中型载货汽车车架系统设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.16.013中型载货汽车车架系统设计方慧平，王东斌（陕西汽车集团有限责任公司，陕西西安710200）摘要：通过某中型载货汽车车架系统方案设计、有限元分析优化、试验验证，开发满足各项需求的车架系统，完善了分析方法，积累了模拟分析、试验数据，为后续车架的设计、改进提供理论依据。关键词：载货汽车；车架；方案设计；试验中图分类号：U462.1文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)16-34-03DesigningofFrameSystemInMediumDutyTruck

2、FangHuiping,WangDongbin(ShaanxiAutomobileGroupCo.,Ltd,ShaanxiXi'an710200)Abstract:Throughthedesigning,optimizationthroughfiniteelementanalysisandexperimentalverification,theframesystemmeettheperformancerequirements.Improvingtheanalysismethod,accumulatedcalculationandtestda

3、ta,Itwillprovidetheoreticalbasisforthedesignorimprovementoftheframeinthefuture.Keywords:Truck;Frame;Design;TestCLCNO.:U462.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)16-34-03率的不到增大，对冷却能力要求更高，所以为了适应更大的引言冷却模块匹配需求，通过车架前端连接前接梁，实现局部加宽，满足宽冷却模块布置需求（如图1所示）。载货汽车车架作为整车中的主要的承载部件，支撑着货箱、驾

4、驶室、发动机、传动系统等所有簧上质量，应具有足够的强度满足各种载荷需求；同时，车架也是转向、悬架等各系统安装、连接的基体，其刚度、模态等性能直接影响到整车等操纵稳定性、NVH性能。本文结合某新型载货车开发过程中，从车架系统概念方案、仿真分析、台架试验进行研图1局部加宽车架结构究、分析，使车架的各项性能满足整车性能的要求。1.2横梁结构型式根据车架的初步受力分析可知，纵梁主要承受车架的弯1方案设计曲变形力，而因路面不平引起的车架扭转变形力多为横梁承担。1.1总体结构型式对几种常见横梁结构对比分析，“工”型(图2-a)、“几”车架主要有变宽变截

5、面、变宽等截面以及等宽等截面等型(图2-b)断面的横梁抗弯能力较强；“几”型断面梁、圆管结构形式。变宽车架不利于多样化的上装改装需求，变截面梁(图2-d)的抗扭转能力较强，圆管梁重量最轻；鸭嘴型横车架加工复杂，成本较高。结合中型载货车需求特点，采用梁(图2-c)因Z向高度最小，且平面区域大，利于传动轴吊等宽等截面结构形式；但是随着排放等不断升级和发动机功架及管、线布置安装；结合中型载货车轻量化、长轴距需求，作者简介：方慧平，就职于陕西汽车集团有限责任公司。最终选用圆管横梁方案。2017年第16期方慧平等：中型载货汽车车架系统设计35单元形式

6、相结合的有限元分析模型。求解器采用Radioss进行计算，后处理工具采用HyperView进行分析判断。将车架CATIA三维模型转换为stp格式，导入HyperMesh图2常用横梁结构进行前处理工作。建立车架有限元分析模型时，钣金件用壳单元模拟，单元平均尺寸10mm，以四边形为主，含少数三角1.3材料选择商用车车架材料热轧钢板，为了降低重量，材料强度有形单元；铸造件用四面体单元模拟，单元平均尺寸5mm。对越来越高的趋势，国外少数厂家进行了铝合金材料车架的应于螺栓连接和铆钉连接，采用刚性单元rbe2与梁单元cbar用，减重效果明显，但是成本较

7、高，不适宜国内载货车用户相结合的形式，避免出现局部刚度突变，提供较好的局部刚需求。通过对不用材料强度性能、加工公益性、成本的对比度效果。前轴、后桥则简化为beam梁单元。分析，最终确定采用600L高强度钢材料，既能满足整车轻通过HyperMesh前处理，共划分单元数量671314，结点量化需求，成本目标也达标。不同材料对比见表1。数量320680。有限元模型如图1。表1不同材料对比1.4横梁与纵梁连接方式图4有限元模型车架横梁与纵梁的连接方式主要有铆接、螺栓连接、焊2.2边界条件和载荷接、拉铆等方式。根据载货车车架的实际受力情况，将货物质量

8、以均布载压铆(图3-a)主要是靠铆钉的抗剪切力达到连接作用，荷的形式加载到副车架上；随车附件质量按实际安装和固定主要优势是不易脱落、装配效率高、成本低；但存在的问题位置，在几何重