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流线型碳纤维超跑概念车身结构设计

项目分类:汽车 发布时间:2021-11-27 ID:409606
  • 流线型碳纤维超跑概念车身结构设计
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  做这款概念超跑的车身结构建模时,最先锚定的是高速行驶下的空气动力学表现,毕竟这类追求极致速度的车型,风阻系数每降低0.01,高速续航与极速表现都能获得可量化的提升。整个车身曲面全部采用G2连续的曲率过渡,没有生硬的折角与突变面,从前唇位置开始,气流顺着引擎盖的微弧曲面导向车顶,再顺着溜背线条快速收敛到车尾,两侧的轮拱隆起刚好形成天然的气流导流槽,将前轮转动带来的乱流快速导向车侧,避免乱流钻入车底形成升力。车身侧面的内凹曲面不是单纯的造型装饰,实际是为了梳理车侧气流,减少气流在车门位置的分离区,同时为后置的散热系统预留进气通道,气流顺着侧凹进入车身后部,带走动力系统与制动系统的热量后从车尾扩散器导出,形成完整的气流管理路径。

  座舱部分采用了一体式的穹顶玻璃设计,玻璃曲面与车身A柱、车顶曲面完全齐平,没有传统车型的窗框凸起,最大程度降低座舱区域的风阻。座舱内部的结构预留了双座布局的安装空间,座椅的安装点位、方向盘的操作边界都按照人机工程学参数做了预留,驾驶员坐姿采用低重心的半躺式布局,符合超跑车型的驾驶姿态需求,同时座舱的防滚结构集成在车顶的碳纤维夹层内,不需要额外加装外露的防滚架,既保证了结构强度,也不会破坏车身的整体流线。

  车轮部分的轮拱造型做了外扩处理,刚好覆盖大尺寸的运动轮胎与多辐式锻造轮毂,轮毂内部预留了碳陶刹车盘与多活塞卡钳的安装空间,刹车卡钳的布置位置做了偏移设计,避免轮毂转动时卡钳与气流正面冲击带来额外阻力。轮胎的外倾角参数按照赛道驾驶需求做了预设,轮拱与轮胎之间的间隙控制在极小范围内,既保证悬架跳动时不会发生干涉,也能减少轮拱内部的乱流溢出。

  车身底部采用全封闭的平整化设计,从前唇到车尾扩散器整个底面没有凸起的结构件,排气通道、油路管线全部集成在底盘的碳纤维夹层内,车尾的扩散器采用多通道的文丘里结构,高速行驶时能快速抽取车底的空气,形成负压区将车身牢牢压在地面,提供足够的下压力保证高速过弯的稳定性。整个车身的主承力结构采用碳纤维单体壳设计,乘员舱周围的碳纤维铺层按照碰撞受力路径做了优化,前部的碰撞吸能区、后部的动力安装区都预留了对应的接口,不需要额外改动主结构就能适配不同的动力总成布局。

  设计过程中反复调整了曲面的曲率变化,尤其是车头与车尾的收敛角度,车头的下压力与车尾的下压力做了匹配调校,避免高速行驶时出现抬头或者甩尾的不稳定状态。车身的分缝位置全部隐藏在曲面的棱线处,车门采用蝴蝶门的开启结构,铰链的安装点位在A柱下方的加强结构上,开启角度预留了足够的上下车空间,同时车门关闭时与车身曲面完全齐平,不会破坏整体的空气动力学表现。前后灯组的安装位置做了内嵌处理,灯组表面与车身曲面齐平,既保证了照明功能的实现,也不会因为灯组的凸起增加额外风阻。

  整个模型的曲面质量完全满足油泥模型铣削与后续开模的需求,所有的安装边界、干涉检查都在建模阶段完成了验证,不管是用于概念车的展示验证,还是后续的工程化开发,都能提供准确的结构参考。

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