矿用自卸车车架静动态性能分析.pdf

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1、■霉圜TECHNICFORUM矿用自卸车车架静动态性能分析StaticandDynamicAnalysisforFrameofMiningDumpTruck王涛WANGIrao泰安航天特种车有限公司山东泰安271000摘要：对某型矿用自卸车的车架进行了有限元分析和模态分析，通过sOLfD单元离散将车架建立了计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的整体受力状况，以此为设计依据，对车架局部的应力集中区域进行了结构改进。关键词：车架有限元分析振动AbstractBasedOnthefiniteetememandsi

2、mulationanalysis．theflameofdumptruckwasanalyzed．ThestaticanddynamicperformancehavebeenresearchedthroughtheestablishmentofdiscreteSOLIDelement／cellflamewo~tosetupthecalculation／numerationmode1．Sothatthewholestressconditionoftheflame第一作者：王涛，男，1973年生，工程师，从事汽车设计。C

3、anbeknown．Onthebasisofthedesign，structureimprovementcanbemadeinstressconcentrationpartofthefamewoN．Keywordsflame；finiteelementanalysis；vibration中圈分类号：U463．32．02文献标识码：A文章编号：1004—0226(2010)03—0054—031前言该车架纵梁主体为箱形结构，由两根车架作为汽车的主体组成部分，在汽纵梁和若干根横梁组成，采用焊接方式将车整车设计中占据着重

4、要位置，车架结构纵梁和横梁连接成坚固的刚性结构。考虑设计历来为广大汽车厂商所重视。随着科到车架几何模型的复杂性，可在三维技的进步，国际上汽车车架的开发与设计CAD软件SolidWorks里建立好车架的实体已由经验、类比等设计方法，进人参数化模型，如图1所示，然后导入到有限元软建模、静动态分析、拓扑优化阶段，并向件中进行网格划分等前置处理，最后提交图2车架弯曲及弯曲扭转工况梗翟基于计算机平台的虚拟设计发展。然而，解算。该车架是由一系列薄壁件组成的结3静力分析国内车架的设计，尤其是重型矿用自卸车构，有限元模型通常采用S

5、HELL单元或3．1边界条件的确定车架的设计仍以引进技术为主，车架的分SOLID单元离散，详细分析车架应力集中车架静力分析时，应消除刚体位移，析和设计能力较低，与国外先进水平有较问题，可以真实反映车架纵、横梁连接情保证结构总刚度矩阵非奇异，须对车架进大差距。但是随着计算机辅助工程况。这里不妨将该车架整体采用行必要的约束。车架的静力分析要考虑弯(CAE)应用的程度越来越深，车架分析SOLID95离散，单元总数为198960个，杨曲工况和弯曲扭转工况，在弯曲工况的分和设计能力将会大幅度提高。氏模量为2．1×10MPa，

6、泊松比0．3，密度析计算中，车架静止平放、满载，故可将2有限元模型的建立7．85×10kg／mm，网格划分后的模型如图前后悬架支座位置处节点约束y、zTb-向自本文以某型6×4矿用自卸车为研究对2所示。由度，在车架前端中部约束舫向自由象，该车上装部分与其他同类车型相比，度。在弯曲扭转工况的分析计箅中，车架最大特点为无副车架，整车空、满载状况静止、满载，其中一个前轮或后轮抬高离下质心均较低，车辆行驶时更加平稳。为地，放开该位置原约束节点的所有自由了满足此整车特性，现对该车底盘车架结度，未抬高车轮处的节点约束同弯曲工构

7、的基础应力进行分析。分析手段主要是况。通过建立正确的有限元分析模型，对车架3．2载荷的简化及加载进行典型工况的静态分析与模态分析，以载荷的简化与施加应与实际相符或接了解车架的静、动态特性，为改进及完善图1车架实体模型近，它直接关系到计算结果的真实性。该车设计提供依据。底盘设计整备质量为29t，其中货箱自重6．554霎曩车201003TECHNICFORUM曩露圜t，平装，装载质量42t，轴距为3640+l4504．1模态分析rain，驱动形式为6×4。在进行弯曲与弯曲模态计算该车架的振型，用Block扭转工况计算时

8、，车架所受载荷主要包括：Lanczos法提取振动时的前六阶固有频驾驶室、发动机、变速箱的重力，以集中率。力通过Apply—Fome／Moment—o13Nodes将载荷施加在受力区域的选择节点上；货箱重力、装载物重力以均布载荷的形式，通过Pressure施加在车架上翼面的选择节点上；车架自重以密度和重力加速度的方式施加，图4原第四横梁应力分布图通过Gravi