在探讨汽车车身结构设计之前，我们需要先了解刚度和强度两个重要概念。 在材料力学中，有一条非常重要的曲线钢材抗拉强度屈服强度，称为应力应变曲线（-曲线）。 每种材料都有独特的应力-应变曲线，可以通过记录材料在不同拉伸和压缩载荷（应力）下的变形（应变）来获得。 同时，这条曲线还提供了材料的许多属性，例如刚度和强度。
应力-应变曲线（-曲线）
刚度和强度等概念也来自应力应变曲线：
为了直观地理解强度和刚度的区别，下面是一个例子：
玻璃在外力作用下不易变形，但易破碎，因此刚度高但强度低。 弹簧在外力作用下容易变形，但不易损坏，因此强度高但刚度较差。
所以对于汽车来说，车体的刚度就是车体抵抗可恢复变形的能力。
强度对车身设计的影响
对于车体所用钢材实际上有两个要求：
硼钢热成型件是目前最有价值的轻量化车身材料。 材料和工艺的进步使汽车能够满足日益严格的排放和安全法规，同时方便人们出行。 硼钢热成型技术是最有价值的技术之一。 作为这个难题的重要组成部分，让我们举一个以其安全性而闻名的产品的例子。 XC60硼钢使用率达到34%。 从XC60的白车身结构图中可以看出，沃尔沃汽车在A柱、B柱、C柱、中通道、下门槛、驾驶员及副翼等部位均采用了屈服强度最佳的热成型硼钢。驾驶员在车身侧面。 前面的搁脚区。
整个车体的强度是保证车体塑性变形后乘员舱空间的基础。
沃尔沃XC60车身结构图
刚度对车身设计的影响
刚度可分为“静刚度”和“动刚度”，其中反映静刚度最重要的参数是扭转刚度（ ）。
悬架专家 Herb Adams（《》的作者）于 1993 年第一个定义了扭转刚度：
当汽车在行驶过程中左右轮所受的载荷方向不一致时，车身就会因扭转而产生扭转变形。 车身抵抗扭转变形的能力称为扭转刚度。
无论是赛车还是需要改进操控性的公路车，在不显着增加重量的情况下提高车辆的扭转刚度仍然是一个工程挑战。 具有高扭转刚度的车辆可提供出色的行驶性能、出色的操控性以及对驾驶员输入的更好响应。 提高车辆的扭转刚度可以使悬架更有效、更可预测地工作。
对于制造而言，更高强度的材料、计算机建模技术、新型焊接技术和优良的粘接材料已成为提高产品扭转刚度的关键。 高扭转刚度意味着即使在苛刻的驾驶条件下也可以精确控制汽车，并最大限度地减少侧倾倾向。 重量在前轴和后轴之间实现最佳分配，有助于保持良好的平衡和牵引力。
车辆过弯时，实际上是对车辆扭转刚度的考验。
除了操控性之外，刚度还影响车辆的NVH性能，即噪声、振动和粗糙度。 对于汽车来说，车身的动态刚度直接影响整车的NVH性能。 动刚度的概念是：
它用于测量结构抵抗预定动态扰动的能力。 换句话说，它是用来衡量物体抵抗共振的能力。
每个物体都有自己的固有频率，该频率只与系统的固有特性（如质量、形状、材质等）有关。 当外力的频率相同时，就会发生共振。 车身刚度越高，抗共振能力越高，自然NVH性能越好。
除了操控和NVH之外钢材抗拉强度屈服强度，最重要的是安全性。 车身刚度越强，在发生碰撞时抵抗变形的能力就越大。 对于车身结构来说，它在被动安全方面有两个作用：
正是为了实现这两个功能，整个车身采用了不等刚度设计。
不同部位刚度对安全的影响
图中阴影区域为高刚度区域，空白区域为低刚度区域。 显然，只有两侧软硬夹层4的设计才能吸收能量，保证居住空间。 由此，安全车身设计的分区理论诞生了。 乘客安全区（A区）和缓冲吸能区（B区）。 这种划分概念引起的碰撞结果在上图中非常清楚地显示出来。
沃尔沃的设计思路非常清晰，而且还采用了“不等刚度”的设计。 前保险杠采用铝合金腔体结构，重量更轻，吸能效果更好。 这种设计可以确保发生正面碰撞时，前部结构能够快速塌陷并吸收动能，从而保证座舱的完整性。
左图为A区和B区的划分，右图为理想安全结构的变形图。
