汽车产品开发结构集成设计实战手册

序

前言

第1章整车集成与结构集成概述1

1.1汽车产品的正向开发1

1.1.1汽车产品的正向开发过程1

1.1.2汽车产品的整车属性1

1.1.3整车属性技术指标分解和转化及目标达成5

1.2汽车产品开发中的整车集成与结构集成6

1.2.1整车集成与结构集成的关系6

1.2.2整车结构集成的任务和目标7

1.3整车结构集成设计现状与问题7

参考文献9

第2章整车结构集成开发体系与技术路线10

2.1整车集成开发体系与流程10

2.1.1汽车产品开发体系与流程10

2.1.2整车结构集成设计开发流程11

2.2整车结构集成开发内容及技术文件12

2.3整车性能指标的制定与分解16

2.3.1产品定义与整车性能开发策略17

2.3.2整车性能目标的制定与分解21

2.3.3整车性能目标的验证31

2.4结构集成CAE虚拟验证优化设计体系33

2.4.1建立CAE虚拟验证优化体系的意义33

2.4.2虚拟验证优化设计体系34

2.5汽车产品设计同步工程38

参考文献41

第3章传统的整车结构集成设计42

3.1整车平台架构与模块化42

3.1.1平台、架构与模块化定义和关系42

3.1.2主流汽车企业的平台架构开发概述44

3.1.3模块化平台架构开发与实施47

3.1.4电动汽车平台架构开发特点与策略49

3.2整车总布置集成设计52

3.2.1整车总布置集成设计的主要特点、

内容及逻辑关系52

3.2.2整车型式和主要参数选择58

3.2.3整车姿态84

3.2.4下车体集成布置91

3.2.5整车产品设计阶段的法规适应性分析116

3.2.6整车水管理120

3.2.7新能源汽车的保安防灾127

3.2.8电动汽车与燃油汽车总布置设计差异分析130

3.3整车人机工程133

3.3.1驾乘人体坐姿分析134

3.3.2视野分析144

3.3.3乘坐舒适性169

3.3.4操作舒适性178

3.3.5整车人机工程的未来发展187

参考文献188

第4章整车NVH和碰撞安全性能结构集成190

4.1整车NVH性能190

4.1.1整车NVH性能开发目标设定与管理190

4.1.2路况NVH性能分析及验证198

4.1.3发动机NVH性能分析及验证203

4.1.4风噪声NVH性能分析及验证206

4.1.5异响NVH性能分析及验证208

4.1.6纯电动车与燃油车差异性分析213

4.2整车安全性能216

4.2.1整车安全开发目标设定216

4.2.2整车安全开发目标分解219

4.2.3整车安全结构集成设计224

4.2.4整车安全结构集成设计虚拟验证229

4.2.5纯电动车与燃油车碰撞结构设计差异232

参考文献234

第5章整车可靠性和耐久性结构集成235

5.1汽车产品的全生命周期235

5.1.1汽车产品的全生命周期简介235

5.1.2汽车产品的质量、可靠性和耐久性237

5.2汽车产品的可靠性开发238

5.2.1可靠性工程概述238

5.2.2可靠性工程与产品开发集成238

5.2.3可靠性目标定义及分解239

5.2.4可靠性试验开发241

5.3汽车结构的耐久性243

5.3.1汽车耐久性的失效与整车性能243

5.3.2汽车结构的耐久性与量化指标248

5.4汽车产品的结构耐久性开发250

5.4.1汽车产品耐久性设计的总目标251

5.4.2汽车产品耐久性目标的分解251

5.4.3汽车产品结构耐久性的开发体系和流程254

5.4.4汽车产品的耐久性试验与用户关联257

5.5整车性能导向的结构耐久性开发260

5.5.1结构的刚度与整车性能260

5.5.2结构的强度与整车性能275

5.5.3结构的疲劳寿命与整车性能280

5.5.4结构的稳定性与整车性能283

5.6汽车结构的性能集成284

5.6.1结构耐久性、NVH性能、碰撞安全性能的结构集成285

5.6.2悬架设计与整车性能288

参考文献289

第6章整车尺寸结构集成设计与验证290

6.1整车尺寸结构集成及目标设定与评价290

6.1.1整车内外观尺寸目标设定291

6.1.2整车内外观尺寸目标的评价方法297

6.1.3整车功能集成尺寸目标设定299

6.2基于结构集成的尺寸目标分解300

6.2.1整车结构集成的定位系统设计与案例301

6.2.2整车尺寸目标的分解与虚拟验证310

6.2.3GD&T产品图样与3DPMI324

6.3同步工程校核与结构集成尺寸优化325

6.3.1尺寸设计检查325

6.3.2尺寸目标修正与结构优化设计326

6.3.3尺寸稳健性结构设计与优化329

6.3.4尺寸稳健性的工装设计标准330

6.4结构集成的尺寸验证332

6.4.1零部件尺寸匹配验证332

6.4.2工装的物理验证337

6.4.3尺寸波动的工艺验证342

6.4.4整车级尺寸物理验证343

6.5尺寸目标测量与达成347

6.5.1零部件尺寸测量与验收347

6.5.2白车身尺寸测量与匹配350

6.5.3整车尺寸测量与匹配352

参考文献355

第7章整车静态感知质量结构集成设计与评价356

7.1静态感知质量设计开发概况及核心方法的运用356

7.1.1整车静态感知质量设计开发概况356

7.1.2整车静态感知质量评价要素357

7.1.3整车静态感知质量评价维度介绍360

7.1.4整车静态感知质量目标建立及管控流程376

7.2整车静态感知质量结构集成设计评价383

7.2.1造型阶段静态感知质量结构集成评价383

7.2.2工程数据阶段静态感知质量结构集成评价391

7.2.3实车阶段静态感知质量结构集成评价397

7.3精致工程结构集成设计案例分析401

7.3.1典型的造型结构集成案例分析401

7.3.2典型的内外饰结构集成案例分析403

7.3.3典型的电气结构集成案例分析404

7.3.4典型的安全性结构集成案例分析406

7.3.5典型的整车气味性感知质量优化案例分析407

7.4整车静态感知质量设计未来发展趋势409

7.4.1电动汽车与燃油汽车静态感知质量评价差异性409

7.4.2目标群体关注的整车感知质量亮点发展趋势416

参考文献422

第8章整车轻量化开发结构集成设计423

8.1整车轻量化概述423

8.1.1轻量化意义与工作内容423

8.1.2轻量化开发技术现状和发展趋势424

8.2整车轻量化正向开发流程及技术路线432

8.2.1整车轻量化设计开发流程及影响因素432

8.2.2整车轻量化技术规划436

8.2.3整车轻量化正向设计技术路线438

8.3整车开发重量目标制定、评价及管控方法439

8.3.1整车重量管控概述439

8.3.2整车轻量化多维度重量目标制定、分解和评价体系440

8.3.3整车重量管控工作内容、现状、问题与解决方案450

8.4轻量化材料与轻量化工艺452

8.4.1轻量化材料452

8.4.2轻量化工艺457

8.5整车轻量化结构集成设计与典型案例460

8.5.1低成本整车轻量化集成设计技术与典型案例分析461

8.5.2轻质材料车身轻量化集成设计技术469

8.5.3车身结构优化集成设计480

8.6重要零部件轻量化结构集成设计与案例分析484

8.6.1底盘重要零部件轻量化设计开发485

8.6.2内外饰重要零部件轻量化设计开发492

8.6.3动力蓄电池包轻量化设计开发501

参考文献506

第9章全生命周期汽车低成本结构集成设计507

9.1全生命周期汽车生态与成本设计507

9.1.1汽车生命周期评价的概念与政策507

9.1.2全生命周期汽车生态设计理念与实践510

9.1.3成本设计工作方法与全生命周期成本构成515

9.2汽车使用期间的低成本结构集成设计519

9.2.1降低行驶能耗的技术方案概述519

9.2.2节能降耗的整车轻量化低成本设计521

9.2.3降低汽车维修和保险费用的结构集成设计525

9.2.4汽车全生命周期生态设计案例及材料选择531

9.3低成本产品开发结构集成设计536

9.3.1结构集成优化设计方法与典型案例536

9.3.2造型同步工程中的低成本结构集成设计544

9.3.3结构集成创新构想与虚拟验证拓扑优化设计549

9.3.4低成本*简装配结构集成设计551

参考文献563