资源描述：
《汽车车架的有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、轻型汽车技术2008(9)总229技术纵横9汽车车架的有限元分析曲昌荣1郝玉莲2戚洪涛3(1.山东大学威海分校2.青岛电子信息技术学校3.威海广泰空港设备有限公司)摘要建立了某货车车架的有限元模型,并对其进行了静态和动态的强度分析,得出了该车在几种工况下行驶时车架的强度和刚度都能满足设计要求的结论。关键词:车架有限元静态分析动态分析1前言2.2车架受力情况模拟汽车工业随着国民经济发展和交通运输体系的就载荷性质而言,车架所受到的主要载荷为弯全面建立得到了飞速发展。汽车车架作为汽车总成曲、扭转、侧向和纵向载荷等。弯曲载荷是由车架自的一部分,承受着来自道路和装载的各种
2、复杂载荷身质量和外加质量产生的载荷。外加质量包括乘车作用,并且汽车上许多重要总成件都是以车架为载人员和货物的质量、底盘各总成及发动机质量、附体,因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了加物等。扭转载荷是由于路面不平度对车架的非对非常重要的作用。而有限元法在对车架进行静态与称支承而产生的载荷。对载荷处理时,车架自身重动态的强度分析中得到了广泛的应用。量可以通过施加垂直方向上的重力加速度进行施加;外加质量、底盘各总成、发动机以及附加物质量2有限元模型的建立和分析等,可以简化为作用在各支承点的集中载荷;载货2.1有限元模型汽车的货物载荷一般处理为均布载荷;可以将乘客本
3、设计所选用的载货汽车的载重量为5t。对该处理成集中载荷,也可以处理成均布载荷。车车架使用四节点单元进行分析,单元长度为2.3静强度分析50mm3车架的静强度分析一般仅考虑纯弯曲工况和。材料属性中的密度为7800kg/m、泊松比为0.3、弹性模量为2.06e11Pa。车架有限元模型如图1弯扭工况。其中纯弯曲工况是车辆的四个车轮在同所示。一水平面时的静力工况;弯扭工况是车辆的四个车轮不在同一水平面时的静力工况,其中左前轮和右后轮同时抬起时的静力工况是一种比较恶劣的弯扭联合工况。(1)纯弯曲工况研究车辆满载(5000kg)静止在水平面时车架的抗弯特性。计算时约束四个车
4、轮垂直方向的位移,约束左前轮的纵向、横向位移,右前轮的纵向位移,左后轮的横向位移。经处理得到车架总体应力、位移分布云图(图2和图3)。图1货车车架的有限元模型(2)弯扭工况10技术纵横轻型汽车技术2008(9)总229在进行车架弯扭工况分析时,约束右前轮,左后被模拟为准静态载荷时需要引入动载荷系数。轮垂直方向的位移,而给左前轮和右后轮输入垂直(1)弯曲工况向上的位移。经过分析计算得到车架应力、位移云弯曲分析工况模拟满载状态下,四轮着地使汽(图4和图5)。车在良好路面上匀速直线行驶的状态。通过有限元图2纯弯曲工况车架应力分布云图图3纯弯曲工况车架位移图图4扭转工况
5、局部应力云图图5弯扭工况车架位移图表1给出了两种工况下车架承受的最大应力值计算模拟弯曲工况时,车架承受的质量和载荷要乘和最大变形量,以及发生的部位。以一定的动载荷系数,方向竖直向下,以模拟汽车表1静态时两种工况下的最大应力值和最大位移值在良好路面下匀速直线行驶时的应力分布和变形情况,并进行汽车车架结构的强度和刚度校核。工况分析计算时,约束前后车轮垂直方向的位移。最大应力值141MPa最大位移3.25mm其应力、位移最大值出现的位置和纯弯曲工况是一纯弯曲发生部位后桥在车架纵发生部位后横梁处样的,只是值比静载荷大,但是仍然满足屈服极限,梁竖直投影点且大大低于材料的强
6、度极限。最大应力值235MPa最大位移8.8mm(2)扭转工况弯扭后桥在左纵梁发生部位发生部位保险杠的左边扭转工况分析模拟一个车轮悬空而另外一个的投影处车轮抬高时汽车的受力状态。本文对两种情况进行在对车架进行静态分析中,可以看出该货车车了分析,一种情况是两后轮在同一水平面而两前轮架的变形主要以弯曲、扭转为主,变形幅度不是很一个被抬升一个悬空;另一种情况是对角在线的两大,最大应力值低于屈服极限值,满足要求。轮在同一水平面上而另外两轮一个被抬升,一个悬2.4动强度分析空。动强度是车架在车辆运动过程中所受到的应力在对第一种情况进行分析计算时,将两后轮固强度。车辆运行过
7、程中的典型工况包括扭曲路和搓定,同时两前轮分别输入向下和向上的指定位移。板路等。在有限元分析时,这些动态载荷被模拟为准约束后轮6个位移。两前轮在Z方向分别输入方向静态载荷条件以求所产生的应力峰值。而动态载荷相反的位移。分析的车架应力、位移结果如图6和轻型汽车技术2008(9)总229技术纵横11图7。位移图。在对第二种情况进行分析计算时,将右前轮和从上面两种情况的扭转工况分析结果可知,该左后轮固定,约束其垂直方向的位移;将左前轮抬货车车架在非对称的垂直动载荷作用时,产生弯扭起,右后轮悬空,给左前轮输入垂直向上的位移而右组合变形,虽然局部应力值比较大,但是在允许应
8、后轮输入垂直向下的位移,
