重型货车车架的有限元分析.pdf

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1、第55卷第1期Vol。55No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2017年1月January2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．01．015重型货车车架的有限元分析周文1，王小睿1，许文超1，王雨晨2(1．232001安徽淮南安徽理工大学机械工程学院；2．230051安徽合肥安徽安凯福田曙光车桥有限公司)[摘要]边梁式车架是大多数重型货车的主要承载结构。以某重型货车车架为研究对象，基于CATIA软件建立了车架的三维模型，运用ANSYSWorkbe

2、nch软件开展了车架在各工况下的结构静力学分析和疲劳分析，得出了车架四种工况下的应力分布图和寿命曲线图，验证了车架的强度、刚度及可靠性，为后续的结构改进提供参考。[关键词]重型车；车架；静力学分析；疲劳寿命[中图分类号]U463．32[文献标志码]A【文章编号]1673—3142(2017)01—0065—04FiIliteElementAnalysisofHeavy—dutyTruck’SFrameZhouWenl，WangXiaoruil，XuWencha01，WangYuchen2(1．SchoolofMechanicalEngineering,

3、AnhuiUniversityofScienceandTechnology，HuainanCity，AnhuiProvince232001，China；2．AnhuiAnkaiFutianShuguangAxleLtd．，HefeiCity，AnhuiProvince230051，China)[Abstract]Edgebeamframeisthemainbearingstructureofmostheavy-dutytrucks．3Dmodeloftheheavy-dutytruck’SframewasestablishedbasedonCATIA．

4、ItsstaticsandfatigueanalysisundervariousoperatingconditionswerefulfilledbasedonANSYSinthepaper．Theseresultsofthestressdistributionsandthelifecurvesverifythestrengthandtherigidityoftheframe，andprovidethebasisforthesubsequentstructureimprovement．[Keywords]heavy-dutytruck；frame；sta

5、ticsanalysis；fatiguelife0引言车架对于重型载货汽车的性能有重要影响，支承各零部件并承受车内外的各种载荷⋯。重型载货汽车多采用由两根纵梁和若干根横梁组成的边梁式车架。车架的设计应满足强度和刚度要求，局部应力集中不应导致车架的断裂或塑性变形。在行驶过程中，车架承受交变应力作用且受力不均匀。随着加载次数的增加。会发生突然断裂。所以．除了对车架进行静力学分析之外，还要进行疲劳寿命分析。近年来诸多学者对车架的结构分析做了大量研究，主要集中在静力学分析和模态分析上。在静力学分析中，考虑到扭转工况下车辆轴荷的变动。本文以最大转矩代替垂直载荷的

6、方式施加载荷，提高了计算精度。同时以保证车架工作的可靠性和安全性为目标，运用ANSYSWorkbench对车架进行疲劳寿命预测。1车架有限元模型的建立收稿日期：2016—07—12修回日期：2016—07—21在CATIA中建立车架的三维模型，如图1。图1某重型货车车架三维模型Fig．13Dmodeloftheheavy-dutytruck’sframe为了便于分析，简化结构细节，如：不考虑焊接处材料性质的变化、忽略不重要的小尺寸和小孔结构、车架的材料为均质材料且各向同性等。将模型导人ANSYSWorkbench软件中建立有限元模型。模型材料选用B51

7、0L钢，密度7850kg／m3，弹性模量为2．06x105MPa，泊松比0．29，屈服极限355MPa，强度极限510MPa，在DM模块中使用imprintfaces命令拉伸出相关的印记面。在网格划分中，对纵梁使用多体扫掠的方式进行划分，以减少计算时间，对其他部分使用四面体实体单元划分，使用size控制单元尺寸为12mm。农业装备与车辆工程2017短2基本原理及工况分析在汽车行驶过程中车架受力复杂，通常考虑4种主要工况，分别是满载弯曲、满载扭转、满载制动和满载转弯。满载弯曲是模拟车架在平直路面下匀速直线行驶时的弯曲工况，此时四轮位于同一平面，忽略横向和

8、垂直方向位移。满载扭转是车架在起伏路面行驶时单个车轮悬空时的扭转工况。由于满载时后轮悬空对车架