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1、2004年6月十堰职业技术学院学报June,2004第17卷第2期JournalofShiyanTechnicalInstituteVol.17No.2半挂车轴荷分配优化设计12叶波,郑强(1.十堰职业技术学院机电工程系;2.十堰职业技术学院招生办公室,湖北十堰442000)[摘要]结合实际设计工作,总结出半挂车轴荷分配的一种优化设计方法,并建立起相应的数学模型。[关键词]半挂车;轴荷分配;优化设计;数学模型+[中图分类号]
2、U469.53[文献标识码]A[文章编号]10084738(2004)020056021引言产品开发和设计任务也日益繁重,我们结合实际设计工作,随着我国道路条件的不断改善,特别是高速公路通车里联系相关设计要求,提出了一种确定半挂车轴荷分配的优化程的大规模增加,半挂车日益显示其自身的优势,已逐渐成设计方法。通过优化设计,可使产品(半挂车)的性能得到显为高速公路上的运输主力军。无论是栏板式半挂车,还是平著的提高,设计周期相应缩短。板式、骨架式、平板带插桩式半挂车,已形成了不同长度、不2轴荷分配的计算
3、公式同结构、不同用途的半挂车系列产品。专用汽车生产厂家的轴荷分配的参数见图1和表1:图1半挂车轴荷分配能数图表1各应用符号含义符号单位名称/表示含义计算公式A1mm牵引车前后轴轴荷线之间的距离A2mm牵引车整备质量(包括乘员质量)质心至其前轴轴荷线之间的距离A3mm牵引座前置距离B1mm半挂车车厢长度(不包括前后附件的长度)B2mm半挂车轴轴荷线至半挂车最后一轴轴线的距离X1mm牵引销中心至车厢前端的距离X2mm牵引销中心至半挂车轴中心线的距离B3mm半挂车最后一轴轴线至车厢后端的距离B3=B1-X1-X2-B2
4、B4mm车厢前端附件伸出长度(质量忽略不计,不参与轴荷分配)[收稿日期]20040311[作者简介]叶波(1970),男,十堰职业技术学院机电工程系讲师;郑强(1970),男,十堰职业技术学院招生办公室主任,讲师。56半挂车轴荷分配优化设计续表1符号单位名称/表示含义计算公式B5mm车厢后端附件伸出长度(质量忽略不计,不参与轴荷分配)P1Kg牵引车整备质量(包括乘员质量)P2Kg装载质量P2=G-P3P3Kg半挂车整备质量P3=P31+P32P31Kg半挂车整备质量(空载)时的簧载质量P32
5、Kg半挂车整备质量(空载)时的非簧载质量C1mm半挂车整备质量质心至车厢前端的距离C1=[P31C3+P32(X1+X2)]/P3C2mm载质量质心至车厢前端的距离C3mm半挂车整备质量时的簧载质量质心至车厢前端的距离F3Kg半挂车最大总质量在半挂车轴上的分配载荷F3=[P2(C2-X1)+P3(C1-X1)]/X2F4Kg半挂车最大总质量在牵引销中心线上的分配载荷F4=G-F3F2Kg列车最大总质量在牵引车后轴上的分配载荷F2=[P1A2+F4(A1-A3)]/A1F1Kg列车最大总质量在牵引车前轴上的分配载荷F1
6、=P1+F4-F23轴荷分配优化设计的数学模型求并使总体布置合理。由此产生一些相关的约束条件。3.1目标函数与设计变量(1)如图2所示,根据半挂车与牵引车连接装置互换性[2](P296-297)轴荷分配的主要设计原则,是在满足车辆主要性能及结尺寸!要求有:构布置需要的条件下,保证牵引车的各个轮胎均匀磨R1-R2∀70。[1](P18)式中R损。因此,设计时就需要使牵引车和半挂车各轴轴荷1:牵引座主销孔中心至驾驶室后围或外部附件与其许用轴荷的比值大致相等,即当半挂车承载使其轴荷达最近点的距离(mm);R2:半挂车前
7、回转半径(mm)到最大承载能力时,牵引车的轴荷也达到其最大承载能力。由图2可知:故可建立目标函数:R2=(L22+L12/4)1/2F(X)=F2/F20-F3/F30。式中L1:半挂车宽度(mm);L2:牵引销中心至半挂车最式中F20:牵引车后轴许用载荷(kg);F30:半挂车轴许用载荷前端的距离(mm)。其中:(kg);设计变量为X(X1、X2)。由以上分析可以看出,目标函L2=X1+B4或L2=X1数值F(X)越小,轴荷分配越接近于理想状态。由以上整理成约束条件之一即:3.2约束条件21/2G1(X)=R
8、1-#(X1+B4)2+L1/4∃-70∀0在具体设计过程中,必须考虑使产品符合有关法规的要图2半挂车俯视图(2)根据牵引附着性能的要求,应保证牵引车发挥最大L2∀L2min[3](P18)牵引力的最小附着质量,因此需满足:整理成约束条件得:F∀Memax%imax%/9.8%r%G3(X)=X1+B4-L2min∀0式中F:驱动轴
