车辆工程-《汽车车身结构与设计》

汽车车身结构与设计教学大纲课程名称：汽车车身结构与设计课程代号：01337090学时数：32学分数：2适用专业：车辆工程一、本课程的地位、任务和作用本课程为车辆工程专业方向课，是学生走向汽车企业或科研院所应掌握的一门课程。 本课程的目的与任务是让学生学习和掌握汽车车身的基本组成与结构，车身的设计方法, 包括：汽车车身的结构形式、车身的布置方法、汽车造型的工艺美学、汽车空气动力学、 车身空间曲梁的绘制、车身有限元计算等。通过本课程的学习，可以为后继其他专业课 程的学习及汽车车身设计打下基础。二、本课程的相关课程本课程的前续课程为：汽车构造、汽车理论、汽车设计等。三、本课程的基本内容及要求：第一章车身绪论车身设计的任务、领域：汽车车身结构与设计研究的目的、意义、国内发展的状 况、研究的主要内容和方法。本章要求了解车身设计的任务、领域，研究的主要内容。第二章车身设计方法车身设计方法有传统设计方法和现代设计方法，现代设计方法是在传统设计方法的 基础上增加了计算机辅助技术。本章要求了解各种车身造型的设计方法，同时，本章要求学生完成大作业：釆用传 统手绘，或利用PHOTOSHOP. 3D MAX等绘图软件设计午身彩色效果图。第三章车身总布置设计车身总布置设计是车身设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。车身总布置设计内容：轿车、客车和货车车身总布置设计的内容，结合人机工程学 对车身进行布置，以及车身布置的技术要求。本章要求了解车身布置的技术要求及各种车型的车身总布置设计。第四章 人机工程学在车身设计中的应用人机工程学在车身设计中的应用研究己有多项研究成果，主要解决车身设计如何适 应人体特点，提高人机系统工作效率。本章重点：H点人体模型，汽车驾驶员眼椭圆，汽车驾驶员手伸及界面。基本概念的 定义、内容、应用。第五章汽车造型设计汽车造型设计是汽车总布置和车身总布置之后进一步使汽车获得具体形状和艺术面 貌的过程，包括外形设计和室内造型设计。本章重点：汽车造型设计的和特点和技术要求、造型的程序和方法、造型的艺术。第六章汽车空气动力学汽车空气动力学越來越为人们重视，己成为车身设计中基础学科之一。它主要研究 降低汽车的风阻、保证气动稳定性。本章重点：汽车的流谱和表面压力分布，汽车行驶时所受的气动力矩，以及改善汽车空 气动力性能的措施。同时，本章要求学生完成大作业：采用FLUNT等软件对某款车身模 型进行空气动力学分析。第七章车身表面及空间曲面梁的绘制在绘制车身主图板的时，一项重要内容是确定轮廓线或分块线之间的车身表面。确 定车身表面是外形设计的继续，在此之后才能布置与车身表面有关的内部种种构件，提 供制作主模型所需的整套样板。车身构件中，有很多曲梁或类似曲梁的结构，其中有些曲梁，在其上能够代表其特 性的某一曲线或中心线不在同一平面内的曲梁为空间曲梁。本章重点：车身表面的绘制、空间曲梁作原理、曲梁作图实例。重点介绍传统设计 中车身表面及空间曲梁投影图形的制作和表达方法。第八章车体结构分析与设计在车身总体尺寸和形状以及承载的结构型式确定后，就要着手进行细致的结构分析 与设计。本章重点：车体骨架、车体板壳零件、车体结构的工艺性、车体的耐腐蚀性、车体 的弹性振动、车内噪声与控制。本章要求学生完成大作业：利用三维建模软件建立简化 的车身骨架模型，并利用ANASYS等软件分析车身的力学特性。第九章车身部件结构设计本章主要讲述：车门及其附件、风窗设计、车身前后板制作及餃链。本章要求学生 完成大作业：要求学生对车身的某个附件进行设计，并绘制零件图与装配图。第十章车身有限元计算本章重点：作用在车身、车架上的载荷，车身、车架模型化，空间梁单元及薄壁梁 单元，载荷处理，结构整体刚度方程，实例计算。本章要求学生完成大作业：要求学生 利用三维软件建立车身某个零件的模型，并利用有限元分析软件对该零件进行有限元分 析。第十一章座椅设计汽车座椅作用：支承乘员的质量；缓和或衰减由车身传來的冲击和振动；给驾驶员 提供良好的工作条件；并为乘客创造舒适和安全的乘坐条件。本章重点：国内汽车座椅的发展状况、汽车座椅的结构设计、汽车座椅的动态特性 与静态特性、座椅的试验内容与评价指标。第十二章汽车的通风、釆暖与制冷为了保证车厢内良好的气候条件，车身设计必须保证车内有足够的新鲜空气，车厢 内气流流动均匀，冬季和夏季要保持合适的温度。本章重点：汽车车身内通风、采暖的特点及布置；汽车空调的制冷、制热原理。四、实验教学的基本要求本课程有4个实验课时。在条件许可的情况下可在汽车实验室做出，并尽可能让学 生亲自动手，以增强其感性认识、加深对课程理论讲解的理解。可在下列实验中任选2 个：汽车车身三维建模与光顺性分析实验；汽车车身逆向造型与光顺性分析实验；汽车 车身骨架建模与力学性能分析实验；车身造型测量实验。五、习题数及要求习题对巩固课堂教学效果，检查学生学习情况，提高学生运用知识的能力着重要的 作用。教师应根据各章节所讲授的内容布置适当数量的作业。六、教学方式与考核方式本课程采用理论讲解与实践相结合的教学方式，采用理论与实践相结合的考核方式。七、学时分配1、建议选用教材：黄天泽主编，汽车车身结构与设计，机械工业出版社。2、主要参考书：1）、谷正气主编，轿车车身结构与设计，机械工业出版社，2007o2）、黄向东著，汽车空气动力学与车身造型，机械工业出版社,2008。3）、傅立敏著，汽车空气动力学，机械工业出版社,2010。