基于扭杆式翻转的驾驶室优化设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.10.032基于扭杆式翻转的驾驶室优化设计王香廷，祝慧（安徽江淮汽车股份公司，安徽合肥230601）摘要：根据翻转机构工作原理，对其进行受力分析，结合驾驶室前支承轴管受力分析和试验数据，计算出驾驶室底板施加的力矩；通过有限元方法，分析驾驶室在不同载荷工况下，前地板总成主要部件的应力状态，进而优化地板部件的受力状况，提供了一种优化设计思路。关键词：翻转；扭杆；驾驶室；改进中图分类号：U469.7文献标识码：A文章编号：1671-7988(20

2、16)10-99-03TheoptimizationofCabBasedonTiltingofTorsionBarWangXiangting,ZhuHui(AnHuiJiangHuaiAutoMobileCo.,Ltd,AnhuiHefei230601)Abstract:Analyzethestressdistributionoftiltingmechanismaccordingtotheoperatingprinciple,andcalculatethemomentofcabfloorbystres

3、sanalysisandtestdataofaxletubeofcabsuspension;andthenanalyzethestressofthecabfloorondifferentloadbyfiniteelementanalysis,tooptimizethestressdistributionofcabfloor.Thispapersupportanpositivedesignmethod.Kewords:tiltingmechanism;torsionbar;cab;optimizeCLC

4、NO.:U469.7DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)10-99-03驾驶室的支承不仅具有支承驾驶室的作用，同时具有减前言震作用，以保证驾驶室具有良好的平顺性。轻型载货汽车驾驶室前支承结构形式如图1，主要由前支撑左、右支架总成、随着市场经济的快速发展，轻卡用户对车辆的整车性能、前支承轴管总成、扭杆、扭杆臂等组成。其特点是前支承轴驾驶环境及操作维修方便性都有了更高的要求。为了便于发管中心、翻转中心与扭杆中心重合，前支承轴管中心即为翻动机维修保养，要求驾驶室能够

5、向前翻转，市场上轻卡系列转中心，使驾驶室前支承具有支承、减振、翻转功能三位一车型普遍采用单扭杆结构达到翻转目的，导致驾驶室左右纵体的效果。梁受力情况不同，在可靠性路试中，轻卡驾驶室前地板与翻转支撑连接处的钣金均出现不同程度的开裂。本文为解决驾驶室钣金开裂的问题，通过理论计算和有限元方法，对驾驶室及周边相关部件进行分析和改进，降低驾驶室局部应力值，保障乘员的安全。图1驾驶室前支承装置1.前支承左支架总成2.前支承轴管总成3.前支承右支架总成1、驾驶室翻转机构受力分析4.扭杆5.扭杆臂总成1.2驾驶室重力

6、矩计算1.1翻转机构工作原理据设计数据和试验测试，得驾驶室质量m为410.5kg，驾驶室重心距翻转轴心X向距离L为548mm，Z向高度H为作者简介：王香廷，男，（1978-），工程师，就职于江淮汽车股份有530.6mm，因此，计算得出：限公司技术中心。2016年第10期王香廷等：基于扭杆式翻转的驾驶室优化设计100最大重力矩M=mg×L=410.5×10×548÷10³=2249.5基于上述计算分析，对驾驶室底板施加力矩按A端MA=（Nm）−550（Nm），B端MB=2974（Nm）。驾驶室质心角Φ=

7、arttanH/L=44°驾驶室翻转中心距后围长度L'=548+635=1183（mm）2、驾驶室结构强度有限元分析1.3驾驶室前支承轴管受力分析扭杆翻转装置对车身前支撑臂附近作用较大的载荷，而1.3.1扭杆设计扭力矩且这一载荷在车辆行驶状态下始终作用在车身底板各部件扭杆刚度设计值K为75Nm/°，驾驶室翻转角度ɑ为44上，扭力杆作用的扭矩所产生的预应力与车辆行驶状态下的°±1°，扭杆极限扭转角β为50°。动应力相叠加，可能导致与前支撑臂连接的驾驶室底板局部扭杆常用扭力矩M常=Kɑ=75×44=330

8、0（Nm）应力过大。此次主要分析在翻转力矩作用下驾驶室底板各主扭杆极限扭力矩M极=Kβ=75×50=3750（Nm）要部件的应力状态，据此说明驾驶室主要结构部件强度问题。1.3.2驾驶室前支承轴管受力分析2.1驾驶室有限元模型的建立驾驶室前支承轴管受力比较复杂,是驾驶室翻转状态下驾驶室材料为普通冷轧钢板，对其进行性能参数设定，应力计算的关键，因此需要对其进行受力分析。图2表示驾弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比NU=0.3，密度7.85E-9t/mm3