汽车车架知识概述
汽车车架知识讲解
一般汽车车身分为承载式车身和非承载式车身。对于底盘来讲，区分两者最主要的地方应该就是是否有车架。承载式车身无需车架，只采用副车架起传力和连接的作用。而非承载式车架则必须有车架做为承载装置。
一、车架概述
1.1车架的类型:
广义的车架包括两大类，我们所说的车架一般指下面的1类。
(1)传统式车架:采用非承载式车身，应用于货车、越野车等;
(2)承载式车身:主要用于轿车，承载式车身兼起车架作用 。
1.2车架的分类:
车架可以分为三类 :
1、边梁式车架:边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。
2、中梁式车架：中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊梁式车架。
3、综合式车架：车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。
1.3车架的发展：
二、车架结构设计
车架在结构布置上应达到合理的目标，何为合理？所谓的合理就是在满足车架自身有足够的强度、刚度的要求及整车布置要求的前提下，达到便于安装和拆卸。车架结构是否关键需要从两方面分析，即车架自身关键结构强度、刚度和底盘件辅助关键结构的功能。
1.车架结构的受力：
要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面的韧性不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。
a.负载弯曲：
部分汽车的悬挂重量，是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁一般都要求较强的强度。如下图，利用CAE的分析手段来计算的车架弯曲刚度计算工况：
b. 非水平扭动：
当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力,情况就好象要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。
c．横向弯曲：
所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。
d．水平菱形扭动：
辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好象将一个长方形拉扯成一个菱形一样。
2.纵梁、横梁及其联接：
连接方式如下图：
3.车架常用材料：
三、车架制造基础知识
车架制造涉及整车四大工艺中的冲压、焊接、涂装、总成。
四、车架焊接概述
1、焊接及其本质：
焊接是通过局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分金属形成原子间结合的一种加工方法。焊接两大特点就是加热、加压。
2、焊接方法分类：
3、车架中常用焊接方法：
（1）CO2气体保护焊：
CO2气体保护电弧焊属于气体车架中常用焊接方法，利用外加气体作为电弧介质并保护电弧与焊接区的电弧焊方法。其适用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。下图为CO2气体护焊的焊机。
优点：：1 焊接生产率高；2 焊接成本低；3 焊接变形小；4 焊接质量高；5 适用范围广；6 操作简单。
缺点： 1 飞溅率较大且表面成形较差； 2 很难用交流电源进行焊接；3 抗风能力差；
（2）点 焊：
棒状铜电极压紧后通电加热，在工件之间形成椭球状熔化核心，切断电流冷却结晶形成熔核。
点焊过程：
点焊需控制的工艺参数：焊接电流，电极压力，焊接时间，电极头端面直径。
工艺特点： （1）操作简单； （ 2）生产效率高； （3）生产设备及维修复杂。
应用范围：适用于薄板焊接，在汽车制造业得到大量应用。因车架钢板较厚，应用此种焊接不如车身广泛。
4、焊接对车架的影响：
焊接过程中，由于被连接构件局部受热和焊后不均匀冷却，将产生焊接残余应力和焊接变形。焊接应力与变形对车架构件的稳定和疲劳强度均有显著的影响，焊接残余应力高的可达到钢材屈服点。
防止变形过大的方法：（1）设计应考虑在保证安全的前提下减小焊缝的尺寸；（2）合理的坡口形状；（3）对称布置焊缝；（4）选择合理的焊接顺序等。
五、车架失效分析
1、车架失效分析定义：车架失效分析是在车架设计和制造过程中对构成车架的子系统、零件进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的结果，从而预先采取必要措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。
2、潜在失效后果及起因：
