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汽车内外饰设计与实战手册
本书系统地介绍了汽车内外饰设计流程、设计工具与方法、材料选择、加工工艺、试验验证等内容，并从可行性分析、结构设计、制造工艺、实验验证等方面对仪表板系统、门内饰板系统、立柱门槛、NVH系统、座椅系统、保险杠系统、外装饰件、内外饰功能件进行了详细的阐述、并辅以实际案例说明、几乎涵盖汽车内外饰系统设计的全部内容。本书为汽车内外饰设计及相关零部件制造工程师提供了系统设计与制造**的知识与技能；也可作为高等院校车辆工程**的教材，及相关机械制造与工艺**的辅助教材；同时适合汽车及其零部件开发过程项目管理工程师阅读。前言
第1 章 汽车内外饰概述 1
1. 1 汽车内外饰的发展与现状 1
1. 2 汽车内饰主要系统简介 3
1. 2. 1 主副仪表板系统 4
1. 2. 2 门内饰板系统 5
1. 2. 3 立柱系统 7
1. 2. 4 NVH 系统 8
1. 2. 5 座椅系统 9
1. 3 汽车外饰主要系统简介 11
1. 3. 1 前后保险杠系统 11
1. 3. 2 外后视镜系统 12
1. 3. 3 汽车其他外装饰件 13
1. 4 汽车内外饰开发概述 13
第2 章 设计开发流程与内外饰设计 16
2. 1 设计开发流程 16
2. 1. 1 预研阶段 16
2. 1. 2 方案阶段 18
2. 1. 3 设计验证阶段 19
2. 1. 4 投产阶段 22
2. 2 造型设计开发 23
2. 2. 1 前期定义 26
2. 2. 2 造型设计 29
2. 2. 3 造型确认 31
2. 3 内外饰开发设计 31
2. 3. 1 开发目标设定 31
2. 3. 2 可行性分析 33
2. 3. 3 工程化设计 35
2. 3. 4 同步分析 41
2. 3. 5 模具/工装开发 44
2. 3. 6 设计验证 45
2. 4 精致工艺 50
2. 4. 1 精致工艺评价 50
2. 4. 2 精致工艺流程 53
2. 4. 3 精致工艺影响因素 54
2. 4. 4 执行精致工艺的优点 55
2. 4. 5 精致工艺总结 55
第3 章 内外饰设计常用工具与设计
方法 56
3. 1 工程设计常用工具 57
3. 1. 1 三维数模工程设计 57
3. 1. 2 几何公差产品图纸 57
3. 1. 3 尺寸工程 61
3. 1. 4 数字样车技术 68
3. 1. 5 设计检查清单 71
3. 1. 6 CAE 分析 73
3. 1. 7 模流分析 74
3. 1. 8 设计失效模式及后果分析 80
3. 2 内外饰设计验证方法 84
3. 2. 1 同步工程的应用 85
3. 2. 2 断面可行性分析 85
3. 2. 3 人机工程虚拟仿真与样车验证 87
3. 2. 4 快 型件验证 88
3. 2. 5 零部件设计验证 89
3. 2. 6 可靠性设计方法 91
3. 2. 7 检具 91
第4 章 汽车内外饰材料与工艺 93
4. 1 内外饰材料 94
4. 1. 1 塑料 94
4. 1. 2 橡胶 108
4. 1. 3 面料 111
4. 1. 4 泡沫类材料 119
4. 1. 5 声学包装材料 122
4. 1. 6 刚强度复合材料 126
4. 1. 7 粘结剂 132
4. 1. 8 涂料 137
4. 2 内外饰零件选材原则 138
4. 2. 1 选材考虑因素 138
4. 2. 2 选材步骤 139
Ⅵ
4. 2. 3 NVH 零件选材原则 139
4. 3 内外饰零件选材方法及案例 140
4. 3. 1 选材方法 140
4. 3. 2 选材案例 141
4. 4 内外饰常用塑料失效机理及案例
分析 145
4. 4. 1 塑料失效机理 145
4. 4. 2 塑料失效分析方法 147
4. 4. 3 失效案例 149
4. 5 内外饰部件成型工艺 151
4. 5. 1 注射 151
4. 5. 2 吹塑 158
4. 5. 3 其他工艺 159
4. 5. 4 表面处理工艺 168
4. 6 内外饰常用材料发展趋势 182
第5 章 内外饰仿真分析的应用 185
5. 1 结构仿真分析 187
5. 1. 1 结构仿真的应用流程 187
5. 1. 2 常用的结构仿真分析类型 189
5. 1. 3 主要系统的结构仿真及案例 194
5. 2 工艺仿真分析 200
5. 2. 1 工艺仿真的应用流程 201
5. 2. 2 常用的工艺仿真分析类型 202
5. 2. 3 装配模拟技术的应用及案例 208
第6 章 内外饰常规性能验证 215
6. 1 法规安全类试验 215
6. 1. 1 乘用车内空气质量 216
6. 1. 2 禁用物质及多环芳烃 217
6. 1. 3 乘用车内部凸出物 218
6. 1. 4 乘用车外部凸出物 219
6. 1. 5 阻燃性试验 220
6. 2 可靠性试验 221
6. 2. 1 环境性能试验 221
6. 2. 2 物理性能试验 227
6. 3 感官品质类试验 234
6. 3. 1 颜色和光泽测试 234
6. 3. 2 气味评价 235
6. 3. 3 软质材料触感舒适性测试 236
6. 3. 4 内饰零件操作舒适性 236
第7 章 内外饰工装设计 238
7. 1 注射成型模具 238
7. 1. 1 注射模具 238
7. 1. 2 蒸汽高光模具 246
7. 1. 3 模内装饰模具 249
7. 1. 4 低压注射模具 252
7. 1. 5 双色注射模具 255
7. 2 模压模具 258
7. 2. 1 主要NVH 零件成型工艺及模具
材料 260
7. 2. 2 模压模具结构及设计要求 261
7. 2. 3 模具制作流程 262
7. 3 发泡模具 262
7. 3. 1 发泡成型原理及分类 262
7. 3. 2 发泡模具结构 263
7. 3. 3 发泡模具设计要求 263
7. 3. 4 发泡模具制作流程 264
7. 4 辅助工装 264
7. 4. 1 检具 264
7. 4. 2 焊接工装 283
第8 章 仪表板系统设计 287
8. 1 仪表板系统可行性分析 289
8. 1. 1 人机工程 290
8. 1. 2 法规 297
8. 1. 3 安全 303
8. 2 仪表板结构设计 310
8. 2. 1 仪表板本体结构设计 310
8. 2. 2 风管及风口设计 318
8. 2. 3 储物箱(盒) 结构设计 320
8. 2. 4 中间面板的设计 322
8. 2. 5 左下护板及膝盖碰撞吸能结构
设计 323
8. 2. 6 副仪表板的结构设计 324
8. 2. 7 转向支撑的设计 330
8. 3 主副仪表板系统制造工艺 334
8. 3. 1 成型工艺 334
8. 3. 2 连接工艺 337
8. 3. 3 组装工艺 337
8. 4 主副仪表板系统设计试验验证 339
8. 4. 1 零部件DV 验证 339
8. 4. 2 整车路试验证 342
第9 章 门内饰板系统设计 344
9. 1 门内饰板设计可行性分析 345
9. 1. 1 人机 346
9. 1. 2 法规 347
9. 1. 3 安全 347
Ⅶ
9. 2 门内饰板系统结构设计 348
9. 2. 1 侧门内饰板系统设计 348
9. 2. 2 背门内饰板结构设计 357
9. 3 门内饰板系统制造工艺 359
9. 4 门内饰板系统设计试验验证 359
9. 4. 1 门内饰板设计验证 359
9. 4. 2 门内饰板产品验证 360
第10 章 立柱门槛内饰件设计 362
10. 1 立柱门槛内饰件设计输入 362
10. 1. 1 人机 362
10. 1. 2 法规 363
10. 1. 3 安全 363
10. 2 立柱门槛内饰件结构设计 364
10. 2. 1 立柱门槛内饰件零部件安装
定位设计 364
10. 2. 2 立柱门槛内饰件零部件典型
断面 365
10. 2. 3 立柱门槛内饰件零部件结构
设计 367
10. 2. 4 与NVH 性能相关的设计 369
10. 3 立柱门槛内饰件制造工艺 369
10. 4 立柱门槛内饰件设计试验验证 369
10. 4. 1 设计验证 369
10. 4. 2 产品验证 370
第11 章 NVH 系统设计 371
11. 1 NVH 系统设计可行性分析 373
11. 1. 1 顶盖内衬性能要求 374
11. 1. 2 人机 374
11. 1. 3 法规 377
11. 2 NVH 系统结构设计 378
11. 2. 1 顶盖内衬安装、定位设计 378
11. 2. 2 顶盖内衬总成结构设计 379
11. 2. 3 顶盖内衬常见故障模式 383
11. 2. 4 顶盖内衬精细化设计要求 384
11. 3 NVH 系统制造工艺 384
11. 3. 1 顶盖内衬工艺介绍 384
11. 3. 2 顶盖内衬工艺优缺点介绍 385
11. 4 NVH 系统验证 386
11. 4. 1 设计验证 386
11. 4. 2 产品验证 386
第12 章 座椅系统设计 387
12. 1 座椅系统设计输入、输出 388
12. 1. 1 输入 388
12. 1. 2 输出 389
12. 2 座椅系统设计可行性分析 390
12. 2. 1 人机 390
12. 2. 2 法规 393
12. 2. 3 安全 395
12. 2. 4 舒适性 396
12. 2. 5 搭接边界 398
12. 3 座椅系统结构设计 400
12. 3. 1 头枕设计 400
12. 3. 2 骨架设计 403
12. 3. 3 座椅调节机构件设计选择 405
12. 3. 4 座椅接插件固定设计 408
12. 3. 5 座椅操作手柄设计 408
12. 3. 6 座椅鞋盒设计 409
12. 3. 7 座椅泡沫垫及面套设计 409
12. 3. 8 座椅塑料件设计 413
12. 3. 9 座椅舒适性设计 414
12. 4 座椅制造工艺 419
12. 5 座椅系统设计试验验证 419
第13 章 保险杠系统设计 421
13. 1 保险杠系统可行性分析 422
13. 1. 1 人机 423
13. 1. 2 法规 426
13. 2 保险杠系统结构设计 432
13. 2. 1 保险杠系统与车体的典型结构
设计 433
13. 2. 2 保险杠系统与电器的典型结构
设计 442
13. 2. 3 保险杠系统与其他外饰件的典型
断面设计 447
13. 2. 4 保险杠系统内部的典型断面
设计 448
13. 3 保险杠系统制造工艺 452
13. 3. 1 保险杠系统内部各子零件的
制造工艺 452
13. 3. 2 保险杠系统的装配工艺 453
13. 4 保险杠系统设计验证试验 453
第14 章 外装饰件设计 455
14. 1 前罩装饰件设计 455
14. 1. 1 前罩装饰件可行性分析 456
14. 1. 2 前罩装饰件结构设计 457
14. 1. 3 前罩装饰件制造工艺 459
Ⅷ
14. 1. 4 前罩装饰件设计试验验证 460
14. 2 扰流板设计 461
14. 2. 1 扰流板可行性分析 462
14. 2. 2 扰流板结构设计 462
14. 2. 3 扰流板制造工艺 465
14. 2. 4 扰流板设计验证 466
14. 3 车身下护板设计 466
14. 3. 1 车身下护板可行性分析 466
14. 3. 2 车身下护板结构设计 466
14. 3. 3 车身下护板制造工艺 468
14. 3. 4 车身下护板试验验证 468
第15 章 内外饰功能件设计 470
15. 1 外后视镜 470
15. 1. 1 外后视镜可行性分析 471
15. 1. 2 外后视镜结构设计 473
15. 1. 3 外后视镜制造工艺 475
15. 1. 4 外后视镜设计验证 475
15. 2 遮阳板设计 477
15. 2. 1 遮阳板设计可行性分析 477
15. 2. 2 遮阳板结构设计 477
15. 2. 3 遮阳板制造工艺 478
15. 2. 4 遮阳板设计验证 479
15. 3 安全拉手设计 480
15. 3. 1 安全拉手可行性分析 480
15. 3. 2 安全拉手结构设计 480
15. 3. 3 安全拉手制造工艺 483
15. 3. 4 安全拉手设计验证 483
15. 4 出风口设计 483
15. 4. 1 出风口可行性分析 484
15. 4. 2 出风口结构设计 484
15. 4. 3 出风口制造工艺 486
15. 4. 4 出风口设计验证 486
第16 章 汽车内外饰发展理念与
趋势 488
16. 1 环保 488
16. 1. 1 法规介绍 488
16. 1. 2 内外饰产品禁用物质控制和可
回收利用率提升 490
16. 1. 3 车内空气质量提升 491
16. 1. 4 接触安全(多环芳烃) 494
16. 2 轻量化技术 494
16. 2. 1 传统内外饰轻量化技术 495
16. 2. 2 以塑代钢轻量化技术 496
16. 3 感知质量 500
16. 3. 1 舒适性 500
16. 3. 2 精致工艺 501
16. 4 模块化 508
16. 4. 1 汽车产品模块的种类 509
16. 4. 2 模块化的优点 509
16. 4. 3 内外饰模块化设计简介 509
16. 5 个性化定制 511
16. 6 智能化 513
参考文献 515
汽车材料及轻量化趋势
作为提高汽车燃油经济性的手段之一，轻量化并不是新鲜的技术名词。从20世纪70年代以来，汽车轻量化已经有了长足的发展。近几年，世界各地燃油经济性不断严峻的趋势，使汽车公司和零部件供应商进一步大力开展汽车轻量化研究，各种新材料、新技术层出不穷。应该注意的是，汽车轻量化不只是单纯的减重，必须同时考虑性能、工艺、成本等因素。单一材料很难同时满足各种汽车零部件的不同要求。因此，汽车轻量化的发展趋势是多种材料的混合使用。为了确保在恰当的部位使用合适的材料，工程人员有必要了解各种轻量化材料、加工工艺、相关的连接技术，以及优化技术。前言第1章 绪论11.1 汽车材料的发展历程11.2 汽车轻量化的驱动力及影响因素51.2.1 石油危机和油价51.2.2 燃油经济性法规71.3 汽车轻量化趋势101.3.1 轻量化材料101.3.2 汽车轻量化系统工程12参考文献14第2章 先进高强钢在汽车上的应用172.1 概述172.2 先进高强钢的发展202.3 发展先进高强钢的驱动力252.3.1 成本262.3.2 安全262.3.3 温室气体排放272.3.4 力学性能272.4 先进高强钢292.4.1 双相钢322.4.2 复相钢402.4.3 TRIP钢442.4.4 马氏体钢502.4.5 TWIP钢552.4.6 奥氏体不锈钢622.5 先进高强钢的应用662.5.1 先进加工工艺662.5.2 先进高强钢面临的挑战742.6 发展趋势792.6.1 第三代先进高强钢792.6.2 组织设计802.6.3 新工艺83参考文献88第3章 铝合金在汽车中的应用923.1 引言与概况923.2 铝合金的命名系统973.3 铝合金在汽车中的应用情况1013.3.1 按照应用部位分类1013.3.2 按照加工类型分类1043.4 铝合金应用后的轻量化效果1083.5 铝合金在汽车应用中的前景展望111参考文献112第4章 镁合金在汽车中的应用1154.1 引言1154.1.1 镁合金概述1154.1.2 镁合金对汽车轻量化的意义1184.2 镁合金在汽车工业中的应用1184.2.1 应用历史1184.2.2 应用介绍1204.3 镁合金在汽车应用上的局限性1244.4 汽车用镁合金的发展趋势126参考文献127第5章 塑料1315.1 车用塑料材料发展概述1315.1.1 塑料材料的制备1325.1.2 塑料的分类1345.1.3 塑料的特性及应用1435.1.4 塑料成型工艺1535.2 塑料材料在汽车轻量化上应用的典型案例1565.2.1 材料研究1565.2.2 结构设计1585.2.3 制造可行性分析1615.3 汽车用塑料发展趋势164参考文献166第6章 复合材料1706.1 复合材料在汽车中的应用1706.1.1 复合材料的种类及特点1706.1.2 复合材料在汽车中应用的历史和现状1736.2 汽车用复合材料的主要种类1756.2.1 热固性树脂基复合材料1756.2.2 热塑性树脂基复合材料1836.2.3 金属基复合材料1886.2.4 其他复合材料1946.3 汽车用复合材料面临的挑战及未来的发展方向1976.3.1 汽车用复合材料面临的挑战1976.3.2 汽车用复合材料未来的发展方向203参考文献204第7章 现代车身连接技术2067.1 概述2067.2 熔化焊接2077.2.1 电阻点焊2077.2.2 激光焊接2127.2.3 气体保护焊2167.3 固相连接2187.4 机械连接2217.4.1 自穿刺铆接2217.4.2 无铆钉铆接2237.4.3 自攻螺纹连接2267.5 结构胶粘接2287.6 金属/非金属材料连接方法简介2307.7 小结233参考文献235第8章 轻量化优化设计技术2378.1 概述2378.1.1 优化设计技术2378.1.2 轻量化优化设计分类2388.2 结构拓扑优化2388.2.1 结构优化分类2388.2.2 结构拓扑优化原理2398.2.3 轻量化拓扑优化应用案例2418.3 汽车用材优化2438.3.1 汽车用材背景2438.3.2 汽车用材趋势2448.3.3 汽车用材与性能间的关系2458.4 工艺设计优化2498.4.1 轻量化工艺设计概述2498.4.2 典型轻量化工艺2508.4.3 轻量化工艺优化应用案例2548.5 小结261参考文献261
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