CLauto酷乐汽车|车身够硬，还真救命
#车身篇#
Vol.01
车身基础介绍
大家都知道 ， 改车应该先强化操控方面的性能 ， 轮胎、避震、防倾杆等部件是很多车友的首选改装项目 。
所有的这些部件 ， 都是安装在车身上的 ， 有些时候 ， 车身会对转弯特性和安全性等方面产生决定性的影响 。
然而 ， 车身可能是我们最容易忽视的部件了 ， 即使已经做完赛道化的车辆 ， 也有些可以改进的地方 。
在这个系列文章里 ， 我们请到了自身车身工程师大飞哥来给我们讲讲车身方面的知识 。
希望能让各位车手、玩家和车队更全面的认识车身的重要性 。
其中包括了车身基础知识、轻量化方案、防滚架设计施工、焊接工艺、损毁评估修复等多个方面 ， 还有独家的GK5车身分析 。
——蟹爪朝天
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Hello ， 大家好 ， 首先做个简单的自我介绍 ， 我是本次车身系列文的作者大飞 ， 从小就是个汽车迷 ， 喜欢收藏各式各样的车模 ， 没事儿的时候还会约几个好友去山里跑一跑 。就算在心情低落的时候 ， 听到阵阵的轰鸣和引擎的嘶吼 ， 心中顿时充满了力量 。
大学毕业后在OEM从事车身方面的工作 ， 参与过多款车型的正向设计与研发工作 ， 车型涵盖Sedan、Hatchback、MPV、SUV、Limousine、Heavydutytruck ， 品牌涉及国产自主到一线豪华 ， 一晃十余载 。
对于汽车或多或少有一些自己的想法 ， 现在就我自身的一点点经验 ， 结合OEM的原始设计 ， 和大家分享一些车身方面的那些事儿 ， 不做泛泛的设计原则讲解 ， 只说一些和改装有关的事情 ， 说一些能让你提高0.001秒的事儿 。
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车身 ， 是你入眼的第一道门槛 ， 一台车的三格（性格 ， 品格 ， 风格） ， 让你清楚的知道 ， 它是否为你所想；除了车身的造型 ， 它还是一个平台 ， 承载着众多零部件安装、匹配、调教等工作的基础平台 ， 这个平台可以配合完成你任何折腾的欲望 ， 满足你对车身NVH、舒适性、安全性以及操控性等相关的各种需求 。
车身焊接
首先让我们来看看车身的焊接逻辑 。
只有了解了这个逻辑之后 ， 才能更清楚车身在各个板块之间的连接关系 ， 了解整车力的传导和收缩 ， 你才能再看到前杠的泡沫填充和机盖折弯翘起以及溃缩的前端时 ， 能用设计逻辑去理解和评价它的优势和弊端 。
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在看完焊接逻辑后 ， 下面我们聊一聊车身到底是用什么方式将3500多个零件（根据车型会有不同）组合在一起的 ， 组合完整的白车身到底又是怎么达成车身各项性能指标的 。
性能指标的达标
【CLauto酷乐汽车|车身够硬，还真救命】目前市场上绝大多数的白车身还是以钢材为主体材料 ， 通过冲压制作成具有一定强度、搭接、密封和装配等功能的小零件 ， 然后经过4500多个焊点（国产车焊点总数在3800左右）将零件按照逻辑焊接在一起 。
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其中还会有激光焊、激光钎焊、Robscan（另一种激光焊）、MIG焊（烧焊或保护焊）、压铆、自冲铆、流钻铆（不同形式的铆接） 。
根据性能和材料的特性应用在不同的模块中 ， 穿插在焊接中的还有整车将近180米的涂胶（整车涂胶总长度）来保证车身的NVH（密封性）减少共振 ， 提高车身强度和刚度 。
说到这里还是想和大家说一说这两个词 ， 在目前的汽车行业中 ， 强度和刚度始终贯穿于车身结构设计的整个过程 ， 是评价一台车可靠性、耐久性、车身性能 ， 以及静态和动态车身特性的重要参数 。
强度是车身抵抗塑性变形的能力 ， 刚度是车身在抵抗弹性变形的难易程度 。
简单来说就像驾驶一台赛车在急刹转弯时 ， 车身应该给你什么反馈 ， 是给你足够的支撑稳定急刹 ， 还是泄弯柔刹弹出* 。我想这绝对可以让你的车子先于对手若干个0.001秒吧 。
柔刹弹出*：进弯时车身的变形会吸收一部分能量 ， 弱化推头趋势 。
请给你赛车的车身多一些的关注 ， 它值得 。
车身的刚度绝对是一个值得深究的领域 ， 但目前国内对此领域还是处于薄弱的水平 ， 各个车型还是在对标车型和试验下获取数值进行各自的目标值设定 。
通常的方法还是利用CAE辅助分析和台架试验进行对比 。在分析软件中建立有限元模型 ， 设定工况 ， 施加扭转载荷 ， 确定扭转角度 ， 最终算得一台车身在某种工况下的扭转刚度 。
公式如下 ， 如果感兴趣可以试试：K(N.m/rad)=T(扭矩)/θ(扭转角度) 。
对于理论知识 ， 网上会有更专业的讲解 ， 但下面的数值 ， 不一定是你在网上可以找到的 。
静态车身扭转刚度设计值
A级车型：白车身扭转刚度目标值约为≥10000N.m/rad
B级车型：白车身扭转刚度目标值约为10000~13000N.m/rad
C级车型含SUV：白车身扭转刚度目标值约为≥13000N.m/rad
D级或更高：白车身扭转刚度目标值约为>13000~无上限N.m/rad（上限值根据车型目标）
如果说车身刚度太过沉闷的话 ， 那么车身强度更像是个直男 ， 选用的材料会更直接影响到性能 ， 设计师还会通过材料特性对零件结构进行设计 ， 使其更具经济性和实用性；我们看几张图片来了解一下车身材料是如何分布的——
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通过这些图片我们可以看出 ， 哪些位置是所谓的重要位置 ， 也是我们在改装一台赛车时 ， 需要更多关注的位置 。
但对于赛车的车身来说 ， 可能更需要付出多的时间去思考合适的方法 ， 去满足每个级别的赛事对车身的各项要求 ， 更要考虑赛事场地的不同 ， 来调整车身对应的强化和减重方案 ， 具体的减重方案后期会进行详细讲解 。
对于碰撞的解决
在赛场上最常见的事故多是撞车、翻滚、多圈翻滚 。然而见过这么多的场景 ， 我们的赛车手始终都可能优雅的走出破烂的赛车 ， 这就要归功于车身对车手的保护 。赛车的车身是经过特殊方案处理的 。
我们先来看看普通量产车身对碰撞这件事是怎么说的呢？这要分为三个级别 ， 逐步发生 。
首先 ， 车身结构按照既定路径以可控的方式变形 ， 吸收冲击能量 ， 使得乘坐和驾驶空间不被侵入 。
然后 ， 车身通过牺牲驾驶室以外的结构部件 ， 使其溃缩 ， 弹起等来减小力和冲击速度对乘员和驾驶员的传递 。
最后 ， 内部部件通过变形和破碎来吸收乘员对其的冲击 ， 来减轻碰撞甚至二次碰撞 。
我们来看一下力是如何通过车身进行传递的——
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如果对力学有一些了解的朋友会明白 ， 力是具有可传性原理的 。
作用于刚性体上某点的力 ， 可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点 ， 并不改变该力对刚体的作用 。也就是可以简单的理解当碰撞发生时 ， 无论是正碰、侧碰还是追尾 ， 首先力源有了 。
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北京现代菲斯塔——可变形移动壁障侧面碰撞试验（2019-4-10）
当力作用在车身上 ， 这时车身的刚度和强度开始起作用 ， 不仅对外进行抵抗和吸收 ， 还会将剩下的力传递 。
传递的主要方向会平行发生 ， 这也就是说力会沿着既定的车身骨架发生传递 ， 这就是车身框架（上下边梁、前后横、纵加强梁、A、B、C柱）所起到的作用 。在这个过程中 ， 又不得不提到另一个原理 ， 力线平移原理* 。
力线平移原理*：作用在刚体的力可以平移到该刚体的任一点 ， 让作用力在传递过驾驶舱的过程中进行释放和衰减 ， 这个传递的过程也是对车身内乘员的保护 。
这是典型的力学原理 ， 在配合车身各个部位复杂的结构设计和材料的应用 ， 才使得车身在发生危险时更具保护性 ， 也是汽车法规所存在的意义 。
其目的都是保护驾驶员和乘员的安全 ， 当然控制合理的车身刚度和强度 ， 也是对其他车辆和行人的保护 ， 所以对车身的研究是一个需要长期坚持要做的事情 。
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上汽通用新君威（20T精英型）——正面40％重叠可变形壁障碰撞试验（2019-4-04）
通过以上对材料分布和受力轨迹的学习 ， 可以让大家更直观的感受到完整车身的状态 ， 并且更清楚的了解骨架是如何在危险情况下进行作用力的保护 。
然而材料是不是盲目的选用高强度就是好呢 ， 如何能让车子在提现最大轻量化的时候兼具刚度性能呢 ， 和你的赛车又有什么样的联系呢？
我们下期继续 。
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