乘用车车身侧围总成设计简述

乘用车车身侧围总成设计简述

孙启林  ,吕占  ,王火文

安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心      安徽     230601

摘 要：车身侧围总成是支撑顶盖，连接车身前、后部分的侧面构件，固定前风窗玻璃，并用以安装车门以及保证车身侧面碰撞安全性的承载框架。因此，侧围总成板件关键部件采用热成型钢板及高强度钢板，如B1500HS、B410LA等，使侧围总成有较大的抗弯、抗扭刚性和强度。

关键词：侧围总成；抗弯；刚性；强度

Application Design Summary Of Body Side Panel ASSY

SUN Qilin， LV Zhan，WANG Huowen 

（Jianghuai Motor Corporation Technical Center，Anhui，230601）

Abstract: The body side panel assembly is a bearing frame that supports the top cover, connects the side components of the front and rear parts of the body, fixes the front windshield glass, and is used to install the door and ensure the safety of the side collision of the body. Therefore, the key components of the side panel assembly are thermoformed steel plates and high-strength steel plates, such as B1500HS, B410LA, etc., so that the side panel assembly has greater bending and torsional rigidity and strength.

Key words:Side wall assembly; bending resistance; rigidity; strength.

1 总成结构方案设计

车身侧围是汽车的重要组成部分，其结构设计直接影响到车身的安全性能以及舒适性能[1]，侧围整体结构由外板总成和内板总成组成，它们共同组成闭合结构，支撑车顶，并与顶盖、前围、地板、后围、车门等组成乘员舱。其中，侧围外板是白车身的重要组成部分，其结构设计直接影响项目开发成本和周期[2]。

2 断面设计

根据相关结构关联，侧围总成包含30处断面设计，结合总布置及闭合件、内外饰分组输入，与侧围相关的关键断面位置有6处，如图1所示。

图2所示为下A柱处的断面设计(位置2)，由侧围外板、A柱下内板、下A柱加强板和前门铰链安装板组成，断面设计需定义各板件的材质、料厚及关键空腔尺寸，如侧围外板和A柱加强板之间空腔的最小间隙设计为5 mm。

图1                                      图2         

3接头设计

一般将车身结构中两个及以上梁结构相互交叉连接的部位称为接头，接头区域范围行业内没有统一标准，一般要求接头区域由接头交叉中心点向各分支扩展250 mm的距离计算。侧围部分重点接头部位有9个，如图3所示。

图4为上A柱处关键接头断面，在满足造型约束等条件下，为保证车体碰撞强度，提升驾驶室抗变形能力，车体上A柱接头处的关键断面尺寸需要尽量加大。D值为A柱空腔断面深度，L值为A柱型面宽度。一般推荐D值为50-65mm，L值为40-60mm。

                          图3                                      图4

4刚度设计

侧围外板A柱、B柱上框、C柱上端、门槛等小曲面区域曲率刚度设计，一般按照刚度计算公式进行设计校核：(h x t) / L ≥ 0.03，h为弧高，L为弧两端点长度，t为板件料厚，在比较大平面区域需要设计特征筋或者采用支撑板进行加强，如图5所示部位。

图5

5碰撞设计

为保证正碰时A柱不折弯，在保证A柱断面尺寸的同时，将下A柱加强板及上A柱加强板材料设计为热成型钢板，材质B1500HS，料厚1.2 mm，如图6所示。

汽车侧面碰撞事故仅次于正面碰撞事故形式[3]，为保证侧碰性能，侧围总成在门槛部位增加支撑板，有效增加侧围门槛防撞性能，如图7所示。

图6                                         图7

6工艺性设计

侧围外板形状复杂且为外观件，为保证外观面品质量，对影响面品的区域进行工艺优化，如设计圆角走向过渡顺畅，无急剧突变，便于冲压成型，如图8所示。

图8

侧门框上部：增大上框拉延立面圆角并尽力使内部台阶深度均匀，如图9所示。

图9

7 材质设计

侧围总成的主要部位材质定义如下：

A柱：为保证车门刚度和整车碰撞性能，A柱下加强板采用高强钢，A柱上侧对整车结构安全性影响较大，通常该处应设计较大截面，但又受到A柱障碍角的制约，因此该处相关板件也需采用高强钢，一般A柱上加强板设计为热成型钢B1500HS，A柱上内板材料为B410LA。

B柱：为保证车门刚度和整车的良好的碰撞性能，B柱加强板采用热成型钢板B1500HS、B柱内板采用高强度钢板B410LA。

门槛：作为车身碰撞过程中的一条重要能量传递路径，门槛加强板采用高强钢HC550/980DP。

8 总结

汽车侧围总成是比较复杂的车体结构，性能要求较多，如刚度性能、碰撞性能、工艺性能及美观性能等，其开发速度的快慢及设计质量的好坏，将直接影响到整个项目是否按期完成，这些都需要与整车开发性能目标紧密相连。

参考文献

[1]  伍升安 汽车车身侧围设计要点 时代汽车 2020年01期.

[2]  熊佳俊 乘用车侧围外板设计 南方农机 2019.12期.

[3]  唐涛 汽车侧围结构抗柱撞设计理论与方法研究 湖南大学硕士论文 2016年.

作者简介：孙启林，1981年生人，性别：男，学位：学士，职称：工程师，研究方向：主要从事汽车白车身设计工作。