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《某型载货车车架结构轻量化设计_桂良进》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、汽车工程2003年(第25卷)第4期AutomotiveEngineering2003(Vol.25)No.42003095某型载货车车架结构轻量化设计桂良进周长路范子杰(清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)[摘要]建立了某型载货车车架结构的应力分析有限元模型,计算了多种工况下车架结构的应力分布并以已有的试验结果进行验证。在此基础上,提出该车架结构的轻量化设计方案,并进行了改进设计后车架结构的强度分析,确定了合理的轻量化设计方案。叙词:载货车,车架,轻量化设计LightweightDesignforFrameStru
2、ctureofaHeavy-dutyTruckGuiLiangjin,ZhouChanglu&FanZijieTsinghuaUniversity,StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,Beijing100084[Abstract]Inthispaper,afiniteelementmodelfortheframestructureofaheavy-dutytruckisesab-lished1Thestressdistributionsofframestructurearecalcu
3、latedinvariousconditionsandtheresultsareverifiedbythetests1Basedontheresultsofanalyses,thelightweightdesignsofframestructurearepresented,thestrengthofnewframestructuresareexaminedandthereasonablelightweightdesignisachieved1Keywords:Truck,Frame,Lightweightdesign该车为五轴载货越野车,
4、承载结构主要由车架1引言结构、悬挂系统和轮胎组成。车架结构由Z字形纵梁、加强板、横梁以及连接支座组成,并承受驾驶室、车身结构的轻量化对汽车节能和环保具有重要发动机、工具箱、主减速器、变速器、传动轴、油箱、蓄意义。据统计,客车、轿车和多数专用汽车车身的质电池等载荷以及上装载荷。悬挂系统由扭杆及连接量约占整车自身质量的40%~60%。减轻汽车自件、轮胎等组成。由于该车为多轴车,为静不定结身的质量,一方面节约了原材料,降低了汽车的生产构,为了得到车架结构的真实应力分布,必须考虑悬成本,另一方面也降低了燃油消耗,有利于环保。随挂系统的变形情况。因
5、此整个车架结构应力分析有着计算机技术的发展,有限元分析在车身结构分析限元模型由车架有限元模型和悬挂系统等效有限元[1]上得到了广泛的应用。文献[2]对EV-6580电动模型组成。其中纵梁、加强板为薄壁结构,因此划分客车车身结构进行了有限元分析,证明了车身和车为四节点或三节点壳单元;横梁、扭杆及悬臂划分为架的轻量化潜力。文献[3]以有限元分析为手段,对梁单元;连接支座划分为十节点体单元或八节点六双层客车骨架刚度进行了优化设计。此文采用有限面体单元;轮胎以弹簧单元模拟。元法对某型载货越野车车架结构的应力分布进行分将各部分组装并以刚性单元定义焊
6、点,得到图析,并以已有的试验结果进行验证。在此基础上,提1所示的车架结构应力分析有限元模型。模型中节出该车架结构的轻量化设计方案并进行强度分析,点数、单元数和焊点总数分别为284083、160146和确定合理的轻量化设计方案。4502。2车架结构应力分析有限元建模3车架结构应力分析原稿收到日期为2002年10月24日,修改稿收到日期为2002年12月9日。#404#汽车工程2003年(第25卷)第4期图1车架结构应力分析有限元模型按平坦路面行驶、过沟Ñ(二桥悬空)和过沟Ò图2过沟Ñ工况纵梁位移分布云图(二、三桥悬空)工况对车架结构进行应力
7、分析,并将计算结果与试验结果进行对比。在进行平坦路面、过沟Ñ、过沟Ò工况的应力分析时,考虑到车架结构应力分析模型、边界条件和加载条件的对称性,取右侧一半模型进行分析。311边界条件针对不同工况,分别采用下列约束条件。(1)平坦路面工况约束第一个轮胎与地面的接触点的全部自由度;约束轮胎与上下悬臂连接部图3过沟Ñ工况纵梁应力分布云图分的三个节点纵向的平动;约束其他轮胎与地面的表1过沟Ñ工况计算值与试验结果对比接触点全部平动自由度;对称面取对称约束条件,即测量点应力试验值计算值相对误差编号类型(MPa)(MPa)%约束横向的平动和绕侧向、纵向坐
8、标轴的转动。5R2-4418-3615-18153(2)过沟Ñ(二桥悬空)工况在平坦路面工况5S19141814-5115约束条件下,放松二桥轮胎的约束。7Rz5012521951388R13
