[汽車之家 基礎(chǔ)知識] 為避免誤會(huì)，開頭先要和大家說一下：本次內(nèi)容重在科普，理想ONE(參數(shù)|詢價(jià))僅作示意，同時(shí)也要感謝理想汽車對于選題方面的支持與配合。那么今天的小知識是什么呢？沒錯(cuò)，就是車身。有朋友可能會(huì)說：車身不就是看看樣子看看碰撞成績嘛，這有什么可說的？對于車身設(shè)計(jì)來說，除了考慮到安全性、空間布局以及外觀設(shè)計(jì)之外，如何做到各方面兼顧就很考驗(yàn)工程師與設(shè)計(jì)師的水平了，而那些并不會(huì)引起大家注意的細(xì)節(jié)，往往就是決定其車輛素質(zhì)的關(guān)鍵。
今日知識略硬核，我盡可能用大家看得懂的語言來和大家簡單聊聊這一話題，當(dāng)然考慮到方便理解，這里面的部分結(jié)論僅適用于大多數(shù)情況，特殊個(gè)例或者極端情況不包含在內(nèi)，別太較真，并且今天我們主要針對常見的承載式車身進(jìn)行解讀，非承載式車身情況在某種層面上不符合今天的內(nèi)容。
○ 30秒看懂所有結(jié)論：
1、在平衡成本、材料選擇、安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與輕量化之后，理論上車身剛性越高越好。
2、除了材料選擇，車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造連接工藝也十分重要。
3、車身剛性對于操控性、安全性和可靠性有著決定性影響。
4、外覆蓋件（如車門外鋼板、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋外板等）對于車身剛性影響不大，核心主要看白車身（Body in white，大白話簡單理解為車身骨架主體結(jié)構(gòu)）。
5、不同車身結(jié)構(gòu)、不同焊點(diǎn)數(shù)與天窗都可能造影響車身剛性。
○ 很多人不知道，車身剛性對操控性和安全性有著決定性影響
首先來說一個(gè)概念：什么是車身剛性？我們常說的剛性在工程領(lǐng)域一般稱之為剛度，也就是在受到外力時(shí)抵抗彈性變形的能力，或者簡單理解為：車身容不容易發(fā)生變形。對于車身剛度來說，一般經(jīng)常關(guān)注的兩個(gè)指標(biāo)分別是車身扭轉(zhuǎn)剛度與車身彎曲剛度，前者主要評價(jià)車身抗扭轉(zhuǎn)能力，而后者顧名思義就是抗彎曲形變能力，兩者通常會(huì)合并在一起說，稱之為彎扭剛度。
首先我們來聊聊對于操控性的影響?？赡芎芏嗯笥褧?huì)認(rèn)為，一臺車的操控性好壞，看的是一臺車懸架結(jié)構(gòu)與調(diào)校水準(zhǔn)。這個(gè)結(jié)論本身是沒有問題的，問題是在于這一結(jié)論的設(shè)定，是必須要建立在車身剛性高的基礎(chǔ)上才可以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)一臺車過彎的時(shí)候，除了懸架的運(yùn)動(dòng)之外，車身在受到外力作用的時(shí)候也會(huì)發(fā)生微量彎扭，即便懸架參數(shù)得到了充分驗(yàn)證，懸架標(biāo)定足夠優(yōu)秀，在車身發(fā)生彎扭的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)意想不到的結(jié)果。自然而然地，減小車身形變本身對于車輛動(dòng)態(tài)調(diào)校的影響就是關(guān)鍵，而提高車身剛性也正是為了保證底盤能夠獲得理想狀態(tài)下的實(shí)際結(jié)果。
○ 在被動(dòng)安全性方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)
除了在操控性上的幫助之外，車身剛性對于被動(dòng)安全性（或者直白點(diǎn)說是碰撞安全性）也有著一定正向幫助。這很好理解，但在說這部分知識之前，我們還是要說一些“誤區(qū)”。
像面對正面碰撞這樣的情況，大多數(shù)車輛都會(huì)有個(gè)“鼻子”，也就是前發(fā)動(dòng)機(jī)艙或者前備廂，在這段乘員艙以外的車身區(qū)域內(nèi)，如何吸收與分散掉碰撞力才是關(guān)鍵，過“硬”的材料如果布局在最前端是有可能導(dǎo)致碰撞瞬時(shí)加速度過大，進(jìn)而造成乘客在受到碰撞力的時(shí)候“沖擊”太大，反而會(huì)提高致傷風(fēng)險(xiǎn)。
需要注意的是，強(qiáng)度與剛度并不是一回事，雖然對于大多數(shù)金屬材料而言存在一定正相關(guān)性，但具體展開需要根據(jù)材料與結(jié)構(gòu)特性分析，比較復(fù)雜。除了需要看材料選用之外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是影響車身剛性的關(guān)鍵原因。
車身對于被動(dòng)碰撞安全性的部分，接下來我們將就此科普一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的小知識，這里面包含對于此前“熱度頗高”的25%小重疊角碰撞優(yōu)化，以及不同位置如何從結(jié)構(gòu)角度設(shè)計(jì)車身的知識點(diǎn)。
這項(xiàng)測試可以說是很多車企的“噩夢”。最早是從美國IIHS開始，據(jù)統(tǒng)計(jì)在發(fā)生正面碰撞的時(shí)候，當(dāng)正面碰撞重疊角小于25%時(shí)，縱梁不能起到充分吸能作用，引起很高的致傷風(fēng)險(xiǎn)，而后IIHS就有了這項(xiàng)測試，很多品牌車型折戟于此，我國的“中保研”碰撞測試也借鑒了該測試條件，發(fā)現(xiàn)很多車型存在這樣的被動(dòng)安全隱患，進(jìn)而引起較高關(guān)注。
除此之外，還有部分車企采用優(yōu)化碰撞力分散結(jié)構(gòu)，減少乘員艙入侵。當(dāng)小重疊角碰撞發(fā)生時(shí)，通過強(qiáng)度夠高的斜梁讓車身呈現(xiàn)出較為明顯的側(cè)滑趨勢，分散碰撞力。
總結(jié)起來就是，在安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，靠近乘員艙的位置要盡可能選用高強(qiáng)度材料，并通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)保證乘員艙完整性，而在車頭位置則需要利用好車頭空間，在剛性能夠保證的情況下，做出合理有效的吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
○ 車身連接工藝、不同車身形式與天窗也關(guān)乎著車身剛性和強(qiáng)度
除了材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于車身剛性與強(qiáng)度有影響的第三方面便是車身連接工藝，這其中包含焊接、鉚接、結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)等。
就拿前減振器塔頂來說，目前常見的結(jié)構(gòu)有拼接式和一體式。前者通過焊接工藝連接在前發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，而后者則是與車身、輪拱等結(jié)構(gòu)一體成型。別看就這么一點(diǎn)小區(qū)別，對于注重操控性的車輛來說，想要獲得高剛性，尤其是在減振器塔頂位置得到較高的局部剛性結(jié)果，采用一體成型工藝就會(huì)顯得尤為重要，即便再好的焊接工藝也難以達(dá)到一體成型的效果。不過與焊接式相比，一體成型塔頂對于工藝要求也更高一些，制造難度也要更大一些，所以相對的成本也會(huì)增加不少。
不同的車身連接工藝同樣會(huì)影響車身剛性，而焊點(diǎn)數(shù)量、結(jié)構(gòu)膠使用量這些也同樣會(huì)影響一臺車的整體剛性表現(xiàn)，這也就說明了為何參加正式比賽的賽車幾乎都要進(jìn)行補(bǔ)焊工作，目的就是為了增加焊點(diǎn)，提高車身剛性。
通過公開數(shù)據(jù)我們得知，豐田Supra的車身扭轉(zhuǎn)剛性大約為39000N·m/°，在咨詢相關(guān)車身工程師之后，我們了解到即便它們師出同源，僅僅是一個(gè)敞篷設(shè)計(jì)就會(huì)令其剛性大打折扣，若不為其做車身補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的話，剛性“打五折”都是很有可能的事情。
由于天窗設(shè)計(jì)與滑軌布局會(huì)破壞原有的車頂結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致車頂橫梁缺失，無法與B柱形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這就直接造成車身整體剛性的下降。舉例數(shù)據(jù)來說：配備天窗的寶馬5系GT與無天窗的5系GT，其靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度分別為27500N·m/°與31500N·m/°，相差約13%。
編輯點(diǎn)評：
小車身大能耐，對于承載式車身來說，在保證造型與空間的同時(shí)，車身對于安全性與操控性上的影響也是十分明顯的。高剛性車身不僅可以帶來更好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也是一臺車在很多方面能做到理想性能指標(biāo)的核心前提，然而它也是我們在購車時(shí)往往很容易忽略掉的重要參數(shù)。（文/圖 汽車之家 舒寧 鳴謝微博：Jsport微博 提供的部分?jǐn)?shù)據(jù)與技術(shù)咨詢）
