# 車身篇 #
Vol.01
車身基礎介紹
大家都知道，改車應該先強化操控方面的性能，輪胎、避震、防傾杆等部件是很多車友的首選改裝項目。
所有的這些部件，都是安裝在車身上的，有些時候，車身會對轉彎特性和安全性等方面產生決定性的影響。
然而，車身可能是我們最容易忽視的部件了，即使已經做完賽道化的車輛，也有些可以改進的地方。
在這個系列文章裡，我們請到了自身車身工程師大飛哥來給我們講講車身方面的知識。
希望能讓各位車手、玩家和車隊更全面的認識車身的重要性。
其中包括了車身基礎知識、輕量化方案、防滾架設計施工、焊接工藝、損毀評估修復等多個方面，還有獨家的GK5車身分析。
—— 蟹爪朝天
Hello，大家好，首先做個簡單的自我介紹，我是本次車身系列文的作者大飛，從小就是個汽車迷，喜歡收藏各式各樣的車模，沒事兒的時候還會約幾個好友去山裡跑一跑。就算在心情低落的時候，聽到陣陣的轟鳴和引擎的嘶吼，心中頓時充滿了力量。
大學畢業後在OEM從事車身方面的工作，參與過多款車型的正向設計與研發工作，車型涵蓋 Sedan、Hatchback、MPV、SUV、Limousine、Heavyduty truck，品牌涉及國產自主到一線豪華，一晃十餘載。
對於汽車或多或少有一些自己的想法，現在就我自身的一點點經驗，結合OEM的原始設計，和大家分享一些車身方面的那些事兒，不做泛泛的設計原則講解，只說一些和改裝有關的事情，說一些能讓你提高0.001秒的事兒。
車身，是你入眼的第一道門檻，一臺車的三格（性格，品格，風格），讓你清楚的知道，它是否為你所想；除了車身的造型，它還是一個平臺，承載著眾多零部件安裝、匹配、調教等工作的基礎平臺，這個平臺可以配合完成你任何折騰的慾望，滿足你對車身 NVH、舒適性、安全性以及操控性等相關的各種需求。
車身焊接
首先讓我們來看看車身的焊接邏輯。
只有瞭解了這個邏輯之後，才能更清楚車身在各個板塊之間的連接關係，瞭解整車力的傳導和收縮，你才能再看到前槓的泡沫填充和機蓋折彎翹起以及潰縮的前端時，能用設計邏輯去理解和評價它的優勢和弊端。
在看完焊接邏輯後，下面我們聊一聊車身到底是用什麼方式將3500多個零件（根據車型會有不同）組合在一起的，組合完整的白車身到底又是怎麼達成車身各項性能指標的。
性能指標的達標
目前市場上絕大多數的白車身還是以鋼材為主體材料，通過沖壓制作成具有一定強度、搭接、密封和裝配等功能的小零件，然後經過4500多個焊點（國產車焊點總數在3800左右）將零件按照邏輯焊接在一起。
其中還會有激光焊、激光釺焊、Robscan（另一種激光焊）、MIG焊（燒焊或保護焊）、壓鉚、自衝鉚、流鑽鉚（不同形式的鉚接）。
根據性能和材料的特性應用在不同的模塊中，穿插在焊接中的還有整車將近180米的塗膠（整車塗膠總長度）來保證車身的NVH（密封性）減少共振，提高車身強度和剛度。
說到這裡還是想和大家說一說這兩個詞，在目前的汽車行業中，強度和剛度始終貫穿於車身結構設計的整個過程，是評價一臺車可靠性、耐久性、車身性能，以及靜態和動態車身特性的重要參數。
強度是車身抵抗塑性變形的能力，剛度是車身在抵抗彈性變形的難易程度。
簡單來說就像駕駛一臺賽車在急剎轉彎時，車身應該給你什麼反饋，是給你足夠的支撐穩定急剎，還是洩彎柔剎彈出* 。我想這絕對可以讓你的車子先於對手若干個0.001秒吧。
柔剎彈出*：進彎時車身的變形會吸收一部分能量，弱化推頭趨勢。
請給你賽車的車身多一些的關注，它值得。
車身的剛度絕對是一個值得深究的領域，但目前國內對此領域還是處於薄弱的水平，各個車型還是在對標車型和試驗下獲取數值進行各自的目標值設定。
通常的方法還是利用CAE輔助分析和臺架試驗進行對比。在分析軟件中建立有限元模型，設定工況，施加扭轉載荷，確定扭轉角度，最終算得一臺車身在某種工況下的扭轉剛度。
公式如下，如果感興趣可以試試：K(N.m/rad)=T(扭矩)/θ(扭轉角度)。
對於理論知識，網上會有更專業的講解，但下面的數值，不一定是你在網上可以找到的。
靜態車身扭轉剛度設計值
- A 級車型：白車身扭轉剛度目標值約為≥10000N.m/rad
- B 級車型：白車身扭轉剛度目標值約為 10000~13000N.m/rad
- C 級車型含 SUV：白車身扭轉剛度目標值約為≥13000N.m/rad
- D 級或更高：白車身扭轉剛度目標值約為>13000~無上限N.m/rad （上限值根據車型目標）
如果說車身剛度太過沉悶的話，那麼車身強度更像是個直男，選用的材料會更直接影響到性能，設計師還會通過材料特性對零件結構進行設計，使其更具經濟性和實用性；我們看幾張圖片來了解一下車身材料是如何分佈的 ——
通過這些圖片我們可以看出，哪些位置是所謂的重要位置，也是我們在改裝一臺賽車時，需要更多關注的位置。
但對於賽車的車身來說，可能更需要付出多的時間去思考合適的方法，去滿足每個級別的賽事對車身的各項要求，更要考慮賽事場地的不同，來調整車身對應的強化和減重方案，具體的減重方案後期會進行詳細講解。
對於碰撞的解決
在賽場上最常見的事故多是撞車、翻滾、多圈翻滾。然而見過這麼多的場景， 我們的賽車手始終都可能優雅的走出破爛的賽車，這就要歸功於車身對車手的保護。賽車的車身是經過特殊方案處理的。
我們先來看看普通量產車身對碰撞這件事是怎麼說的呢？這要分為三個級別，逐步發生。
- 首先，車身結構按照既定路徑以可控的方式變形，吸收衝擊能量，使得乘坐和駕駛空間不被侵入。
- 然後，車身通過犧牲駕駛室以外的結構部件，使其潰縮，彈起等來減小力和衝擊速度對乘員和駕駛員的傳遞。
- 最後，內部部件通過變形和破碎來吸收乘員對其的衝擊，來減輕碰撞甚至二次碰撞。
我們來看一下力是如何通過車身進行傳遞的 ——
如果對力學有一些瞭解的朋友會明白，力是具有可傳性原理的。
作用於剛性體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內任意一點，並不改變該力對剛體的作用。也就是可以簡單的理解當碰撞發生時，無論是正碰、側碰還是追尾，首先力源有了。
圖片來源：www.c-ncap.org
北京現代菲斯塔——可變形移動壁障側面碰撞試驗（2019-4-10）
當力作用在車身上，這時車身的剛度和強度開始起作用，不僅對外力進行抵抗和吸收，還會將剩下的力傳遞。
傳遞的主要方向會平行發生，這也就是說力會沿著既定的車身骨架發生傳遞，這就是車身框架（上下邊梁、前後橫、縱加強梁、A、B、C 柱）所起到的作用。在這個過程中，又不得不提到另一個原理，力線平移原理*。
力線平移原理*：作用在剛體的力可以平移到該剛體的任一點，讓作用力在傳遞過駕駛艙的過程中進行釋放和衰減，這個傳遞的過程也是對車身內乘員的保護。
這是典型的力學原理，在配合車身各個部位複雜的結構設計和材料的應用，才使得車身在發生危險時更具保護性，也是汽車法規所存在的意義。
其目的都是保護駕駛員和乘員的安全，當然控制合理的車身剛度和強度，也是對其他車輛和行人的保護，所以對車身的研究是一個需要長期堅持要做的事情。
圖片來源：www.c-ncap.org
上汽通用新君威（20T精英型）——正面40％重疊可變形壁障碰撞試驗（2019-4-04）
通過以上對材料分佈和受力軌跡的學習，可以讓大家更直觀的感受到完整車身的狀態，並且更清楚的瞭解骨架是如何在危險情況下進行作用力的保護。然而材料是不是盲目的選用高強度就是好呢，如何能讓車子在提現最大輕量化的時候兼具剛度性能呢，和你的賽車又有什麼樣的聯繫呢？
Audi R8 的車身結構又有什麼不同呢？下篇給你答案。
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關鍵字: 原汁原味的德系SUV 設計師 圈速
