPa由以上可求得各立柱應(yīng)力為：

σ1=167.6MPa σ2=110.5MPa σ3=188.5MPa σ4=189.0 σ5=135.0MPa σ6=202.6MPa σ7=203.4MPa σ8=157.2MPaσ9=132.8MPa由以上成果知：=175.91σ7=203.4MPa<[]=235MPa因此此設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度規(guī)定。

第四章車身骨架制造工藝分析本設(shè)計(jì)車身骨架采用矩形管組焊構(gòu)造,具備強(qiáng)度高、重量輕長(zhǎng)處。側(cè)圍及頂蓋均采用通長(zhǎng)橫梁貫穿,既增長(zhǎng)表面平整度,又減少吊運(yùn)過(guò)程中變形。頂蓋邊弧度采用小圓弧過(guò)渡,這在近幾年客車行業(yè)是非常流行。車身側(cè)圍蒙皮采用冷張拉工藝,頂兩側(cè)蒙皮采用滾壓工藝,以提高車身平整度。側(cè)窗采用整幅粘貼構(gòu)造,保證乘客可以有足夠觀景效果,同步在先后部開(kāi)有通風(fēng)窗,保證室內(nèi)空氣流通,減少疾病傳遞,玻璃采用綠色環(huán)保顏色,防止太陽(yáng)紫外線輻射,能較好地保護(hù)乘客。車身骨架普通采用矩形鋼管焊接而成。對(duì)于半承載式和全程承載式車身，它與車架或車身底架一起承受所有載荷作用（雖然是非承載式車身），車身骨架也要承受一定載荷作用，對(duì)于強(qiáng)度和剛度有一定規(guī)定。車身骨架強(qiáng)度除了決定于車身骨架構(gòu)造形式和矩形鋼管截面尺寸外，還受到焊縫質(zhì)量和焊接頭處應(yīng)力集中影響。而車身骨架浮現(xiàn)初期斷裂，多發(fā)生在焊縫上或焊縫附近。保證焊縫質(zhì)量，減小接頭處應(yīng)力集中，可有效地防止車身骨架初期斷裂。在車身裝配中，車身骨架是車身基本。它尺寸、形狀和誤差直接影響車身裝配件安裝。因而，必要對(duì)它尺寸和變形進(jìn)行嚴(yán)格控制?？蛙囓嚿砉羌鼙诤癫淮笥?㎜，骨架焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，（用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，減少熱影響區(qū)，也減少了金屬受熱變形和整個(gè)骨架焊接變形。）在焊接胎具上組焊而成，其制造過(guò)程涉及矩形管下料→成形→車身骨架各大片（前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍和頂蓋骨架）組焊→車身骨架各大片聯(lián)裝組焊。4.1矩形管下料矩形管下料普通采用鋸片切割機(jī)切割和矩形管沖斷模剪切兩種辦法。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)使用手動(dòng)送給砂輪鋸片切割機(jī)，基本上能滿足生產(chǎn)需要，但存在著嗓音大，粉塵污染嚴(yán)重，切口毛刺多等缺陷。所在，需要尋找矩形管切斷工藝新辦法。因而，產(chǎn)生了運(yùn)用矩形管沖斷模剪切矩形管工藝。矩形管沖斷模是運(yùn)用剪切原理剪切矩形管。矩形管在切割刀、活動(dòng)凹模和固定凹模共同作用下被剪切切斷。矩形管沖斷模剪切速度快，沒(méi)有環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益好，但矩形管剪切斷面容易產(chǎn)生變形。因而，減小剪切斷面變形是沖斷模剪切工藝核心。矩形管剪切切斷過(guò)程：矩形管放置有水平放置和對(duì)角放置兩種形式。由于放置位置不同，其剪切過(guò)程各有特點(diǎn)。對(duì)于對(duì)角放置矩形管，剪切過(guò)程涉及形成切口、剪切矩形管上兩邊和剪切下兩邊三個(gè)階段。在沖載力作用下，切割刀刀尖在矩形管上沖出與切割刀厚度等長(zhǎng)切口。切割刀與活動(dòng)凹模刃共同作用，剪切矩形管上兩邊。此時(shí)，活動(dòng)凹模重要作用是夾持矩形管，減小剪切斷面變形，活動(dòng)凹模刃對(duì)材料剪切作用比較小。在這個(gè)階段中，與切割刀厚度等寬廢料在切割刀作用下，向內(nèi)彎曲。隨著剪切過(guò)程進(jìn)行，切割刀和固定凹模刃共同作用，剪切矩形管下兩邊。此時(shí)，固定凹模刃對(duì)材料剪切作用很大，并且在外側(cè)支承剪切斷面，使剪切斷面不產(chǎn)生變形。剪切斷面變形涉及局部產(chǎn)生凹陷和剪切斷面被壓扁兩種狀況。通過(guò)剪切過(guò)程分析，可以懂得剪切斷面變形產(chǎn)生在形成切口和剪切上兩邊階段。在剪切矩形管上兩邊階段中，通過(guò)減小切割刀夾角β，可有效地減小剪切斷面變形。因此，剪切斷面變形重要產(chǎn)生在形成切口階段。剪切斷面變形決定于矩形管支承剛度、剪切速度和沖載力等因素。矩形管支承剛度大，切割刀尖鋒利，剪切速度快，沖我力小，剪切斷面變形小。矩形管支承剛度與矩形管放置位置和切口位置關(guān)于。矩形管對(duì)角放置支承剛度比水平放置大；水平放置矩形管，切口在兩側(cè)支承剛度比切口在中間大。4.2成形矩形管彎曲成型是異形構(gòu)件加工中最重要、最復(fù)雜一道工序。其加工辦法各種各樣，有手工壓形、滾壓成形、模具壓形和彎?rùn)C(jī)管彎形等辦法。1.手工壓形這種加工辦法靈活，合用范疇廣，對(duì)某些三維或多曲率組合管件比較實(shí)用，但效率低，人工量大，曲線不光滑，難以大批量生產(chǎn)。2.滾壓成形這種加工辦法非常適合單一曲率構(gòu)件加工，經(jīng)滾壓后構(gòu)件曲線光滑，但同樣存在效率低，一根構(gòu)件需多次滾壓才干成形缺陷。3.模具壓形特點(diǎn)是效率高，適合批量生產(chǎn)，缺陷是對(duì)管件材質(zhì)規(guī)定高，回彈要一致，同步對(duì)不同曲率管件，需制作不同模具，模具投入量較大，模具擬定后，壓制不同批次材料，回彈不一，難以調(diào)節(jié)。4.彎?rùn)C(jī)管彎形上述三種工藝對(duì)于加工曲率半徑大構(gòu)件比較適合，而對(duì)于某些小曲率半徑構(gòu)件，就顯得力不從心，或難以適應(yīng)大批量生產(chǎn)，先進(jìn)數(shù)控彎?rùn)C(jī)管就能達(dá)到此類構(gòu)件規(guī)定?？蛙図斏w骨架中頂橫梁便是一種典型構(gòu)件。使用數(shù)控彎管機(jī)可一次加工完畢，該機(jī)床由微機(jī)控制，油路系統(tǒng)裝有液壓伺服閥，X向和Y向均裝有位移傳感器，在彎形中保證兩個(gè)方向位移量符合全成曲線坐標(biāo)值，如有不對(duì)，計(jì)算機(jī)能及時(shí)得到反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)。Y方向值越大，表達(dá)彎曲率越大，反之越小。該機(jī)自動(dòng)化限度高，效率高，應(yīng)用范疇廣，能適應(yīng)各種不同曲率構(gòu)件，以及多曲率組合構(gòu)件，不需投入大量模具，使用以便，彎出構(gòu)件與樣板貼合度普通不不不大于2㎜。由此，在矩形管彎曲限度不同步，彎曲成型辦法也有所區(qū)別，對(duì)于彎曲半徑?。≧=200～300㎜）矩形管彎曲件，普通多采用彎管機(jī)彎曲成型；對(duì)于彎曲半徑不不大于500㎜矩形管彎曲件，普通采用彎曲模壓制成型。4.3車身骨架焊接客車車身骨架合裝是國(guó)內(nèi)客車生產(chǎn)廠家大批量生產(chǎn)時(shí)普遍采用生產(chǎn)工藝,也是提高生產(chǎn)線生產(chǎn)效率重要途徑,分為五大總成合裝和六大總成合裝兩種形式。五大總成合裝是指將客車車身前、后圍骨架總成,左、右側(cè)圍骨架總成和大頂骨架總成分別在地面胎具上組合焊接后,在合裝胎具上將它們組裝在一起。六大總成合裝是指在五大總成合裝基本上,將地板骨架同步合裝。合裝多數(shù)是在批量生產(chǎn)線第一工位進(jìn)行。因而,合裝質(zhì)量、生產(chǎn)效率直接影響到整個(gè)生產(chǎn)線效率。六大總成合裝有如下長(zhǎng)處:（1）有助于生產(chǎn)線柔性化生產(chǎn),日產(chǎn)能可提高20%左右。（2）減少了因焊接引起骨架總成焊接部位局部變形。（3）車身骨架平直度明顯提高,不校直即可達(dá)到技術(shù)規(guī)定。（4）提高了地板骨架組焊精度和組焊生產(chǎn)效率。因而本設(shè)計(jì)決定采用六大總成合裝。多數(shù)廠家合裝工藝是左、右側(cè)圍骨架總成分別以窗上縱梁為定位基準(zhǔn)點(diǎn),其詳細(xì)工序是:（1）將左、右側(cè)圍骨架總成立放固定到合裝胎具左右固定座上。（2）將左右固定座推動(dòng)到車身寬度尺寸后合裝胎具座固定。（3）將地板骨架總成與左右側(cè)圍骨架連接。（4）將大頂骨架用吊車吊起來(lái),轉(zhuǎn)運(yùn)并水平固定（5）將大頂骨架總成與左右側(cè)圍骨架用焊接或鉚接方式進(jìn)行連接。（6）將先后圍骨架總成與左右側(cè)圍骨架總成和大頂骨架總成進(jìn)行連接,構(gòu)成車身整體骨架。在左右側(cè)圍骨架總成上。整車構(gòu)造由左、右側(cè)，前、后圍和頂骨架五大片先用組焊胎具分別組焊，然后與底盤底架組焊成一體。本設(shè)計(jì)采用五大片總成合裝工藝。其合裝順序可按照如下兩種方式進(jìn)行布置:（1）固定左(右)側(cè)圍骨架總成→固定大頂骨架總成→固定前(后)圍骨架總成。（2）固定左(右)側(cè)圍骨架總成→固定前(后)圍骨架總成→固定大頂骨架總成。實(shí)際生產(chǎn)中,第一種工序布置較第二種工序布置有助于員工操作。在此工序中,合裝胎具在生產(chǎn)中重要起作用是:(1)定位;(2)固定左右側(cè)圍骨架;(3)保證車身總寬度。車身骨架是保證車身強(qiáng)度和剛度而構(gòu)成空間框架構(gòu)造，車身骨架焊裝就是骨架從構(gòu)件散件到部件、分總成再到總成制造過(guò)程。車身骨架普通是采用矩形棺材，用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，在組胎具焊接而成空間構(gòu)造。焊縫質(zhì)量和焊接變形重要取決于焊接規(guī)范參數(shù)選取。骨架尺寸和形狀誤差決定與組焊胎具精度、骨架構(gòu)件精度和焊接變形控制。車身骨架組焊后需要檢查和整形。車身骨架組焊是先進(jìn)行各大片組焊然后五大片聯(lián)合組焊，形成整車車身骨架。從焊裝工藝和變形控制方面來(lái)看，骨架五大片應(yīng)為封閉構(gòu)造，這樣在各大片組焊時(shí)骨架變形能得到最有效控制減小定位誤差和五大片聯(lián)裝組焊時(shí)焊接變形，減小骨架移動(dòng)時(shí)變形。并且骨架五大片聯(lián)裝組焊時(shí)，焊縫少，容易施焊，裝配間隙比較容易保證，平面內(nèi)焊接受縮變形方向基本一致。4.3.1骨架焊裝辦法CO氣體保護(hù)焊亦稱CO電弧焊，是50年代中期發(fā)展起來(lái)一種新焊接技術(shù)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)在機(jī)車車輛制造、汽車制造、船舶制造等方面應(yīng)用十分普遍，也是客車制造行業(yè)重要焊裝辦法。之因此應(yīng)用普遍是由于CO電弧焊具備許多長(zhǎng)處：1.焊接成本低。2.生產(chǎn)效率高。3.焊接質(zhì)量高。4.合用范疇廣。5.這是一種明弧焊接法，可以觀測(cè)到電弧和熔池，便于監(jiān)視和控制，不需要清渣。車身骨架采用CO氣體保護(hù)焊焊接。焊縫質(zhì)量對(duì)骨架強(qiáng)度有重要影響，焊接規(guī)范參數(shù)選取，是影響焊縫質(zhì)量核心。影響焊縫質(zhì)量焊接缺陷有未焊透，焊縫加強(qiáng)高過(guò)大、氣孔和金屬飛濺嚴(yán)重。而焊接規(guī)范參數(shù)合理選取能有效防止和減小焊接缺陷，獲得良好焊接工藝性。4.3.2車身骨架五大片組焊骨架構(gòu)件在組焊胎具上定位、夾緊和焊接，組焊成骨架各大片。骨架組焊質(zhì)量涉及焊縫質(zhì)量和骨架變形限度。自此，組焊時(shí)應(yīng)注意減小焊接變形和減少焊接缺陷。1．合理選取焊接規(guī)范參數(shù)。骨架構(gòu)件在組焊胎具上組裝時(shí)，焊縫應(yīng)保存0.3～0.5㎜裝配間隙，這樣有助于減小焊縫加強(qiáng)高，加大焊縫熔深。避免了為加大焊縫熔深而增大焊接電流，使焊接變形和熱影響區(qū)增大。并注意焊絲質(zhì)量對(duì)焊縫機(jī)械性能影響。關(guān)于焊接規(guī)范參數(shù)選取，對(duì)焊接變形和焊縫質(zhì)量影響；2．胎具夾緊力。組焊胎具加快裝置重要作用是防止骨架構(gòu)造角變形和扭曲變形。對(duì)其平面收縮變形，如任其自由收縮變形，有助于減小焊件殘存應(yīng)力，提高車身骨架疲勞強(qiáng)度。因而，胎具夾緊力應(yīng)恰當(dāng)；3．如果各大片骨架能劃提成若干個(gè)小組焊件組焊，不但能縮短生產(chǎn)周期，利于新車型開(kāi)發(fā)，并且可以使那些不對(duì)稱或收縮力較大焊縫能自由收縮，而不影響骨架組焊精度，從而減小了焊接變形；4．選取合理焊接順序。合理焊接順序能使骨架焊接變形和殘存應(yīng)力達(dá)到最小，焊接順序選取要依照詳細(xì)骨架構(gòu)造，在控制整個(gè)骨架誤差條件下，保證骨架配合某些精度，而恰當(dāng)減少非配合某些精度；5．對(duì)焊縫加強(qiáng)高進(jìn)行打磨。焊縫加強(qiáng)高不但影響骨架外觀質(zhì)量，也減少骨架疲勞強(qiáng)度。磨去焊縫加強(qiáng)高，可以減少接頭應(yīng)力集中。打磨方向應(yīng)與接頭受力方向一致。如果焊縫內(nèi)部沒(méi)有明顯缺陷，接頭疲勞強(qiáng)度可以提高到和母材強(qiáng)度相似。4.3.3整車骨架聯(lián)裝組焊整車骨架聯(lián)裝組焊質(zhì)量重要決定于骨架五大片正擬定位。骨架定位形式有內(nèi)定位和外定位兩種。內(nèi)定位采用內(nèi)定位架定位，外定位采用組裝胎定位。內(nèi)定位架為先后各一種，分別橫向安裝在車架先后橋附近，側(cè)圍骨架組焊高度和整車寬度由內(nèi)定位架定位，但對(duì)先后圍骨架沒(méi)有直接定位作用。內(nèi)定位架使用以便，構(gòu)造簡(jiǎn)樸，但骨架合裝定位誤差大，組焊精度差。骨架五大片組裝胎是一種抱負(fù)工藝裝備。左右側(cè)圍骨架由合裝夾具定位夾持，在液壓系統(tǒng)操縱下，左右移動(dòng)，使側(cè)圍骨架與車架或車身底架橫梁對(duì)齊，在相應(yīng)部位進(jìn)行預(yù)焊。先后圍骨架也安裝在合裝夾具上，移動(dòng)完畢合裝定位，在側(cè)圍和先后圍骨架連接處進(jìn)行預(yù)焊。然后吊入頂蓋總成，進(jìn)行預(yù)焊。整車骨架合裝后，進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊焊接。運(yùn)用組裝胎組焊整車骨架，組焊精度高，質(zhì)量好。4.4蒙皮制作及與骨架焊裝車身蒙皮是覆蓋在客車車身骨架外表面構(gòu)件，普通分為前圍蒙皮、后圍蒙皮、頂蓋蒙皮和側(cè)圍蒙皮四某些，普通焊接在骨架上。整個(gè)車身蒙皮采用冷張拉預(yù)應(yīng)力點(diǎn)焊接技術(shù)。車身蒙皮制作受其采用材料、蒙皮與車身骨架連接方式、自身形狀構(gòu)造、蒙皮類型、生產(chǎn)批量等條件制約。1.前圍蒙皮依照造型和空氣動(dòng)力學(xué)原理，規(guī)定前圍蒙皮與頂蓋蒙皮和側(cè)圍蒙皮連接處采用圓弧過(guò)渡，普通前圍蒙皮側(cè)視、俯視均為一種或各種圓弧連接而成。前圍蒙皮與前圍骨架連接形式普通有焊接、貼接、鉚接。前圍蒙皮材料普通壁厚為1㎜冷軋鋼板，采用焊接、鉚接連接形式。鉚接形式由于鉚釘突出影響外觀，且為腐蝕源，因此逐漸被裁減。相比較而言則焊接形式運(yùn)用比較普遍，對(duì)于玻璃鋼前圍蒙皮普通采用粘接與鉚接相結(jié)合連接形式。2.后圍蒙皮后圍蒙皮是覆蓋在后圍骨架上構(gòu)件，與前圍蒙皮同樣，它跟頂蓋蒙皮與側(cè)圍蒙皮連接處采用圓弧過(guò)渡；側(cè)視和俯視均為一種或各種圓弧過(guò)渡而成。因而它是由各種復(fù)雜空間曲面構(gòu)成。后圍蒙皮普通采用材料為1㎜冷軋鋼板或玻璃鋼。制作工藝與前圍蒙皮制作工藝相似。3.頂蓋蒙皮頂蓋蒙皮是覆蓋在頂蓋骨架外表面構(gòu)件。整車造型設(shè)計(jì)規(guī)定頂蓋蒙皮線條流暢，特別是與側(cè)圍蒙皮過(guò)渡“光線”筆直劃一。圓滑流暢。此外頂蓋蒙皮密封也是十分重要。頂蓋蒙皮普通采用壁厚為1㎜或0.8㎜冷軋鋼板，而當(dāng)前市場(chǎng)鋼板規(guī)格決定了頂蓋蒙皮必要分塊。當(dāng)前市場(chǎng)卷板最寬1.5m，而大客車頂蓋蒙皮普通都等于2.5m，因而頂蓋蒙皮普通分為三塊，由頂蓋左、右側(cè)蒙皮和中蒙皮構(gòu)成，其長(zhǎng)度較長(zhǎng)。左右兩塊對(duì)稱，這樣易于車頂密封。將蒙皮置于車頂與骨架貼實(shí)自然成型后進(jìn)行焊裝即可。4.側(cè)圍蒙皮側(cè)圍蒙皮由于需要張拉焊裝，普通在骨架合裝后生產(chǎn)線上焊裝。焊接重要采用點(diǎn)焊，也有用CO保護(hù)焊進(jìn)行塞焊。隨著客車耐腐蝕規(guī)定提高，許多耐腐蝕能力較好新型材料應(yīng)用于側(cè)圍蒙皮，限于與骨架固定連接鉚接、焊接不能，滿足進(jìn)而浮現(xiàn)了粘結(jié)方式。粘結(jié)是運(yùn)用高強(qiáng)度彈性粘結(jié)劑依照一定工藝規(guī)定將蒙皮與骨架緊密地固定在一起。粘結(jié)由于蒙皮和骨架被粘結(jié)劑隔開(kāi)，從而避免了金屬間接觸腐蝕，延長(zhǎng)了使用壽命。由于彈性粘結(jié)，粘結(jié)劑可補(bǔ)償骨架制作誤差，使用一定工裝容易保證蒙皮表面平整。一方面減少噪聲，另一方面緩沖因骨架變形而對(duì)蒙皮作用力。4.5車身骨架與底盤焊接將涂裝竣工車身吊裝究竟盤總成上，采用焊接辦法將車身—底盤連為一體，該裝配工藝被稱作車身與底盤合裝，亦稱為扣合。實(shí)現(xiàn)車身與底盤合裝核心技術(shù)是車身在底盤上定位和車身與底盤合裝連接構(gòu)造。車身與底盤合裝連接部位普通在兩個(gè)位置。1.車架橫梁外端——車身側(cè)壁立柱，其構(gòu)造如下圖：為了避免在扣合過(guò)程中發(fā)生干涉現(xiàn)象，橫梁外端與立柱間必要留有10～20㎜間隙，通過(guò)具備尺寸補(bǔ)償性質(zhì)連接板用焊接辦法連接起來(lái)。普通在車身焊裝時(shí)就將連接板焊接在立柱上成為固定端，以防止在合裝時(shí)，焊接產(chǎn)生高溫將外蒙皮涂層損壞。2.橫梁外端——車架縱梁。其構(gòu)造如下圖：在橫梁內(nèi)端—車架縱梁間留有間隙，并通過(guò)連接板用焊接辦法將兩者連接起來(lái)。用吊車將車身吊放在底盤上，調(diào)節(jié)好車身與底盤互相位置后，用連接板將車身—底盤焊接連接起來(lái)。4.6防銹蝕辦法4.6.1涂裝前表面預(yù)解決對(duì)金屬零件而言，涂前表面預(yù)解決重要涉及脫脂、除銹、除氧化皮及化學(xué)轉(zhuǎn)化膜解決（磷化、鈍化等），同步也涉及除舊漆和對(duì)塑料件特種化學(xué)解決。1.脫脂辦法重要涉及有機(jī)溶劑清洗和堿液清洗。影響脫脂質(zhì)量重要因素有脫脂溫度、脫脂時(shí)間、脫脂中機(jī)械作用，以及脫脂劑構(gòu)成和用法等。在實(shí)際生產(chǎn)中，很少采用單一辦法脫脂，而是通過(guò)各種物質(zhì)協(xié)同作用以提高脫脂效果。脫脂效果好壞，直接影響著涂料和底材附著力，也是形成優(yōu)良磷化膜先決條件，必要引起足夠注重。2.金屬在成型或貯存。加工過(guò)程中，在金屬表面容易形成氧化皮或銹蝕，在涂裝前必要把它們除去。除銹辦法有物理法和化學(xué)法。3.由于除去氧化皮或油膜后金屬表面處在高度活性狀態(tài)，很容易受周邊介質(zhì)影響而再次生成氧化物。氫氧化物等附著在金屬表面，影響涂裝質(zhì)量?？蛙囃垦b慣用解決辦法有磷化、鈍化等。磷化膜具備如下作用：第一，在徹底脫脂基本上，提供清潔、均勻、無(wú)油表面。第二，由于物理和化學(xué)作用，增強(qiáng)了有機(jī)涂膜對(duì)金屬底材附著力。第三，提供了穩(wěn)定不導(dǎo)電隔離層，一旦涂膜破損，它具備抑制腐蝕作用。4.6.2車身防銹泥水和潮氣侵入車廂以及在車身內(nèi)積存泥水，都會(huì)導(dǎo)致車身構(gòu)造產(chǎn)生銹蝕。因而，需在構(gòu)造設(shè)計(jì)上防止積存泥水。對(duì)于難以密封部位則應(yīng)設(shè)法保證排水暢通，以使之迅速干燥。隨著高速公路上噴灑融雪藥劑用量增長(zhǎng)，已有各種防銹蝕辦法應(yīng)用于大客車上。如車體重要部位：地板下框架和車身裙部骨架等，除了采用輕金屬和樹(shù)脂材料外，重要用刷涂第二遍防銹跡工藝，提高防銹蝕能力。車身骨架和地板下框架，因強(qiáng)度和剛度因素，仍承襲本來(lái)構(gòu)造部位不能更換材料，而是采用在作完普通防銹蝕解決后，再噴涂第二遍防銹劑。

第五章設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)分析、存在問(wèn)題及解決途徑5.1設(shè)計(jì)中存在局限性之處一方面，該骨架達(dá)到了總布置設(shè)計(jì)目的。前風(fēng)窗骨架尺寸使前圍流線型和前照燈配合，外觀造型美觀。強(qiáng)度和剛度滿足各種工況。頂蓋骨架可以承載大型空調(diào)，提高了乘坐舒服性。但是由于缺少經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也許有不符合實(shí)際狀況浮現(xiàn)。大學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)具備局限性，加上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)局限性，很難將設(shè)計(jì)做完全對(duì)的。該骨架采用是老式型鋼骨架構(gòu)造，在保證其強(qiáng)度同步，也增長(zhǎng)了重量，而當(dāng)前客車規(guī)定是輕量化設(shè)計(jì)，新材料適應(yīng)例如鋁合金車身使用可以減輕車身重量。但是本設(shè)計(jì)對(duì)采用新材料（如鋁合金）能否使骨架綜合性能提高問(wèn)題討論不多。細(xì)節(jié)方面，各種型號(hào)大型客車構(gòu)造形式從總體上來(lái)看相差不遠(yuǎn)，骨架總成普通均有門，窗立柱，前風(fēng)窗上下梁，以及裙邊梁等重要構(gòu)件構(gòu)成一種持續(xù)完整受力系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是通過(guò)立柱與底架外伸梁連接，共同承受來(lái)自路面載荷，這就使它必要具備足夠強(qiáng)度和剛度。由于此種車身構(gòu)造型式還保存有底架，因而，客車輕量化受到一定限制。此外，再依照總布置和各某些強(qiáng)度和剛度需要，需要在某些部位增添某些用于固定某些構(gòu)件或堅(jiān)強(qiáng)用斷梁和斜撐，以及角鋼等。從工藝角度來(lái)看，與世界水平相比，國(guó)內(nèi)制造工藝手段比較落后，在曲面外型上要保證門窗及燈良好配合比較困難。并且，由于設(shè)計(jì)不完美因素，車身輕量化問(wèn)題也解決得不夠，使車身自重較大。該車車身骨架設(shè)計(jì)采用老式設(shè)計(jì)辦法，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)，大量使用尺寸相近矩形管，作為重要受力桿件，同步還可以使工藝簡(jiǎn)樸。除先后圍和頂拱矩形管需壓成弧形，別的骨架都不需要沖壓成型。為了滿足車身強(qiáng)度和剛度規(guī)定，使骨架構(gòu)成一種封閉持續(xù)完整構(gòu)造，需合理布置各桿件位置，對(duì)的焊接工藝也是提高強(qiáng)度前提。該車采用了半承載式構(gòu)造，使整個(gè)車身都參加承載。由于車身上下部構(gòu)造形式形成一種統(tǒng)一整體，在承受載荷時(shí)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，其自身就可以依照自然法則，自動(dòng)調(diào)節(jié)，以強(qiáng)濟(jì)弱，使整個(gè)殼體達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)。因而，如果能從理論分析和構(gòu)造設(shè)計(jì)上進(jìn)行進(jìn)一步探討。以發(fā)揮材料最大潛力，就有也許使其質(zhì)量最小而強(qiáng)度和剛度得到滿足。此外，只要變化側(cè)圍立柱和底架橫梁數(shù)量或位置，就可以制成各種不同容量車身，使車身系列化稱為也許。5.2對(duì)設(shè)計(jì)局限性改進(jìn)近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步和有限元理論發(fā)展，對(duì)客車車身這種復(fù)雜構(gòu)造已成功進(jìn)行了分析和優(yōu)化。當(dāng)前所能解決構(gòu)造越來(lái)越復(fù)雜精致，當(dāng)前較為先進(jìn)設(shè)計(jì)辦法是采用大量異型鋼管和運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，同步，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行車身構(gòu)造有限元分析，這樣，可以精確計(jì)算車身各點(diǎn)應(yīng)力，可以更好優(yōu)化設(shè)計(jì)車身，以達(dá)到車輛輕量化。分析研究新材料特性，不斷創(chuàng)新，可以將車身重量減輕同步保持車身足夠強(qiáng)度和剛度。不斷創(chuàng)新，采用新設(shè)計(jì)方案，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)辦法，采用新構(gòu)造，可以節(jié)約材料。

結(jié)束語(yǔ)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，開(kāi)始時(shí)間比較早，準(zhǔn)備比較充分，事前查閱了大量資料，用到了諸多學(xué)過(guò)知識(shí)，同步也遇到了此前沒(méi)遇到過(guò)問(wèn)題和困難，盡管有些問(wèn)題在教師和同窗協(xié)助下得到了比較好解決，但由于自己知識(shí)缺少和狹隘、對(duì)實(shí)際狀況不理解以及對(duì)國(guó)標(biāo)不熟悉，使得有些問(wèn)題到最后還沒(méi)有解決，例如車身輕量化，通過(guò)有限元對(duì)客車車身強(qiáng)度和剛度計(jì)算分析再例如設(shè)計(jì)合理性方面等等，但愿在后來(lái)實(shí)踐和工作中解決這些畢業(yè)設(shè)計(jì)中困擾我問(wèn)題。在張德鵬教師耐心指引下，我設(shè)計(jì)任務(wù)得以順利地進(jìn)行，并準(zhǔn)時(shí)完畢了任務(wù)。這次設(shè)計(jì)任務(wù)，使我更深層次地理解了汽車構(gòu)造與原理，理解了設(shè)計(jì)過(guò)程和經(jīng)常會(huì)遇到問(wèn)題，以及如何解決這些問(wèn)題，也為后來(lái)學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)基本。感謝所有始終協(xié)助和支持我教師，同窗！

重要參照文獻(xiàn)[1]黃天澤，黃金陵.汽車車身構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997[2]黃天澤.大客車車身[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，1988[3]周方壽.客車車身覆蓋件設(shè)計(jì)與制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[4]陳文弟.客車制造工藝技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，[5]李強(qiáng)客.客車車身構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，[6]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981[7]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[8]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社，[9]尹冠生.理論力學(xué)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，[10]GB13094-.客車構(gòu)造安全規(guī)定[S].北京：中華人民共和國(guó)原則出版社，.

附錄Matlab計(jì)算程序：%校核窗立柱強(qiáng)度G1=6155.9;B=2.5;H=3.208;B1=2.16;%G1前軸載荷(N)，B1前輪距,B車寬，H車高(m)l1=0.825;l2=1.11;l3=1.52;l4=1.52;l5=1.52;l6=1.52;l7=1.52;l8=0.945;%各窗寬度(m)h=1.435;%窗立柱高(m)E=2.1*10^11;%彈性模量(N/m^2)I1=18.412*10^-8;I2=550.35*10^-8;I3=18.412*10^-8;I4=18.412*10^-8;I5=18.412*10^-8;I6=18.412*10^-8;I7=18.412*10^-8;I8=18.412*10^-8;I9=11.84*10^-8%重要支柱截面慣性矩(m^4)Id1=18.412*10^-8;Id2=18.412*10^-8;Id3=18.412*10^-8;Id4=18.412*10^-8;Id5=18.412*10^-8;Id6=18.412*10^-8;Id7=18.412*10^-8;Id8=11.84*10^-8;%窗上梁截面慣性矩(m^4)l=[l1l2l3l4l5l6l718];W=[6.137*10^-661.15*10^-66.137*10^-66.137*10^-66.137*10^-66.137*10^-66.137*10^-66.137*10^-66.137*10^-6];%各窗立柱截面抗彎模量（m^3）M1=G1*B1/2;%保守計(jì)算作用在車上扭矩N.mA1=B*H;%車身橫截面面積m^2q=M1/A1/2;%剪力流(N/m)P=q*(l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7);%作用在窗上梁和窗臺(tái)梁縱向力NI=I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7+I8;%所有立柱截面總慣性矩m^4P1=P*I1/I;P2=P*I2/I;P3=P*I3/I;P4=P*I4/I;P5=P*I5/I;P6=P*I6/I;P7=P*I7/I;P8=P*I8/I;%單位(N)O1p=h^3*(P1/I1-P2/I2)/(3*E);%O代表公式中Δ，單位(m)O4p=h^3*(P2/I2-P3/I3)/(3*E);O7p=h^3*(P3/I3-P4/I4)/(3*E);O10p=h^3*(P4/I4-P5/I5)/(3*E);O13p=h^3*(P5/I5-P6/I6)/(3*E);O16p=h^3*(P6/I6-P7/I7)/(3*E);O19p=h^3*(P7/I7-P8/I8)/(3*E);O2p=-P2/(2*E*I2)*h^2*l1;O5p=-P3/(2*E*I3)*h^2*l2;O8p=-P4/(2*E*I4)*h^2*l3;O11p=-P5/(2*E*I5)*h^2*l4;O14p=-P6/(2*E*I6)*h^2*l5;O17p=-P7/(2*E*I7)*h^2*l6;%O2p-O17p單位均為(m)O20p=-P8/(2*E*I8)*h^2*l7;O3p=P1*h^2/2/E/I1-P2*h^2/2/E/I2;O6p=P2*h^2/2/E/I2-P3*h^2/2/E/I3;O9p=P3*h^2/2/E/I3-P4*h^2/2/E/I4;O12p=P4*h^2/2/E/I4-P5*h^2/2/E/I5;O15p=P5*h^2/2/E/I5-P6*h^2/2/E/I6;O18p=P6/(2*E*I6)*h^2-P7/(2*E*I7)*h^2;O21p=P7/(2*E*I7)*h^2-P8/(2*E*I8)*h^2;k11=h^3*(1/I1+1/I2)/3/E;k44=h^3*(1/I2+1/I3)/3/E;%k代表公式中δk77=h^3*(1/I3+1/I4)/3/E;k1010=h^3*(1/I4+1/I5)/3/E;k1313=h^3*(1/I5+1/I6)/3/E;k1616=h^3*(1/I6+1/I7)/3/E;k1919=h^3*(1/I7+1/I8)/3/E;k14=-h^3/3/E/I2;k41=k14;k47=-h^3/3/E/I3;k74=k47;k710=-h^3/3/E/I4;k107=k710;k1013=-h^3/3/E/I5;k1310=k1013;k1316=-h^3/3/E/I6;k1613=k1316;k1619=-h^3/3/E/I7;k1916=k1619;k22=l1^2*(l1/Id1+3*h/I2)/3/E;k55=l2^2*(l2/Id2+3*h/I3)/3/E;k88=l3^2*(l3/Id3+3*h/I4)/3/E;k1111=l4^2*(l4/Id4+3*h/I5)/3/E;k1414=l5^2*(l5/Id5+3*h/I6)/3/E;k1717=l6^2*(l6/Id6+3*h/I7)/3/E;k=l7^2*(l7/Id7+3*h/I8)/3/E;k33=(h/I1+h/I2+l1/Id1)/E;k66=(h/I2+h/I3+l2/Id2)/E;k99=(h/I3+h/I4+l3/Id3)/E;k1212=(h/I4+h/I5+l4/Id4)/E;k1515=(h/I5+h/I6+l5/Id5)/E;k1818=(h/I6+h/I7+l6/Id6)/E;k2121=(h/I7+h/I8+l7/Id7)/E;k36=-h/I2/E;k63=k36;k69=-h/I3/E;k96=k69;k912=-h/I4/E;k129=k912;k1215=-h/I5/E;k1512=k1215;k1518=-h/I6/E;k1815=k1518;k1821=-h/I7/E;k2118=k1821;k12=h^2*l1/2/E/I2;k21=k12;k24=-h^2*l1/2/E/I2;k42=k24;k45=h^2*l2/2/E/I3;k54=k45;k57=-h^2*l2/2/E/I3;k75=k57;k78=h^2*l3/2/E/I4;k87=k78;k810=-h^2*l3/2/E/I4;k108=k810;k1011=h^2*l4/2/E/I5;k1110=k1011;k1113=-h^2*l4/2/E/I5;k1311=k1113;k1314=h^2*l5/2/E/I6;k1413=k1314;k1416=-h^2*l5/2/E/I6;k1614=k1416;k1617=h^2*l6/2/E/I7;k1716=k1617;k1719=-h^2*l6/2/E/I7;k1917=k1719;k1920=h^2*l7/2/E/I8;k=k1920;k13=h^2*(1/I1+1/I2)/2/E;k31=k13;k46=h^2*(1/I2+1/I3)/2/E;k64=k46;k79=h^2*(1/I3+1/I4)/2/E;k97=k79;k1012=h^2*(1/I4+1/I5)/2/E;k1210=k1012;k1315=h^2*(1/I5+1/I6)/2/E;k1513=k1315;k1618=h^2*(1/I6+1/I7)/2/E;k1816=k1618;k1921=h^2*(1/I7+1/I8)/2/E;k2119=k1921;k16=-h^2/2/E/I2;k61=k16;k34=-h^2/2/E/I2;k43=k34;k49=-h^2/2/E/I3;k94=k49;k67=-h^2/2/E/I3;k76=k67;k712=-h^2/2/E/I4;k127=k712;