專利名稱：環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法，尤其是涉及汽車工程開發(fā)過程中對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的評估。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的技術(shù)背景是提出一種環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法，即從各主機廠大量車型的車身結(jié)構(gòu)中提取出車身設(shè)計的共同特征，吸收各主機廠在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)秀基因，根據(jù)共同特征和被實踐證明了的車身設(shè)計優(yōu)秀基因，建立一套統(tǒng)一的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法，以滿足更高的碰撞法規(guī)要求，并適應車身輕量化設(shè)計的要求，為本發(fā)明方法的應用提供實施對象和目標，本發(fā)明的參考的文獻為2002-2010年歐洲白車身會議 (Euro-Car-Body，簡稱ECB)各主機廠的車身主題報告。毫無疑問，各種安全法規(guī)促進了車身結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提高，其中NCAP體系由于其更高的碰撞速度對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了挑戰(zhàn)，但隨著各主機廠對新材料新工藝的應用、車型平臺車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷完善，達到五星標準車型越來越多，NCAP對汽車安全的區(qū)分作用越來越弱，因此，提高安全標準是一種潛在的趨勢。隨著安全法規(guī)越來越高，消費者對汽車碰撞安全的考慮成為其購車的一個至關(guān)重要的因素，主機廠對車身碰撞安全的考慮從設(shè)計、仿真、實驗、到生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都圍繞其作為重點而展開，因此，車身碰撞安全性能開發(fā)是汽車研發(fā)的核心內(nèi)容之一。在車身工程設(shè)計階段，車身輕量化設(shè)計基本思路是保持現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)設(shè)計在碰撞安全性能和剛度性能不變差或變差的程度在可接受范圍之內(nèi)，即“結(jié)構(gòu)帕累托設(shè)計原則”， 提出具體的減重目標，對車身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，此時，碰撞安全性能與剛度性能往往是相沖突的，一方面，與安全相關(guān)的結(jié)構(gòu)不一定與剛度相關(guān)，與剛度相關(guān)的結(jié)構(gòu)不一定與安全相關(guān)，由于專業(yè)的局限性，工程師更多的是站在自身的專業(yè)角度考慮問題，缺乏一個性能平衡的視角，難以提出兼顧的方案；另一方面，傳統(tǒng)的車身結(jié)構(gòu)對碰撞安全性能和剛度性能缺乏一種兼顧的設(shè)計方法與思路，因此，對輕量化設(shè)計中性能沖突問題的思考是提出環(huán)狀路徑車身設(shè)計理論與方法的出發(fā)點。目前，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的挑戰(zhàn)在于其目標之間的沖突性——在滿足高標準安全法規(guī)的要求、具備較好的舒適性和操縱穩(wěn)定性的前提下，進行車身輕量化設(shè)計。在ECB2003中， !7Ord 在其車型新?？怂?C-Max 介紹中提出“The target to develop a stiff and safe body structure for the Focus C-Max (目的是為?？怂笴-Max開發(fā)出一種具有高剛度和高安全性的車身結(jié)構(gòu))”；在ECB2008中，HONDA在其車型NewJAU介紹中就白車身性能要求提出三點=Handingand Comfort (操縱穩(wěn)定性和舒適性)；Safety (安全)；Achievement of Weight Reduction (減重效果)，其中“Handing and Comfort”與 R)rd 所指的“stiff ”，一個是果一個是因，是同一個性能的不同提法，而“Achievement of Weight Reduction”是指輕量化設(shè)計，用一個詞概括就是“save”，節(jié)省質(zhì)量、節(jié)省成本。同時，車身耐久性能作為車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要考察點之一，與剛度性能本質(zhì)上是同一的，車身剛度越好車身耐久性越好，是剛度內(nèi)涵的一個性能，做一個性能處理。因此，基于此提出車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的“3S-TSrgetS(3S 目標)”，即“Miff (高剛度)'\"Safe (高安全)","Save (輕量化)”。車身碰撞安全設(shè)計理念，簡單概括是“壓潰吸能、分散載荷”，最早由安全設(shè)計的領(lǐng)先者Volvo提出，具體設(shè)計要求是“前艙充分壓潰吸能、乘員艙保持完整”，已經(jīng)成為全球各主機廠進行車身碰撞安全結(jié)構(gòu)設(shè)計的出發(fā)點。按照法規(guī)要求，在能量一定的情況下，比如正碰，毫無疑問假人不能吸收能量，車身后部不會吸收能量，乘員艙不能吸收能量，會使假人失去生存空間，顯然，只能是前艙吸收能量，問題是如何讓前艙吸收更多的碰撞能量，如何盡可能的保護乘員艙的完整性，這是一個“八仙過海各顯神通”的問題，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計上沒有誰好誰差的問題，最終由假人給出回答。從歷年ECB材料來看，明確提出其車身碰撞安全結(jié)構(gòu)的有Audi、H0NDA、NiSSan，提出安全概念的有Toyota，以下對各主機廠的車身碰撞安全結(jié)構(gòu)和概念做一個簡單介紹。在ECB2003中，Audi在其車型A8介紹中，展現(xiàn)了其獨有的“Audi Space Frame (Audi空間框架結(jié)構(gòu)，簡稱ASF)，，車身結(jié)構(gòu)，從其公開的材料分析，ASF實際上是指車身骨架所組成的一個整體框架結(jié)構(gòu)，最顯著的特征是:A柱一直延伸至C柱接頭，門檻加強板結(jié)構(gòu)橫跨前后車門。ASF車身零件個數(shù)少，鉚接(riveting)方式牢靠，經(jīng)過不斷的改進， 在ECB2010中，全鋁車身Audi New A8的扭轉(zhuǎn)剛度達到了 37. 6kN · m/的高水平數(shù)值，此車型獲得了 2010年的歐洲最佳白車身設(shè)計大獎。在ECB2005 中，HONDA 在其車型 New CIVIC 介紹中，提出了 “ACE body structure(Advanced Compatibility Engineering) :Efficient light weight body structure for frontal impact and compatibility ；Purpose of ACE increase self-protection performance and reduce aggressiveness to other vehicle ； Functionality :load dispersion^preventing misalignment with other vehicles side frame>Achieving highly efficient energy absorption，，(ACE 車身結(jié)構(gòu)(高級兼容性工程)對于前碰撞和碰撞兼容性是有效的輕量化車身結(jié)構(gòu)；ACE的目的是增加自身保護性能和降低對其它整車的侵入性；基本功能是分散碰撞載荷、防止車輛之間碰撞不兼容的側(cè)邊框架結(jié)構(gòu)、吸收更多的碰撞能量)。HONDA的ACE結(jié)構(gòu)的技術(shù)進步在于將前縱梁和上縱梁連接成了一個整體，其實在許多車上都有類似的連接處理，其帶來的優(yōu)點不僅是安全上的，對提高側(cè)向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度同樣重要。在ECB2006 中，Nissan 在其車型 NOTE 介紹中，提出了 “Advanced Zone Body Concept (高級區(qū)域車身概念)”，將前艙作為“Crushable zone (可壓潰區(qū)域)”，結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點是“Front absorber energy-Ring (前吸能環(huán))”，充分吸收碰撞能量；將乘員艙作為 "Safety zone (安全區(qū)域)”，結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點是“Front floor-Ring (前底板環(huán))”，保護乘員艙的完整性。“Advanced Zone Body Conc印t”的基本思路是根據(jù)碰撞安全設(shè)計的理念將車身結(jié)構(gòu)劃分為兩個不同的區(qū)域，并根據(jù)其功能的要求制定結(jié)構(gòu)設(shè)計對策。在歷年ECB 中，根據(jù)碰撞的要求對車身結(jié)構(gòu)進行不同區(qū)域的劃分是比較常見的，如在i^ord車型中劃分為三個區(qū)域，在AudiA6中劃分為五個區(qū)域。在ECB2008中，iToyota在其車型NewAVENSIS介紹中，全面介紹了其早已提出的
GOA (Global Outstanding Assessment)概念-“Cars that protect occupants (保護
乘員白勺汽車)，，，包含三個方面"high integrity cabin、effective energy absorption、omni-directional compatibility performance，，(乘員艙高完整性、有效吸收碰撞能量、 全方位的兼容性能)，其目的是“降低乘員所受到的沖擊”并“保護乘員艙完整性”，從結(jié)構(gòu)上來說，GOA是陌生的，無法對應其獨有的車身結(jié)構(gòu)特征；從概念上來說，GOA是熟悉的，指向了碰撞安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念。但從消費者的角度而言，不會關(guān)心結(jié)構(gòu)上具體的東西，而是只關(guān)心能不能保護乘員的安全，因此，GOA不是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的成功，而是營銷概念的成功?！癛ing-shaped (環(huán)狀，簡稱為‘Ring’)”結(jié)構(gòu)對車身碰撞安全性能的影響長期被各個主機廠所忽視，從碰撞安全的角度提出“Ring”結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料設(shè)計的次數(shù)并不多，將歷年ECB中與安全相關(guān)的環(huán)進行了列舉在ECB2002中，F(xiàn)ord在其車型Fiesta介紹中從前碰撞角度提出了 "continuous ring around front door opening(繞前|、二開啟的連續(xù)環(huán))，，； 在ECB2003中，雷諾在其車型SCENIC2介紹中從前碰撞和側(cè)碰撞角度提出“ring side body reinforcement (側(cè)圍加強環(huán))”；在ECB2005中，薩博在其車型9_3Sport Combi介紹中從車頂抗壓角度提出了 "C-Ring (C柱環(huán))”和“D-Ring (D柱環(huán))”；在ECB2005中，HONDA在其車型 New CIVIC介紹中從前碰撞角度提出了 “consolidatedfront floor frame(堅固的前底板框架結(jié)構(gòu))”；在ECB2010中，HONDA在其車型CR-Z介紹中從側(cè)碰撞角度標示出了“B-Ring(B 柱環(huán))”?？梢哉f，忽視“Ring”結(jié)構(gòu)特征與碰撞安全的內(nèi)在聯(lián)系是產(chǎn)生輕量化設(shè)計中碰撞安全性能與剛度性能相沖突的根本原因。汽車的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向靈活性主要取決于車身的整體剛度指標，如扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度和側(cè)向剛度，其中扭轉(zhuǎn)剛度起決定性作用，是車身輕量化系數(shù)計算中的一個關(guān)鍵參數(shù)之一。一般而言，如果車身扭轉(zhuǎn)剛度不足，在底盤沖擊載荷作用下，會導致車身扭轉(zhuǎn)變形過大，使得車身倒角處應力集中，降低車身耐久性，產(chǎn)生裂紋，同時，引起各部件之間相互干涉或部件脫裂，產(chǎn)生振動和噪音等一系列問題。在歷年的ECB材料中，如何提高車身扭轉(zhuǎn)剛度是其介紹的重點，效果明顯的措施可以歸為三類車身接頭連接改進，特別是D柱接頭；增加前減震器座連接橫梁或改進為封閉截面連接；構(gòu)造縱向“Ring”結(jié)構(gòu)，六個縱向“Ring”在各主機廠報告中均被涉及到，特別是Damper-Ring(減震器座環(huán))和D-Ring(D柱環(huán))，水平的“Ring”主要是Hood Opening-Ring(發(fā)蓋開啟環(huán))，可以說，通過“Ring”結(jié)構(gòu)提高扭轉(zhuǎn)剛度的改進方法對環(huán)狀路徑車身的產(chǎn)生提供了現(xiàn)實基礎(chǔ)；如何提高車身前結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的介紹在各主機廠報告中較少見，在Nissan車型TEANA和HONDA的ACE結(jié)構(gòu)介紹中提出了提高側(cè)向剛度的有效措施——增加前縱梁和上縱梁的連接結(jié)構(gòu)；如何提高車身彎曲剛度的介紹基本未見，但前后縱梁貫通的設(shè)計結(jié)構(gòu)顯然有利于提高車身彎曲剛度。在歷年的ECB材料中，許多主機廠在其車型介紹中提到形成一個局部的“Ring”結(jié)構(gòu)對提高碰撞安全和扭轉(zhuǎn)剛度有很明顯的影響，但主要局限于一種局部結(jié)構(gòu)或局部區(qū)域特征，并且零星的分布于車身的各個部位，并沒有對“Ring”結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)的闡述，沒有意識到 “Ring”結(jié)構(gòu)作為車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種基本構(gòu)造形式對車身性能和輕量化設(shè)計的影響，正是由于各主機廠提出的“Ring”存在的局限性，為環(huán)狀路徑車身的產(chǎn)生提高了空間。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，轎車重量減輕10 %，油耗減少6 % -8 %、加速時間減少8 %、排放量減少10%、制動距離減少5%等等，因此，汽車輕量化對節(jié)能、減排、增效具有非常重要的意義，同時，汽車需要滿足日益苛刻的整車碰撞安全、環(huán)保要求，消費者越來越多的舒適性、 可靠性等要求，給汽車輕量化設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)，是各個主機廠需要面對的問題。
鋼材是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)材料，隨著碰撞法規(guī)要求越來越高，車身重量在不斷增加，為了達到汽車輕量化并滿足碰撞安全的目的，應對車身新材料的競爭，20世紀90年代，國際鋼鐵協(xié)會開展了超輕鋼制車身(Ultra Light Steel Auto Body)ULSAB項目，其內(nèi)容是通過大量采用高強度鋼板，并應用新的成型和焊接工藝，如液壓成形、激光拼焊板等技術(shù)，使車身減重25%，并使得車身靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度、安全星級得到提升。對于傳統(tǒng)材料車身，高強度剛應用的比例不斷增加，是輕量化設(shè)計中普遍采用的方法，即在保證性能的前提下，用強度高重量輕替換強度低重量大的結(jié)構(gòu)件，因此，輕量化設(shè)計的重點依然集中在材料上，而不是結(jié)構(gòu)，但在日系車中，高強度材料使用的比例要低， 相比材料輕量化，日系車更注重結(jié)構(gòu)設(shè)計輕量化。對于新型材料車身，由于車身金屬鈑金通過焊點焊接在結(jié)構(gòu)剛度上存在顯著的不足，而采用新型材料更適合于車身框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，零件個數(shù)大量減少，并且鉚接 (Riveting)連接更牢靠，有利于提高結(jié)構(gòu)整體剛度，因此，Audi車身輕量化與其說是鋁合金應用的結(jié)果，不如說是結(jié)構(gòu)設(shè)計上的曲線突破，更準確的說是材料與ASF結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果，Lexus LFA碳纖維增強塑料(CFRP)車身更是如此。傳統(tǒng)金屬框架車身，采用高強度鋼新工藝，都是既定的選擇，決定車身輕量化的是結(jié)構(gòu)，安全性能主要是結(jié)構(gòu)問題，其次才是材料問題，剛度是完全的結(jié)構(gòu)問題，因此，結(jié)構(gòu)輕量化是根本，材料輕量化是輔助；對于新型材料在車身上的應用，材料輕量化是結(jié)構(gòu)輕量化的前提，或者是結(jié)構(gòu)輕量化不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式，新型材料車身不是單純的將鋼材變成新型材料，而是同時改變了傳統(tǒng)的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計。對車身輕量化設(shè)計而言，車身采用什么材料，在于有什么樣的材料和工藝去選擇，是一個選擇問題，而結(jié)構(gòu)在于在設(shè)計的過程中需要考慮材料特性對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響， 使得結(jié)構(gòu)達到最好的性能目標，是一個創(chuàng)新問題。材料性能的充分發(fā)揮依賴于結(jié)構(gòu)設(shè)計，如何更大程度上發(fā)揮材料性能是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，因此，環(huán)狀路徑車身 (Ring-shaped RouteBody)是一種針對傳統(tǒng)車身材料的既定選擇，能夠充分發(fā)揮材料性能并達到最優(yōu)性能目標的、創(chuàng)新的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。ECB 給出了 "iTotal weight body-in-white” 定義為 “Defined as Total weight body-in-white of the car body including doors and closures,as well as all parts that are fitted in the body shop, excluding paint·，，，本發(fā)明中白車身是指"Total weight body-in-white without doors, closures and fenders (不包含車門、開啟件禾口翼子板的全重白車身)”，剔除白車身所采用的低強度材料的覆蓋件，如底板、頂蓋、偵_外板、 輪罩等所剩下的結(jié)構(gòu)稱之為車身骨架。環(huán)狀路徑車身在內(nèi)容上涵蓋了結(jié)構(gòu)特征(Ring)、實質(zhì)性要求(Route)和性能目標 (Resist)三個方面，根據(jù)其內(nèi)容的首寫字母，進一步提煉出“3R-B0DY”的概念，即“環(huán)狀路徑車身”的英文簡寫形式。環(huán)狀路徑車身實際上是指車身骨架，“Ring”和“Route”是基于車身骨架結(jié)構(gòu)概念，“Resist”是環(huán)狀路徑車身所能到達的效果?！癛ing”結(jié)構(gòu)特征是以車身骨架任意接頭為起點，沿著某一較短路徑回到起點，形成一個個“Ring-amped”結(jié)構(gòu)，環(huán)可以是平面的或空間的，可以是圓的或是方的等，關(guān)鍵是構(gòu)成一個封閉回路。如果“Ring”在形式上滿足，但剔除車身骨架中“Ring”上沒有形成封閉截面且采用低強度材料厚度小于或等于Imm的結(jié)構(gòu)件，從而不能形成封閉回路，則不構(gòu)成“Ring”結(jié)構(gòu)特征；如果在一個環(huán)內(nèi)又分成若干環(huán)狀區(qū)域或者環(huán)的一條邊演化成平行的兩天邊形成立體的框架結(jié)構(gòu)，兩種形式從效果上與原來的“Ring”是等效的，同樣將其看成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度，空間框架結(jié)構(gòu)具有非常好的整體剛度和變形協(xié)調(diào)能力，實現(xiàn)“局部受力全身分擔”的目的，“Ring”結(jié)構(gòu)是構(gòu)成空間框架結(jié)構(gòu)的理想特征，實現(xiàn)載荷的快速分流，特別是流線型的車身造型設(shè)計更加有利于“Ring”結(jié)構(gòu)特征的表達?！癛oute”是指在由鈑金焊接構(gòu)成的每個封閉“Ring”結(jié)構(gòu)上的任意位置都具有一定的封閉或半封閉截面，避免截面突變或剛度局部過弱，特別在設(shè)計的時候需要充分考慮 “Ring”的邊與邊連接處，在載荷傳遞方向上，盡可能的保證截面完全對接或至少部分對接。“Route”是在“Ring”滿足封閉回路條件下的實質(zhì)性要求——截面封閉性或半封閉性，即保證剛度的連續(xù)性，不滿足實質(zhì)性要求則不屬于車身的“Ring”體系。根據(jù)“Route” 實質(zhì)性要求，與碰撞相關(guān)的“Ring”原則上截面要求是封閉的，且封閉截面盡可能大；與剛度相關(guān)的“Ring”截面可以是半封閉的，但在白車身中會與剔除的零件一起構(gòu)成了封閉的截面，采用一般強度材料即可。如果車身骨架具有盡可能多的“Ring”結(jié)構(gòu)特征，且每個“Ring”滿足“Route”實質(zhì)性要求，即保證白車身具有了理想的空間框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)性能目標采用適當?shù)牟牧显O(shè)計， 則白車身結(jié)構(gòu)將會具有理想的車身抗扭、抗彎、抗壓、抗變形能力，即“Resist”性能目標。與其說，“Ring”滿足了空間框架的結(jié)構(gòu)特征，"Route"提出了 “Ring”結(jié)構(gòu)特征的實質(zhì)性要求，不如說“Ring”和“Route”是環(huán)狀路徑車身的設(shè)計依據(jù)，即環(huán)狀路徑車身是基于對最基本的、被廣泛認可的認識出發(fā)，并基于以下兩點提出的一種車身結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法。第一，針對傳統(tǒng)車身材料，3R-B0DY通過“Ring”結(jié)構(gòu)特征構(gòu)筑了一個有效的空間框架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)載荷迅速傳遞與分散，保證乘員艙生存空間的完整性；新材料車身則通過提高零部件的整體性和新連接工藝構(gòu)筑一個空間框架結(jié)構(gòu)。新材料在構(gòu)筑空間框架結(jié)構(gòu)方面具有明顯的優(yōu)勢，車身零部件數(shù)量相比傳統(tǒng)材料明顯減少，連接方式更為有效，如Lexus LFA的CFRP材料車身，無需通過“Ring”便可直接形成有效的空間框架結(jié)構(gòu)，而對于傳統(tǒng)材料“Ring”是形成空間框架結(jié)構(gòu)不可繞開的理想結(jié)構(gòu)特征，如V0LV0車身結(jié)構(gòu)設(shè)計由“Ring” 構(gòu)成的空間框架結(jié)構(gòu)則非常明顯。第二，根據(jù)“短板理論”，由許多塊木板箍成的木桶，其盛水量是由其中最短一塊木板決定的，大量的工程經(jīng)驗表明車身結(jié)構(gòu)設(shè)計符合“短板理論”，結(jié)構(gòu)整體剛度由“Route”上最弱剛度決定的或至少是重要影響因素之一，按照“短板理論”，提高非薄弱處的剛度不會有效增加整體剛度或者說適當減少非薄弱處的剛度不會顯著影響結(jié)構(gòu)整體剛度，因此，最有效的方法是抓住“短板”，以最小的代價獲取最大性能的提升，為3R-B0DY輕量化設(shè)計提供依據(jù)。因此，“Ring”和“Route”在構(gòu)成3R-B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計要素的同時，也是3R-B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本依據(jù)。車身安全性能和剛度性能設(shè)計的關(guān)鍵是車身骨架設(shè)計，而車身骨架設(shè)計的關(guān)鍵在于是否能形成一個整體的車身框架結(jié)構(gòu)，3R-B0DY采用“Ring”作為車身框架結(jié)構(gòu)設(shè)計基本元素，將車身骨架看成是由一個個“Ring”組成的框架結(jié)構(gòu)，從而達到實現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)性能設(shè)計的目標，因此，3R-B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計實際上是“Ring”結(jié)構(gòu)設(shè)計，下面對涉及的十六個“Ring”
分別一一介紹。根據(jù)整車坐標系分別定義三個平面垂直于X軸的X-Surface、垂直于Y軸的 Y-Surface、垂直于Z軸的Z-Surface，將構(gòu)成車身骨架的“Ring”向三個平面中與其最接近平行的面進行投影，從而將“Ring”分為三大類垂直于X軸的“Ring”、垂直于Y軸的 “Ring”、垂直于Z軸的“Ring”，以下對“Ring”分別從組成、材料(材料強度等級標準采用 VOLVO材料等級劃分標準)、功用三個方面進行介紹。向垂直于X軸的X-Surface平面上投影，形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從車身前部至后部，分別命名為Front-Ring (頭環(huán))、A-Ring (A 柱環(huán))、B-Ring、C-Ring, Damper-Ring、D-Ring 六個 “Ring，，。1、Front-Ring 由水箱上橫梁、前環(huán)左連接支架、水箱下橫梁、前環(huán)右連接支架依次連接而成，對于封閉式副車架，水箱下橫梁則由福車技前橫梁代替。Front ring對提高前碰撞性能、扭轉(zhuǎn)剛度和進一步改善車身前部側(cè)向剛度具有一定影響(Less Important)，由于Front ring主要作用是提高車身側(cè)向剛度，對碰撞性能的影響較小，因此，對其材料要求比較低，采用Mild Steel (MS，普通鋼)即可。2、A-Ring:由左邊A柱接頭、風擋下橫梁、右邊A柱接頭、右邊鉸鏈柱、中通道橫梁、 左邊鉸鏈柱依次連接組合而成，在Subaru(斯巴魯)的The Ring-Shaped Reinforcement Frame body structure (環(huán)狀增強框架車身結(jié)構(gòu))中對A-Ring的描述是“The A-piliars and the front firewall structure make up one ring(左右 A 柱禾口前擋板結(jié)構(gòu)組成了一個環(huán))”。對于大多數(shù)車型設(shè)計來說，A-Ring基本上是存在的，此環(huán)是與前碰撞安全及其性能評估非常重要(Very Important)的一個“Ring”，A柱接頭的連接、鉸鏈柱和中通道橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度設(shè)計對前碰撞來說都非常重要，一般需要采用very high strength steel (VHSS，較高強度鋼)和high strength steel (HSS，高強度鋼)，A-Ring的設(shè)計對傳遞和分散側(cè)碰撞載荷具有一定的作用，對提高扭轉(zhuǎn)剛度具有非常重要(Very Important)的作用。3、B-Ring 由左邊B柱接頭、頂蓋中部橫梁、右邊B柱接頭、右邊B柱、座椅后橫梁、左邊 B 柱依次連接而成，在 Subaru 的 The Ring-Shaped Reinforcement Frame body structure 中對 B-Ring 演化形式的描述是"Both B-piliars along with two structural frame members in the floorboard and two specially shaped structural members running across the roof area make up the center ring(左右 B 柱、底板橫梁、頂H橫梁組成了中間環(huán))”。對于車身結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，B-Ring是必不可少的，否者會造成嚴重的設(shè)計缺陷，此環(huán)是與側(cè)碰撞安全及其性能評估、車頂抗壓至關(guān)重要(Essential Important)的一個“Ring”，對前碰撞有一定影響(Less Important),B-joint的鏈接、B-pillar結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度對前碰撞來說都至關(guān)重要，B-pillar加強結(jié)構(gòu)、頂蓋中部橫梁材料一般需要采用ultra high strength steel (UHSS，特高強度鋼)，座椅后橫梁材料一般需要采用VHSS， B-Ring接頭連接對提高扭轉(zhuǎn)剛度具有非常重要(Very Important)的作用。4、C-Ring 由左邊C柱接頭、頂蓋橫梁、右邊C柱接頭、右邊C柱、前底板后橫梁、左邊 C 柱依次連接而成，在 Subaru 的 The Ring-Shaped Reinforcement Frame body structure 中對 C-Ring 的描述是"The third ring is formed by the C-piliars anda strengthened lower rocker sill area(第三個環(huán)由左右C柱和增強的下門檻區(qū)域構(gòu)成)”，此環(huán)對側(cè)碰撞安全、車頂抗壓、后碰有一定影響(Less Important)，對提高扭轉(zhuǎn)剛度具有非常重要(Very Important)的作用，因此，C柱接頭的鏈接十分重要。由于與安全性能的相關(guān)性不如B-Ring，C-Ring加強結(jié)構(gòu)材料一般采用HSS即可能夠滿足碰撞要求。5、Damper-Ring 由左邊減震器座支架、頂蓋橫梁或包裹架橫梁、右邊減震器座支架、后底板橫梁依次連接而成，由于此環(huán)對提高車身扭轉(zhuǎn)剛度具有非常重要(Very Important)的作用，目前，許多車型為提高扭轉(zhuǎn)剛度大多采用了 Damper-Ring設(shè)計，同時， 由于此環(huán)功能的單一性，Damper-Ring加強結(jié)構(gòu)材料一般采用MS即可。6、D-Ring:由左邊D柱接頭、頂蓋后橫梁、右邊D柱接頭、右邊D柱、后備箱橫梁、左邊D柱依次連接而成，是與開啟件相關(guān)的六個“Ring”之一，也稱之為Tailgate 0pening-Ring(后備箱開啟環(huán))，由于此環(huán)對提高車身扭轉(zhuǎn)剛度具有非常重要(Very Important)的作用，其中D柱接頭十分重要，目前，許多車型為提高扭轉(zhuǎn)剛度大多采用了 D-Ring設(shè)計，同時，D-Ring對車頂抗壓、后碰性能有一定影響(Less Important)，一般 D-Ring加強結(jié)構(gòu)材料采用HSS。向垂直于Y軸的X-Surface平面上投影，對于車身的一側(cè)形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分別名為:Front Door Opening-Ring(前門開啟環(huán))、Rear Door Opening-Ring(后門開啟環(huán))兩個“Ring”，由于對稱性，左右各兩個。7、Front Door Opening-Ring 由A柱接頭、A柱、B柱接頭、B柱、前門檻加強板、 鉸鏈柱加強結(jié)構(gòu)依次連接而成，對于車身結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，F(xiàn)ront Door Opening-Ring是必不可少的，否者會造成嚴重設(shè)計缺陷，此環(huán)對前碰撞是至關(guān)重要(Essential Important)的， 對側(cè)碰撞安全及其性能評估、車頂抗壓非常重要(Very Important)，是影響開啟性能的六個“Ring”之一，其A柱后移量直接關(guān)系乘員艙完整性的評價，要避免設(shè)計上的缺陷，A柱接頭、B柱接頭的連接、環(huán)各邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度至關(guān)重要，A柱、B柱加強結(jié)構(gòu)材料一般需要采用UHSS，前門檻加強板、鉸鏈柱加強結(jié)構(gòu)材料一般需要采用extra high strength steel (EHSS，超高強度鋼)，F(xiàn)ront Door Opening-Ring對扭轉(zhuǎn)剛度有一定影響(Less Important)。8、Rear Door Opening-Ring 由B柱接頭、頂蓋邊梁、C柱接頭、C柱、門檻后加強板、B柱依次連接而成，此環(huán)對于側(cè)碰撞安全及其性能評估、車頂抗壓來說是一個非常重要 (Very Important)的“Ring”，是影響門的開啟性能的六個“Ring”之一，B柱接頭、C柱接頭的連接、環(huán)各邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度非常重要，B柱加強結(jié)構(gòu)材料一般需要采用UHSS，頂蓋邊梁、門檻后加強板材料一般需要采用EHSS或VHSS，Rear Door Opening-Ring對扭轉(zhuǎn)剛度、后碰均有一定影響(Less Important)。向垂直于Z軸的X-Surface平面上投影，對于車身的下部，從前向后形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分另1J名為Front absorber energy-Ring (前吸能環(huán))、Front floor-Ring (前底板環(huán))、 Fuel Tank-Ring(燃油箱環(huán))、Rear absorber energy-Ring(后吸能環(huán))共四個"Ring，，。9、Front absorber energy-Ring :由左前縱梁、左吸能盒、前保險桿橫梁、右吸能盒、右前縱梁、前擋板橫梁依次連接而成，此環(huán)對于前碰撞性能提升具有至關(guān)重要 (EssentialImportant)的作用，環(huán)各邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度非常重要，前縱梁、吸能盒結(jié)構(gòu)材料一般需要采用VHSS吸收碰撞能量，前保險桿橫梁結(jié)構(gòu)材料一般采用UHSS，保證不發(fā)生嚴重的彎曲變形將左側(cè)載荷傳遞至右側(cè)，前擋板橫梁結(jié)構(gòu)材料一般采用VHSS，維持前縱梁壓潰變形的穩(wěn)定性，減少前擋板侵入量，同時，F(xiàn)ront absorber energy-Ring對提高扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度具有一定影響(Less Important)。10、Front floor-Ring 由中通道橫梁、右邊門檻加強結(jié)構(gòu)、前底板后橫梁、左邊門檻加強結(jié)構(gòu)依次連接形成一個方形的框架結(jié)構(gòu)，再由若干條前底板下縱梁、座椅前后橫梁將“Ring”區(qū)域劃分為形式上若干方形小區(qū)域，至少從形式上構(gòu)成一個整體性的框架結(jié)構(gòu)。 Front floor-Ring是必不可少的，否者會造成嚴重的設(shè)計缺陷，對于前碰撞是一個至關(guān)重要(Essential Important)的“Ring”，直接關(guān)系乘員艙的生存空間，是不可變形區(qū)域，對側(cè)碰撞安全來說非常重要(Very Important)，對后碰有一定影響(Less Important)，梁與梁的連接、環(huán)各邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度非常重要，門檻加強板結(jié)構(gòu)材料一般需要采用EHSS， 前底板下縱梁結(jié)構(gòu)材料一般需要采用EHSS或VHSS，座椅前后橫梁材料一般需要采用HSS， Front floor-Ring對彎曲剛度有非常重要(Very Important)的影響。IUFuel Tank-Ring 由前底板后橫梁、右門檻加強板、后底板橫梁、左門檻加強板依次連接而成，此環(huán)對于后碰撞安全及其性能評估來說是一個非常重要(Very Important) 的“Ring”，橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度非常重要，橫梁加強結(jié)構(gòu)材料一般需要采用VHSS，F(xiàn)uel Tank-Ring對扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度、側(cè)碰撞均有一定影響(Less Important)。12、Rear absorber energy-Ring :由后底板橫梁、右后縱梁、右吸能盒、后保險桿橫梁、左吸能盒、左后縱梁依次連接而成，與Front absorber energy-Ring設(shè)計目的是一樣的，充分吸收碰撞能量，此環(huán)對于后碰撞性能提升具有至關(guān)重要(Essential Important) 的作用，環(huán)各邊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度非常重要，后縱梁、吸能盒材料一般需要采用VHSS 吸收碰撞能量，后保險桿橫梁材料一般采用EHSS，保證不發(fā)生嚴重的彎曲變形將左側(cè)載荷傳遞至右側(cè)，維持后縱梁壓潰變形的穩(wěn)定性，后底板橫梁材料一般采用VHSS，同時，Rear absorber energy-Ring對提高扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度具有一定影響(Less Important)。向垂直于Z軸的X-Surface平面上投影，對于車身的上部，從前向后形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分別名為=Hood Opening-Ring (發(fā)蓋開啟環(huán))、Shotgun-Ring (上縱梁環(huán))、Windshied Opening-Ring (前風擋開啟環(huán))、Roof-Ring (頂蓋環(huán))共四個“Ring，，。13、Hood Opening-Ring:由水箱上橫梁、發(fā)蓋開啟環(huán)右支架、右上縱梁、右A柱接頭、前風擋下橫梁、左A柱接頭、左上縱梁、發(fā)蓋開啟環(huán)左支架依次連接而成，是一個較為普遍存在的“Ring”，是影響開啟性能的六個“Ring”之一，發(fā)蓋開啟環(huán)支架是設(shè)計此環(huán)的關(guān)鍵特征，要求采用封閉的截面連接。此環(huán)對前碰撞中提升上縱梁變形的穩(wěn)定性有一定影響(Less Important)，此環(huán)連接處結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要，對扭轉(zhuǎn)剛度有非常重要(Very Important)的影響，對側(cè)向剛度有一定影響(Less Important)，由于碰撞安全相關(guān)性不高， 環(huán)各邊結(jié)構(gòu)材料采用HSS和MS即可。14、Siotgim-Ring 由上縱梁環(huán)支架、前縱梁、A柱接頭、上縱梁依次連接而成，是一個較為普遍存在的“Ring”，上縱梁環(huán)支架是設(shè)計此環(huán)的關(guān)鍵特征，要求采用封閉的截面， 連接前縱梁和上縱梁。此環(huán)對前碰撞中提高壓潰變形穩(wěn)定性、提前分散碰撞載荷，提高扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)向剛度均有一定影響(Less Important)，同時，對提高安全氣囊激發(fā)加速度、低速碰撞減少前縱梁變形具有重要作用，上縱梁環(huán)支架結(jié)構(gòu)材料采用HSS即可。15、Windshied Opening-Ring 由左A柱接頭、前風擋下橫梁、右A柱接頭、右A柱、頂蓋前橫梁、左A柱依次連接而成，是一個較為普遍存在的“Ring”，前風擋下橫梁是設(shè)計此環(huán)的關(guān)鍵特征，從車身帶前擋風玻璃和不帶前擋風玻璃的扭轉(zhuǎn)剛度結(jié)果對比中， Windshied Opening-Ring對扭轉(zhuǎn)剛度有一定影響(Less Important)，在天窗版的車頂抗壓中，Windshied Opening-Ring具有積極作用(Less Important)，結(jié)構(gòu)材料采用HSS或更高強度。16、Roof-Ring 由頂蓋前橫梁、頂蓋中橫梁、頂蓋后橫梁、頂蓋左邊梁、頂蓋右邊梁連接成“日，，字型或“目，，字型頂蓋框結(jié)構(gòu)，是一個較為普遍存在的“Ring”，其結(jié)構(gòu)、材料設(shè)計實際上已經(jīng)包含于其它“Ring”中，但敞篷車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計難度充分說明了 Roof-Ring作用的重要性。與環(huán)狀路徑車身從概念上最為接近的車身結(jié)構(gòu)是=Subaru從車身碰撞安全的角
度提出的"The Ring-Shaped Reinforcement Frame body structure-Essentially, the
Ring Frame Reinforced structure forms a series of rings around the passenger compartment, providing excellent protection in a variety ofcollision types (環(huán)狀加強框架車身結(jié)構(gòu)實際上是由圍繞乘員艙的一系列環(huán)構(gòu)成，從而提供全方位的出色保護)”，從以上對“Ring”的分類介紹中可以看成，環(huán)狀路徑車身所包含的設(shè)計要求、結(jié)構(gòu)性能范圍要遠高于后者。與環(huán)狀路徑車身從結(jié)構(gòu)上最為相似的車身結(jié)構(gòu)是Audi的ASF框架車身結(jié)構(gòu)，兩者的目的都是要構(gòu)造一個框架車身結(jié)構(gòu)，但由于兩者車身材料的不同，前者針對傳統(tǒng)材料， 通過“Ring”構(gòu)造一個整體框架結(jié)構(gòu)，而后者針對鋁合金材料，通過創(chuàng)新的連接方式構(gòu)造一個具有高剛性的整體框架結(jié)構(gòu)，正是由于材料的區(qū)別，在具體的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造方法產(chǎn)生了較大的差別。在車身概念設(shè)計階段，3R-B0DY將結(jié)構(gòu)碰撞安全性能與結(jié)構(gòu)NVH性能在結(jié)構(gòu)設(shè)計上實現(xiàn)了統(tǒng)一，化解了兩種性能在工程設(shè)計階段可能產(chǎn)生的沖突，避免大的設(shè)計變更，為車身結(jié)構(gòu)設(shè)計進行正向開發(fā)提供了方法論，從而為實現(xiàn)車身設(shè)計的“3S”目標奠定了基礎(chǔ)，其創(chuàng)新體現(xiàn)在以下三個方面一是，理論創(chuàng)新3R_B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法建立了一個從設(shè)計概念、設(shè)計原理、設(shè)計方法到效果評估(本發(fā)明的評估方法)的完整體系，其理論創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個方面一是，將傳統(tǒng)車身輕量化設(shè)計中局部相沖突的碰過安全性能與剛度性能融合到車身 “Ring”結(jié)構(gòu)設(shè)計的共同特征當中，提出了兼顧兩者統(tǒng)一性聯(lián)系的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；二是，將車身結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料設(shè)計融合到“Ring”結(jié)構(gòu)設(shè)計特征當中，提高了對兩者相互關(guān)系的認識， 以及兩者在輕量化設(shè)計中的地位和作用，3R-B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法為車身工程設(shè)計建立了清晰的指導與設(shè)計思路。二是，技術(shù)創(chuàng)新3R_B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法提煉和吸收了各主機廠在車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計中的各自優(yōu)秀的基因，是對已有設(shè)計方法的系統(tǒng)歸納與總結(jié)，其技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個方面一是，將“Ring”提煉為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計特征，針對車身骨架建立了系統(tǒng)的“Ring”體系，明確指出了“Ring”結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，在把握重點環(huán)設(shè)計的基礎(chǔ)上根據(jù)輕量化的需要設(shè)計更多的環(huán)結(jié)構(gòu)；二是，基于環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立了獨立并超前于仿真和實驗的對車身工程設(shè)計效果進行評估的結(jié)構(gòu)評估方法體系，節(jié)約了開發(fā)時間，因此，3R-B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法技術(shù)創(chuàng)新的亮點在于設(shè)計明確化和評估可執(zhí)行化，對工程設(shè)計階段具有重要的實踐指導意義。三是，營銷創(chuàng)新3R_B0DY結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法總結(jié)和提煉了長期以來車身工程設(shè)計的“Safe、Miff、&iVe”m“3S” 目標，針對此目標提出了“Ring、R0ute、Resist” 的“3R，， 結(jié)構(gòu)，與“3S”相對應，“3S”目標和“3R”結(jié)構(gòu)在安全概念上直觀易懂、在安全結(jié)構(gòu)上一目了然，3R-B0DY本身具有了統(tǒng)一的雙層身份一安全概念和安全形象，因此，在“安全理念”越來越深入的今天，消費者偏向于接受安全概念，而不是安全結(jié)構(gòu)，但安全理念的接受效果很大程度上依賴于具體的安全結(jié)構(gòu)上，此結(jié)構(gòu)形象要易于讓消費者形成一種較為具體的影響， 因此，在營銷上將3R-B0DY作為在被動安全領(lǐng)域的一種創(chuàng)新設(shè)計理念與汽車產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)結(jié)合起來宣傳，易于被消費者接受，加深消費者對產(chǎn)品的安全認識，可以說，3R-B0DY的營銷創(chuàng)新在于其本身是一種形象化了的、有血有肉的碰撞安全設(shè)計理念。

發(fā)明內(nèi)容
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在傳統(tǒng)的車身結(jié)構(gòu)工程開發(fā)中，對結(jié)構(gòu)性能的評估方法主要依賴于仿真和實驗，是一種間接的驗證方法，對于仿真，需要建立汽車有限元模型進行大量計算；對于實驗，需要試制樣車進行反復實驗，如果車身結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的缺陷，那么在設(shè)計與仿真、實驗驗證之間將是一個不斷反復的過程。本發(fā)明為了解決上述車身工程開發(fā)中的技術(shù)問題，減少開發(fā)周期，降低開發(fā)成本， 提出一種針對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計本身的、超前并獨立于仿真和實驗的、直接的評估方法，以減少設(shè)計缺陷的發(fā)生。2、本發(fā)明的技術(shù)方案為了達到實現(xiàn)本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題的目的，本發(fā)明提出了一種環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法，其步驟包括第一步，利用國內(nèi)外車身結(jié)構(gòu)設(shè)計工程開發(fā)的經(jīng)驗和教訓，對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計進行 “Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”，確定車身結(jié)構(gòu)每個Ring的材料理想強度等級， 使用“+”或者其它符號及其個數(shù)表示材料強度等級，“+”個數(shù)即得分數(shù)，“_”為零分，以及對每個Ring在不同結(jié)構(gòu)性能下的重要性進行評估，同樣，使用“+”及其個數(shù)表示重要程度， “+”個數(shù)即得分數(shù)，“_”為零分，并計算結(jié)構(gòu)性能求和分數(shù)；第二步，針對具體的車身結(jié)構(gòu)，對其每個Ring進行“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”，“ 1，，表示Ring滿足評估要求，“0”表示Ring不滿足評估要求；第三步，針對具體的車身結(jié)構(gòu)，對其每個Ring進行“Ring材料實際強度等級評估”，參照第一步中涉及的材料強度等級標準，判斷車身結(jié)構(gòu)每個Ring所采用的材料實際強度等級，給出每個Ring的實際“+”個數(shù)，即得分數(shù)；第四步，根據(jù)前三步中“Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”、“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”和“Ring材料實際強度等級評估”的評估結(jié)果，計算車身結(jié)構(gòu)的 "Ring綜合評估”分數(shù)，又包含以下三個步驟a、將第二步中每個Ring的結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估結(jié)果分別乘以第一步中對應Ring的結(jié)構(gòu)性能評估求和分數(shù)，得到每個Ring的結(jié)構(gòu)性能評估分數(shù)，將車身結(jié)構(gòu)所有Ring的結(jié)構(gòu)性能評估分數(shù)相加，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring結(jié)構(gòu)性能總評估分數(shù)”；b、將第二步中每個Ring的結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估結(jié)果分別乘以第三步中對應Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)，得到每個Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)，將車身結(jié)構(gòu)所有Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)相加，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring材料實際強度等級總評估分數(shù)”；C、將“Ring結(jié)構(gòu)性能總評估分數(shù)”和“Ring材料實際強度等級總評估分數(shù)”相加， 得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring綜合評估分數(shù)”。所述的環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法第一步中“Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”，其特征在于對車身結(jié)構(gòu)的每個Ring采用表1所示的評估結(jié)果。表IRing材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法，其步驟包括第一步，利用國內(nèi)外車身結(jié)構(gòu)設(shè)計工程開發(fā)的經(jīng)驗和教訓，對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計進行“Ring 材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”，確定車身結(jié)構(gòu)每個Ring的材料理想強度等級，使用 “+”或者其它符號及其個數(shù)表示材料強度等級，“+”個數(shù)即得分數(shù)，“_”為零分，以及對每個 Ring在不同結(jié)構(gòu)性能下的重要性進行評估，同樣，使用“+”及其個數(shù)表示重要程度，“+”個數(shù)即得分數(shù)，“_”為零分，并計算結(jié)構(gòu)性能求和分數(shù)；第二步，針對具體的車身結(jié)構(gòu)，對其每個Ring進行“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”，“ 1，，表示Ring滿足評估要求，“0”表示Ring不滿足評估要求；第三步，針對具體的車身結(jié)構(gòu)，對其每個Ring進行“Ring材料實際強度等級評估”，參照第一步中涉及的材料強度等級標準，判斷車身結(jié)構(gòu)每個Ring所采用的材料實際強度等級，給出每個Ring的實際“+”個數(shù)，即得分數(shù)；第四步，根據(jù)前三步中“Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”、“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”和“Ring材料實際強度等級評估”的評估結(jié)果，計算車身結(jié)構(gòu)的“Ring綜合評估”分數(shù)，又包含以下三個步驟a、將第二步中每個Ring的結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估結(jié)果分別乘以第一步中對應 Ring的結(jié)構(gòu)性能評估求和分數(shù)，得到每個Ring的結(jié)構(gòu)性能評估分數(shù)，將車身結(jié)構(gòu)所有Ring 的結(jié)構(gòu)性能評估分數(shù)相加，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring結(jié)構(gòu)性能總評估分數(shù)”；b、將第二步中每個Ring的結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估結(jié)果分別乘以第三步中對應 Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)，得到每個Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)，將車身結(jié)構(gòu)所有Ring的材料實際強度等級評估分數(shù)相加，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring材料實際強度等級總評估分數(shù)”；C、將“Ring結(jié)構(gòu)性能總評估分數(shù)”和“Ring材料實際強度等級總評估分數(shù)”相加，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring綜合評估分數(shù)”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”，其特征在于對車身結(jié)構(gòu)的每個Ring采用表1所示的評估結(jié)果。表IRing材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車身骨架“Ring綜合評估分數(shù)”計算，其特征在于車身結(jié)構(gòu)具有所有的Ring，且滿足“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”，且每個Ring采用的材料是理想強度等級，得到車身結(jié)構(gòu)的“Ring理想綜合評估分數(shù)”是100分，如表2所示。 表2Ring理想綜合評估分數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法，包括四個基本步驟“Ring材料理想強度等級與結(jié)構(gòu)性能評估”、“Ring結(jié)構(gòu)特征與實質(zhì)性要求評估”、“Ring材料實際強度等級評估”和“Ring綜合評估”，本發(fā)明的評估方法是獨立并超前于仿真和實驗的、直接的評估方法，能夠減少設(shè)計缺陷的發(fā)生和不必要的設(shè)計與驗證之間的反復，降低開發(fā)成本、縮短設(shè)計周期，同時，也是一種針對車身結(jié)構(gòu)工程設(shè)計提出的具有普適性的評估方法，同樣適合非環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的評估，因此，本發(fā)明的環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)設(shè)計評估方法對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的理論與實踐意義。
文檔編號B62D65/00GK102372043SQ20111022329
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者肖鋒 申請人:肖鋒