该硬则硬，该软则软！这才是车身强度设计的奥义 | 酷乐改装百科·车身篇 Vol.03
# 车身篇 #
Vol.03
车身强度分布
大家都知道，改车应该先强化操控方面的性能，轮胎、避震、防倾杆等部件是很多车友的首选改装项目。
所有的这些部件，都是安装在车身上的，有些时候，车身会对转弯特性和安全性等方面产生决定性的影响。
然而，车身可能是我们最容易忽视的部件了，即使已经做完赛道化的车辆，也有些可以改进的地方。
在这个系列文章里，我们请到了自身车身工程师大飞哥来给我们讲讲车身方面的知识。
希望能让各位车手、玩家和车队更全面的认识车身的重要性。
其中包括了车身基础知识、轻量化方案、防滚架设计施工、焊接工艺、损毁评估修复等多个方面，还有独家的GK5车身分析。
—— 蟹爪朝天
对于国内一些车手或技师来说，车身安全性、车身对于操控的影响可能是比较陌生的话题。这篇文章简述了车身在设计环节是如何尽量满足法规及用户所关心的被动安全性的。也指出了目前国内玩家在车身赛道化改装过程中的一些常见问题。
Hi, 大家好，我是大飞，通过前面两期的介绍，想必大家对车身已经有一些认知和自己的理解。今天咱们来说说车身上强度的分布，以及在碰撞时车身的受力和变形情况，并结合车身整体的情况告诉大家对于赛车防滚架的一些布置技巧以及设计要点，让你对自己的防滚架有更清晰的认知，掌握更符合逻辑的设计结构和原理，让安全指数变得可控。
今天话题相对敏感，在此不做任何横向对比。文中提及数据只是个例为方便大家理解，各品牌的车型会根据其市场策略对车身有不同程度的设计。
废话不多说直接发车，今天的图会比较多。
如图展示，车身在强度方面分为 3 个区域，分别为：前吸能区、后吸能区、中部的驾乘人员保护区。其实无论是国内的 C-NCAP、C-IASI 还是 IIHS 的碰撞要求和等级划分，都是对驾乘人员的保护，前、后吸能区也是为了驾乘人员保护区而设计的。
另外，在前后吸能区还要考虑到对行人的保护，所以在事故发生时会有一些易损，甚至是自损件。希望你在读完这篇文章后，在看到事故时不会再对哪个车真硬，哪个车真脆而感到唏嘘了。这个问题需要辩证去看待。
前吸能区是相对发生碰撞概率较大的区，所以在设计时对结构的强度是有一定要求的。在碰撞法规的限定下，一般会止损至 A 柱，以保证车门可以正常开关、发动机舱部件不侵入驾驶室。但超出法规限制的速度，也就超出了法规对产品的约束，所以不能用统一的说法去描述。
在车身开发时每个品牌会根据 OEM 的技术规范进行结构设计，在不同时速车身强度所抵抗的变形也是不同的。
如上图某品牌，在60KM/h以下将车身变形拦截在A柱。但在60KM/h以上无法规强制约束的情况下，变形就会非常剧烈，场面就自行脑补吧。
图片来源：www.c-ncap.org
云度π3（尊贵型单色版）--正面40％重叠可变形壁障碰撞试验（2018-8-2）
后吸能区存在的争议较大，多数车型还是考虑到后碰的风险设计了防撞梁。但在国内对后碰没有强制法规要求，所以也不乏考虑成本的公司会删减此结构或者弱化。
对此呢，用户还是要根据自身的需求去选择，也要在买车前多去了解或者咨询一下再做出最终的决定。
车身的每个零部件都是基于功能存在的。根据功能和权重来设定车身的材料分布以满足强度功能。从大面积的普通强度钢板到主要骨架的超高强刚和热成型刚，强度也是逐级递增。
图片来源：www.c-ncap.org
领克02（1.5T两驱耀Pro） —— 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验（2019-3-12）
当然车身也并非越硬越好，在力的传导过程中，同等作用力如果没有被吸收和弱化，那么作用在人体上也是非常剧烈。所以车身的强度合理设计就是要该硬的地方硬，该软的地方就要软，当然这个软是相对的，是为吸能所存在的。
目前市场较为多见的是铝合金型材作为前防撞梁及吸能盒。我们总能听说吸能，来看看到底是怎么吸能的吧。
吸能盒是连接前防撞梁与纵梁连接的部件，零部件通过自身的屈服吸收一部分能量，通过抗拉抵抗一部分能量。
然后将吸收过后剩余的撞击能量继续传递出去，通过交汇的车身骨架将能量分散传播。
下面是对不同材料的纵梁吸做的碰撞测试和跌落试验。
结合纵梁的试验，来看下放在整车中这部分吸能会贡献多少 ——
通过模拟试验的数据来看，前防撞梁、吸能盒以及纵梁等主要零件通过自身的形变可以吸能30%。这足以给生命一个机会。然后将吸收过后剩余的能量通过车身骨架继续消化和传递，形成一个传递闭环。
图中是能量传递的路径以及重点骨架的分解。
这里有一点给大家一个提示
车身的框架和主骨架是由超高强钢和热成型钢制成的，也是通过加强板和内板焊接成腔体结构大大提高单板的强度，提高整车强度的。所以在为赛车减重时，如果不分轻重的无限制在内板上减重，会大大的破坏腔体的承载能力，也会降低车身整体抵抗外力的能力和抗弯曲强度，所以掏内板也是要酌情处理的。
所谓的腔体也正是吸能的关键结构，这图正是 R8 车身前后吸能区零件的主要构成。是通过多个铝合金型材（铝挤压工艺）搭建而成，具有很好的吸能效果。
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