熊禮明

（湖南湖大艾盛汽車技術開發(fā)有限公司，湖南 長沙 410082）

當前汽車行業(yè)已逐漸呈飽和趨勢，需通過新型技術和新型材料提升汽車的整體性能。工作人員在對汽車車身設計時，應依據(jù)其使用環(huán)境對車身進行分類加工，通過對車身的結構進行分析，采用新型材料對車身進行加工，提升車身的整體性能，依據(jù)成形技術和焊接技術提升汽車車身的穩(wěn)定性。在對車身進行設計時，應將節(jié)能環(huán)保的理念滲透到加工工藝中，使汽車車身性能得到優(yōu)化。

1 汽車車身設計問題探析

當前汽車作為人們出行的重要工具，技術的發(fā)展可提升汽車的性能。在對汽車車身進行設計時，應從多方面對問題進行考慮。首先應對其生產(chǎn)性能進行分析，在對車身加工生產(chǎn)過程中，以其操控性、質(zhì)量性和經(jīng)濟性作為主要目標，進行對車身工藝的設計。其次應對使用性能進行分析，依據(jù)車身的實際使用途徑進行具體設計，其包括客車、家用轎車、越野車等，并以形式道路作為輔助參考。再次對汽車安全性能進行分析，為乘客提供安全保障。最后以經(jīng)濟環(huán)保為理念，使汽車具有節(jié)能環(huán)保等特性，提升乘客資源利用率。車身的設計是不僅可為客戶提供安全服務，還可依據(jù)其流線型的設置減少行駛過程中受到的空氣阻力，減小汽車的能源消耗。

2 汽車車身設計與開發(fā)

（1）汽車車身的設計流程。汽車車身設計首先需要依據(jù)對車型的定義，如原車型平臺，人機工程，造型風格等確認設計硬點，對車型的基本元素進行確立。其次利用計算機進行平面乃至立體的外觀、內(nèi)飾模型構建，油泥模型加工、評審，反復迭代直到風格達成一致，對造型A面進行凍結。隨后通過對車身關鍵部位進行斷面的2D結構設計設計及斷面力學分析，進行性能對比、迭代，確立關鍵部位結構參數(shù)。再依據(jù)關鍵結構參數(shù)和造型A面形成初版的車身3D數(shù)據(jù)。

初版的車身3D數(shù)據(jù)還只是一個中間結果，接下來需要通過結構、力學、安全、NVH等一系列的標準要求或邊界條件分析、校核驗證，確保產(chǎn)品的性能、安全指標符合市場定義要求，最終才能定型車輛的3D數(shù)據(jù)模型。當然這個設計校驗的環(huán)節(jié)中少不了對沖壓、焊接、裝配、涂裝四大工藝的可行性和效率優(yōu)化，以保障汽車能夠順利、高效的生產(chǎn)制造。

（2）汽車車身新形材料的應用。對車身整體設計流程進行分析后，應對車身構成材料進行研究。隨著技術的不斷發(fā)展，汽車車身結構技術已趨于成熟，因此在對車身進行優(yōu)化時，應采取新型材料來完善車身整體結構。當前汽車在發(fā)展過車中，其整體性能的高低不僅取決于驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其車身整體結構和車身材料也占據(jù)重要位置，通過對新型材料的應用，可提升汽車車身的穩(wěn)定性。通過對IF鋼板、軟性鋼板、涵磷性鋼板等新新材料的引用可使優(yōu)化車身結構。在進行對車身進行焊接時，需考慮焊接點的連接情況，為乘客提供安全保障，同時對汽車的外觀進行優(yōu)化。

在選取零部件材料時，應對汽車車門、橫梁、ABC柱梁、保險杠、汽車發(fā)動機機蓋等進行選取。首先應要求其具有高性能動態(tài)力學特性，使其具有較高的可延展性和剛性，其次應具備可焊性，在對材料進行焊接時，易于焊接接點的形成，使其可進行穩(wěn)定連接，最后應具備高靜態(tài)力學特性，增加汽車車身整體結構的可靠性。通過對零部件材料的選擇，經(jīng)過加工工藝的制作，可提升車身內(nèi)部的結構力，可對外力形成阻抗作用。在選取新型材料時，應以MS系列、PHS系列和HSLA系列的材料進行選取。

（3）汽車車身的結構組成。汽車車身一般由下車體、前艙、側(cè)圍、頂蓋及門蓋等總成組成，車門在整體車身中占比較大，在進行設計時應以新結構和新型材料對其進行減重。當前汽車車門的主要結構一般為橫架梁結構，并配備強度較高的鋼板、鋁合金和其他硬性材料來對車門形成減重，以高強度鋁合金車門為例，其主要由外層鋁合金板、內(nèi)層鋁合金板和框架組成。車身受到的荷載力大部分由車身框架承擔，因此可提升整體框架的內(nèi)應力，當其受到外力撞擊時，框架可將外來沖擊力進行結構內(nèi)部的傳導，并進行沖擊力進行吸收。在對車門進行安裝時，可通過其組裝結構，對其進行模塊化生產(chǎn)，提升工作效率。在對車門進行安裝時，因其安裝工工藝較為簡便，可在車門整體框架安裝完畢后進行安裝，工作人員在對進行優(yōu)化，可有效提升車門結構的穩(wěn)定性。工作人員在進行安裝時，應考慮其車門整體受力環(huán)境，當其受到外力撞擊時，車門的內(nèi)外板不作為沖擊力承接點，車門框架是承接外來沖擊力的主要部位，通過內(nèi)部結構穩(wěn)定力可抵消相應的沖擊力。在對車身進行制造時，車門可選用新型材料進行加工，減輕車門的內(nèi)板和外板的重量，達到整體車身的減重。通過對新材料進行后期裝配和減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提升工作效率，降低制造成本，當車門發(fā)生部分損毀時，工作人員可對其進行內(nèi)外板的更換，以模塊的替換方式，減小維修費用，可提升汽車的使用價值。

3 汽車車身制造工藝研究

（1）成形技術。在對汽車進行加工時采取系統(tǒng)內(nèi)高壓成形技術和熱成形技術對車身進行加工。內(nèi)高壓成形技術屬于液壓成形工藝中的一種，其與沖壓工藝相比，可減輕重量、減少模具數(shù)量、減少零部件數(shù)量，并可提升材料的剛性和強度等，在經(jīng)濟方面也具有一定優(yōu)勢。通過此技術的應用，可實現(xiàn)對車身內(nèi)部進行加壓，并可對模型進行相應的補料與加力，通過將原料進行加工，以壓縮工藝將其填充到模具內(nèi)部，當模具內(nèi)部被材料填滿時，可通過恒壓模式對其繼續(xù)施壓，通過壓力值的測定，使其材料達到最大飽和度，按照模型的形狀可得到相應的零部件，并提升其整體性能。傳統(tǒng)的加工技術在進行對空心變截面零件進行加工時，一般對其進行分半式加工，先加工成兩個半片，依據(jù)焊接技術對其進行焊點加工，使其構成一個整體，使用內(nèi)高壓成形技術可對空心式結構部件進行整體成型，可提升工作效率。當前汽車車身內(nèi)部零件以內(nèi)高壓成形技術進行加工時，主要包括副車架、底盤構架、車身整體框架、車身散熱支架等。

熱成形技術可為板質(zhì)材料提供恒溫場所并可對其進行檢測，當板質(zhì)材料的內(nèi)部結構力發(fā)生變化時，依據(jù)其內(nèi)部結構的變化可進行反饋，使板質(zhì)材料所受的熱應力進行改變，對結構穩(wěn)定性形成恒量控制，通過此技術可將板質(zhì)材料和內(nèi)部結構進行融合，使其結構達到穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）焊接技術。在對車身各零部件進行焊接時，依據(jù)材料和特性的不同，一般由等離子焊接技術、氣護焊接技術和激光焊接技術等，對車身進行焊接式組裝。等離子焊接技術通過對等離子電弧的小孔穿透能力的使用，可對材料進行精確加工，在進行對材料焊接時，其焊接孔位依據(jù)等離子電弧的移動，對路徑進行封閉式處理，可有效防止材料發(fā)生形變。在進行使用過程中，可提升焊接的韌性，通過無差別焊接工藝可降低焊接表面的形變，保持其美化度，減小二次處理的工藝，提升其工作效率。氣護焊接技術將氣體作為電弧傳播的介質(zhì)，并對焊接區(qū)域和電弧焊形成相應的保護。在進行工作過程中，一般選取性價比較高的CO2氣體作為氣體保護，可減低工作成本，提升工作效率。激光焊接技術作為熔融焊接技術的一種，其以激光束為主要能源，作用于車身表面，使金屬材質(zhì)進行熔化，通過冷卻結晶與車身相融合，其具有速度快，作用范圍小等優(yōu)點，可提升工作效率。

4 結語

綜上所述，通過對汽車車身設計進行分析，在進行整體設計中，以整體框架和結構為基準，采用新形材料對其進行生產(chǎn)加工，提升車身的整體性能。在對車身進行技術加工時，采取內(nèi)高壓成形技術、熱成形技術完成汽車內(nèi)部結構的加工，通過等離子焊接技術、激光焊接技術和氣護焊接技術可使零部件與車身進行穩(wěn)定銜接，提升車身的堅固性。在未來發(fā)展過程中，應提升技術的優(yōu)化和對新型材料的探索，使汽車發(fā)展技術得到優(yōu)化，提升汽車的整體質(zhì)量。