基于刚柔耦合的新能源货车车架强度分析.pdf

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1、2016(12)FOCUS摘要：使用有限元法计算汽车车架强度时，对车轮进行约束并进行重力加载，易引起过约束，影响计算精度。利用Nastran，HyperMesh，ADAMS等软件联合建立了新能源整车刚柔耦合模型，在考虑了地面纵向、横向摩擦力与轮荷的关系后，充分释放轮胎各自由度，计算输出了该车架各连接点受力，并获得了该车架的应力分布。针对应力较大区域提出优化方案，使纵梁安全系数提升至1．36，满足了设计要求。结果表明，该模型中的计算工况与实际工况更为接近，提升了车架强度计算方法的合理性。关键词：车架；强度；应力；屈服强度；刚柔耦合StrengthAnalysisonNewEnergyTruck

2、FrameBasedonRigid-flexibleCoupnngModel*Abstract：Itiseasytocauseover—constraintandinflueneetheaccuracyofthecalculationwhenthewheelshavetobeconstrainedandloadedusingFEMtocalculatetheframestrength．Therigid-flexiblecouplingmodelofanewenergyvehicleisestablishedbyNastran，HyperMeshandADAMS，inwhichtherelat

3、ionshipbetweenlongitudinal，lateralfrictionforcesofthegroundandwheelloadsisconsideredandthedegreesofthetiresfreedomarefullyreleased．Thentheforceofeacheonneetionpointintheframeiscalculated，andthestressdistributionoftheframeisobtained．Theoptimizationforthehighstressareaisproposed，makingthecoefficiento

4、flongitudinalbeamreachto1．36，whichmeetthedesignrequirements．Theresultsshowthatthecalculationconditionsinthismodelareclosertotheactualworkingconditions，whichimprovestherationalityofthecalculationmethodonframestrength．Keywords：Frame；Strength；Stress；Yieldstrength；Rigid-flexiblecoupling货车车架连接着货车的各个部分，是

5、整车承载各系统部件及运输货物的基本构件⋯，因此车架的优劣将直接影响货车的行驶和安全性能，而车架强度分析是产品开发中预测车架设计优劣和优化车架结构的重要一环，也是后期产品质量改进和提升的重要工作内容之一。文章通过多体与有限元相结合的方法对某款新开发的新能源货车车架进行了强度计算，得到了5种典型工况下的应力分布，并针对应力较大区域提出了优化方案，提高了车架的可靠性。1建立有限元模型及输出柔性体文件(mnf)m新能源货车的货厢和车架通过紧固件连接在一起，货箱的刚度直接影响车架强度计算结果，所以有限元模型包括钢板弹簧、货箱总成及车架总成。1．1车架总成有限元模型的建立纵梁、横梁、电瓶支架、电机控制器

6、、高压配电柜、电动打气泵支架及驾驶室后支架等均采用壳单元，板*基金项目：国家科技支撑计划(2015BAF07802)簧支架及驾驶室后支架采用四面体单元，铆钉及螺栓连接采用rbe2+beam单元模拟；较小部件采用集中质量点通过rbe3或rbe2单元连接于相应固定支架，并在较大质量连接位置使用rbe2主点生成外连接点，但在本模型中不添加其质量，建立的有限元模型，如图1所示。生成的外连点数量为：驾驶室点4个，前板簧点4个，前减振器点2个，电瓶点2个，发动机点4个，后板簧点8个，后减振器点2个，备胎点1个。1．2货箱总成有限元模型的建立货箱部分均采用壳网格划分，同时，为了体现货物的质量，且不增加货箱

7、刚度，货物质量通过多个mass一31—单元均布在货箱上。图2示出新能源货车货箱总成有限元模型。通过rbe3+bush+rbe3单元模拟货箱纵梁与车架纵梁间的接触关系。1．3钢板弹簧有限元模型的建立在板簧卷耳及中间安装位置处建立3个外连点，通过gap单元模拟钢板弹簧的片间接触，并通过调整单元切向刚度值，使有限元模型所得垂向刚度值与图纸要求的夹紧刚度保持一致，有限元模型，如图3所示。壅掣簸鹱慧譬荨蔓li蕞薹嚣磐囊