半挂车有限元车架挠度和模态分析

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1、技术论坛TECHNICFORUMTECHNICFORUM技术论坛承受平面内载荷和法向载荷，定义单元需3车架挠度的分析法、Damp2法和Qrdamp法，多数情况下使要4个节点、4个厚度。每个节点有6个自加载后车架的变形量为107.8mm，其用前四种。本文拟采用的BlockLanczos半挂车有限元车架挠度和模态分析由度，即沿x、y、z轴的移动及转动，单元变形如图4所示。法，经计算改进后，车架前12阶的固有频的输出数据包括x面的弯矩、y面的弯矩和由于对该半挂车的要求是加载后变形率（不包括前6阶刚体模态）如表1所示，DeformationandModeAnalysisofSemi-trailer转

2、矩。单元网格的大小为60mm，划分后量不能超过120mm，所以此车架的设计是所对应的振型如图5～10所示。的单元数量为32109，划分网格后的有限符合要求的。表1计算结果张坤杨波杨涛阶数频率,Hz振型ZHANGKunetal元模型如图2所示。4车架的模态分析71.4062侧向弯曲固有频率和振型向量是表示振动系统81.7845扭转武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉43007092.4435垂直弯曲特征的重要物理量，是进行车架动态结构103.1288扭转+侧向弯曲摘要：介绍了汽车半挂车车架板壳有限元建模和边界条件的处理方法，应用结构分析软件ANSYS对该车架进行了有限元挠度和模态分设计必不可少的参

3、数，因此非常有必要对113.6961扭转+垂直弯曲125.3682垂直弯曲析，并对其动态特性进行了评价。车架进行固有特性的模态分析。关键词：车架有限元挠度模态分析[3]4.1理论基础在结构动力学问题中，结构的固有频AbstractThemethodsoftheplatefiniteelementmodelingandtheboundaryconditionprocessingforthetruckframeareintroduced.The图2有限元模型率和固有振型是分析结构动力学响应与其deformationandfiniteelemntmodeanalysisfortheframeism

4、adebyusingANSYS，anditsdynamiccharacteristicsisappraised.2.3边界条件的建立它动力特性问题的基础。在进行模态分析Keywordsframe；finiteelement；deformation；modeanalysis在有限元模型建立的基础上，根据实时，因结构阻尼较小，对固有频率和振型际情况对车架进行加载和约束。车架后部中图分类号：U469.5+3.02文献标识码：A文章编号：1004-0226(2009)10-0050-03影响甚微，故通常忽略不计。在这种情况有三根轴，并通过悬架、车轮支承在路面下，分析结构的固有频率与振型问题转化上，车

5、架前部经牵引销支承在鞍座上，所为求解特征值与特征向量问题。因而基本图5第7阶振型以车架前部全部约束，在车架后面的三根振动方程转变为：1引言2.1半挂车车架的结构析车架的变形。半挂车结构如图1所示。轴处施加y方向的约束，车架纵梁通过风(1)随着世界经济的高速发展，半挂牵引本文采用的模型是某厂设计的半挂车扇叶片上的支撑，支撑着长度为37000式中，[M]为弹性系统的质量矩阵；[K]为车在公路运输中占有越来越大的比重，欧车架，主纵梁由四根优质成型工字刚或焊mm的叶片，两个叶片的前端分别支撑在刚度矩阵；{Χ(t)}为加速度向量；{Χ(t)}为美等发达国家和地区长途货运几乎都由此接工字钢组成，分为前后

6、两部分，前段纵纵梁的前后端。每个叶片重7.5t，在纵梁位移向量。由于任何弹性体的自由振动可类车辆完成。在我国，半挂牵引车也已成梁为阶梯形，承载面下凹距地面较低，以上支撑叶片的部分施加面载荷，根据叶片以分解为一系列简谐振动的叠加，设式为重型专用汽车的第二大品种[1]。半挂车降低重心。由于货台较长，其行驶的转弯质心和支撑位置算得车架所需的面载荷力（1）有如下形式的简谐振动解：车架主纵梁是半挂车的关键部位，它的结半径较大，通过性不好，因此在空载状态为前后端273352N/m，中间支撑处的面载图1半挂车模型(2){X(t)}={X}sin(wt)0构特点是纵梁长、轴距大、货箱面积大，下，需将前货台与

7、后货台直接叉接连接，荷为280116N/m，施加约束和载荷后的车图6第8阶振型2.2车架有限元模型将（2）式代入（1）式得：但是由于它承受着半挂车内外的各种载以提高整车的通过性。前段纵梁采用冲压架模型如图3所示。(3)2钢板成型或成型槽钢连接，后段纵梁上翼以往多采用梁单元模拟车架建立车架([K]-w[M]){X0}=0荷，受力非常复杂，所以，在保证车架主板采用扁钢连接，下翼板采用矩形管连结构分析的有限元模型，