新材料与工艺手册

[轻量化轻卡|重卡] 重型货车白车身下车体选材探讨

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发表于 2019-9-30 09:56:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车轻量化在线】汽车车身结构设计是一个涉及多方面因素的综合工程设计问题,各汽车公司对车身设计、碰撞受力及选用材料都非常重视,车身材料的选取是最基础也是最核心的内容,正确地选取材料,是当今汽车公司的一项重要任务。选择合适的白车身下车体的材料,有助于降低白车身的的成本,也是车身安全最重要的保障。

板材型号分类

根据企标《汽车车身钢板选用手册》分类说明,钢材按屈服强度分为五类,包括普通钢板、强度板、高强度板、特高强度板和超高强度板。对目前常规使用的板材按屈服强度进行分类统计,见表1(屈服强度σs按照该材料的屈服强度范围取平均值进行统计)。


某A款车下车体用材统计

某A款车下车体主要由地板总成、左/右裙板总成构成,如图1所示。

图 1

按照《汽车车身钢板选用手册》对板材类型的划分,A款车白车身的选材只涉及了强度板的选择,强度板包括SPCC和SPCF(SPCEN)两种类型的板材。

强度板分布在地板、左/右裙板所有区域,主要用于对安装强度要求较高的安装板、连接纵梁结构及对表面积较大的钣金件的局部加强(见图2和图3)。

表1 常规使用的板材统计 (单位:MPa)

图 2

图 3

某B款车下车体用材统计

某B款车下车体主要由地板焊接总成和前围内板焊接总成构成,如图4所示。

图 4

1.下车体板材分布

按照企标《汽车车身钢板选用手册》对板材类型的划分,B款车白车身的选材涉及了普通钢板、强度板、高强度板和特高强度板的选择。其中普通钢板包括了DC04和DC06两种类型的板材,强度板包括了DC01、DC03和B210P1三种类型的板材,高强度板包括了B250P1一种类型的板材,特高强度板包括了B340LA、B410LA和B510L三种类型的板材。

(1)普通钢板分布。普通钢板分布较为零散,主要用于对安装强度要求一般的安装板或是成形较为复杂的钣金件(见图5)。

图 5

B款车下车体普通钢板清单如表2所示。

表 2

(2)强度板分布。强度板分布在前围内板、前围内板加强板、纵梁连接板及地板上的加强板区域,主要适用于对安装强度要求较高的安装板、连接纵梁结构及对表面积较大的钣金件的局部加强(见图6和图7)。

图 6

(3)高强度板分布。高强度板分布在地板纵梁与侧围、前围的搭接处区域,主要适用于对复杂区域的结构加强(见图8)。

图 7

图 8

B款车下车体高强度板清单见表3。

表 3

(4)特高强度板分布。特高强度板分布在地板纵梁、地板边梁、地板骨架加强板、驾驶室悬置加强板、液压缸车身安装板、地板纵梁边梁撑板区域。主要适用于对关键零部件的安装板、边梁纵梁结构、纵梁边梁连接结构加强及地板骨架加强结构。

重型货车白车身下车体选材推荐设计1.开发满足JT 1178法规安全碰撞要求的车型(N3类)

(1)下车体与车架连接的驾驶室悬置或举升缸安装处,材料推荐选用特高强度板B510L或B410LA。

(2)地板纵梁、地板边梁、地板纵梁加强板和地板边梁加强板结构,材料推荐特高强度板B410LA。

(3)地板横梁、地板横梁加强连接板、前围内板下加强板(安装驾驶室悬置处)、地板纵梁衬板和地板骨架加强板结构,材料推荐特高强度板B340LA。

(4)轮罩安装板,材料推荐高强度板B250P1。

(5)骨架连接板,材料推荐高强度板B210P1。

(6)对于类似膨胀水箱罩板、选换档安装板等结构强度要求不高,但成形性要求高的板件,材料选用推荐普板DC04或者DC06。

(7)对于地板和前围内板等成形尺寸大、强度要求一般的结构,材料选用推荐普板DC03。

(8)成形性能要求不高的小支架类,材料推荐选用DC01或者DC03。

2.开发满足GB 26512法规安全碰撞要求的车型(N3类商用车

(1)地板钣金件几乎采用SPCC材质。

(2)地板纵梁结构,推荐采用2.5mm和3.2mm厚度的板材。

(3)横梁加强板、连接板结构,推荐采用1.5mm和2.0mm厚度的板材。

(4)对于裙板面板等结构强度要求不高,但成形性要求高的板件,材料选用推荐普板SPCEN。

(5)对于地板,强度要求一般的结构,材料选用1.0mm、1.2mm及1.5mm料厚的板材。

结语

下车体材料的选择直接影响白车身的性能,在设计时,应先设定白车身性能值,根据白车身性能指标进行白车身使用材料的选择。在后期开发高端重型货车白车身时可参考B款白车身(该结构满足JT 1178法规中的安全碰撞要求,属于目前国内最高的安全碰撞标准)下车体选材进行设计;在后期开发中低端重型货车白车身时可参考A款白车身(该结构满足GB 26512法规中的安全碰撞要求)下车体选材进行设计。应对不同法规要求,采取相对应的选材设计,避免了设计过剩,为后期开发白车身下车体选材设计提供了参考。

来源:《汽车工艺师》作者:安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心/吴迪 张厚婷




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