载货汽车车架纵梁结构优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车实用技术2012年第9其』J上艺·设备·材料AUTOMOBIIEAPP【JIEDTECHN0LOGY2Oi2N0．9载货汽车车架纵梁结构优化设计强鸽鹏，何文军(陕西汽车集团有限责任公司，陕西西安710200)摘要：本文以某载货汽车车架纵梁设计为研究对象，首先运用材料力学计算公式，计算出槽型截面车架纵梁的力学参数，并对其进行分析，讨论纵梁截面变化对力学参数的影响，最后结合有限元分析对设计的车架静强度进行校核，得到的结果满足了使用要求，且达到了轻量化的设计目的。关键词：重型载货汽车；车架；轻量化；优化设计中图

2、分类号：U270．32文献标识码：A文章编号：1671—7988(2012)O9—43—04TheOptimizationDesignOfHeavy—DutyTruckFrameQiangGepeng，HeWenjun(ShaanxiAutomobileGroupCo．，Ltd．，ShaanxiXi’an710200)Abstract：Inthispaper,bythemeansofcombinationofcompumtionalanalysisandfiniteelementchecking，withaframemainsilldesign

3、ofsomeheavytruckasacarrier，firstcalculatethemechanicalparametersofthegroovecross-sectionframemainsillbyaformulaofmaterialmechanics，analyzethemandthendiscusstheinfluenceonthemechanicalparameterswhentherearechangesincross-sectionofmainsill，atlastcheckthedesignedframestatics~en

4、gthbycombiningwithfiniteelementanalysistomakeitmeettheoperatingrequirements，andaccomplishthepurposeoflightweightdesign．Keywords：heavytruck；frame；lightweight；optimizationdesignCICNo．：U270．32Documentcode：AArticleID：1671．7988(2012)09．43．04梁方案，进一步降低车架的重量，在保证车架性能引言的前提下充分的节省材料，降低车

5、架的成本。车架是整个汽车的基体，支承连接汽车的各零1、国内外汽车车架主要结构部件，并承受来自车内外的各种载荷，因此，车架应具有足够的强度和适当的刚度，但通过情况下汽随着载货汽车向大马力发展，需要匹配更大的车生产厂家为保证汽车的安全性，在设计车架时其发动机及附件，这就要求车架的宽度不断增大，由刚度强度都远远大于安全规定。本文通过对车架纵此而产生变宽车架，但对于中短途运输的载货车，梁结构的优化设计，提出适用于载货汽车的车架纵由于匹配的发动机较小，为方便生产，一般车架采用直大梁结构。如国外MAN公司的TGL、TGM车作者简介：强鸽鹏，助理工程师，就职

6、于陕西汽车集团有限型，Benz公司的中卡载货车均采用直大梁车架。责任公司，主要从事商用车整车设计工作。目前常用的汽车车架纵梁和横梁常由板料冲压学兔兔www.xuetutu.com汽车实用技术2012年第9期而成，其截面尺寸一般都比板厚大很多倍，其长度经过计算，司推到t：l：i以下公式：又比截面尺寸大很多倍，在力学上一般属于薄壁杆b'h(h件。在进行弯曲和扭转强度的校核计算中，都需要一+6b)(1)计算其截面系数等与截面形状和尺寸有关的参数。以下为常用符号定义：wy：—bh32h+b(—·——2)——对x轴抗弯截面系数3h+b——对Y轴抗弯截面系

7、数根据图1的计算结果，设钢板材料宽度为S，2、设计方案S=h+2b，其中∈(0。1)。则h：AS，b：二某款载货汽车车架总长11150mm，最大宽度为2850mrn，设计纵梁高度为270mm，所有横梁均采用代入式(1)、式(2)可得：目前成熟结构，其中中间横梁采用冲压n型横梁，平衡轴横梁、尾梁均采用冲压槽型结构，图l为该^=6=FW—壁6(、3)X载货汽车车架外形图。=2f1X6=×㈤+1”6～图1某款载货汽车车架外形图同理，可计算出槽型截面车架纵梁的各项力学参数，从中可以发现，各种截面的力学参数都可以3、计算分析及纵梁强度校核用相似的型式表达

8、出来，其差距主要在于各自的F不同。、车架纵梁常见的截面有槽型、z型、工字梁结当系数入由0逐渐增大到1时，槽型的高度即构，当外界的载荷条件、强度和刚度等