某重型货车车架结构强度分析与改进

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1、万方数据·设计·计算·研究·某重型货车车架结构强度分析与改进龙凯左正兴冯慧华廖日东(北京理工大学)【摘要】以某重型货车车架为研究对象，建立了车架组合结构的有限元模型，计算得到了多工况下的车架结构应力分布，并通过试验验证了模型的合理性。在此基础上，分析了车架结构失效原因并提出了多种结构改进方案。对改进的结构设计方案进行强度分析后，确定了其中的最佳设计方案。主题词：重型货车车架强度分析结构中图分类号：U463．32文献标识码：A文章编号：1000一3703(2008)04—0024—03Strengt

2、hAnalysisandImprovementofaHeavy-DutyTruckFrameLongKai，ZuoZhengxing,FengHuihua，LiaoRidong(BeijingUniversi哆ofScienceandTechnology)【Abstract]Thefiniteelementmodelofaheavy-dutytruckframeisestablished．Thestressdistributionsoftheframestructure踟achievedunder

3、severaltypicalcycles．andtherationalityofFEMmodelisverified．Thefailurereasonsareanalyzedandsomescenariosofstructuralimprovementarepresentedbasedonanalyticresults．Thestrengthanalysisoftheimprovedhmestructuresisperformedandtheoptimumdesignisachieved．Keyw

4、ords：Heavy-dutytruck，Frame，Strengthanalysis，Structurel前言品，言言霎墨篓暑曼篓嘉窑鬣羹要五嚣荐瑟茎望集有限元法作为一种结构分析的数值计算方法，有限元模型建立方法‘1．2】、结构轻量化设计执41、动态图11为振动试验台架输入频率为1．5Hz时，进行有、无时滞补偿的EHA主动悬架的对比试验结果(车身加速度响应)。’5{餐。嚣亦料一5O2468lO时间／号图1l含时滞补偿的1．5Hz输入悬架响应特性表2给出了不同频率输入下无时滞补偿和有时滞补偿主动悬

5、架的车身加速度均方根值。从表2可知，与无时滞补偿的EHA主动悬架相比较，含有时滞补偿的EHA主动悬架的车身加速度均方根值分别降低了11．56％、12．8％。表2不同频率输入下车身加速度均方根值加速度均方根值／m·S。2输入频率／Hz无时滞补偿有时滞补偿1．21．21l91．07l81．52．16261．8857—24—6结束语在分析了EHA汽车主动悬架的基础上，建立了含时滞的EHA汽车主动悬架模型。分析了解决控制时滞问题解决的主要策略，并且将其应用于实际试验中，研究了带有时滞补偿的EHA主动悬架模

6、糊控制响应特性。试验结果表明，采用时滞补偿算法明显地改善了EHA主动悬架的控制效果，为主动悬架样机的实用化奠定了基础。参考文献1陈龙，汪若尘，江浩斌，等．含时滞半主动悬架及其控制系统．机械工程学报，2006，42(1)：130-133．2寇发荣，方宗德．电动静液压作动器EHA及其在汽车主动悬架中的应用．机床与液压，2007，35(4)：129-131．3田石柱，李暄，欧进萍．结构主动控制系统时间滞后测量与补偿．地震工程与工程振动,2000，20(4)：101—105．4寇发荣，方宗德，赵研．汽车主

7、动悬架系统的试验研究．汽车技术，2007，37(5)：34-36．(责任编辑帘青)修改稿收到日期为2008年3月1日。汽车技术万方数据·设计·计算·研究·特性预测与优化【5．63等方面。随着计算机技术的发展和对预测精度要求的提高，车架有限元分析模型精度不断提高，结构分析类型也从静态分析向动态分析发展。本文以某重型货车车架为研究对象，建立了车架组合结构的有限元模型，通过分析车架结构失效的原因提出了结构改进方案。2车架组合结构有限元模型的建立该重型货车车架主要组成零部件包括主纵梁、衬梁、7根横梁、副车

8、架、平衡轴及其支架等。早期的车架结构受计算规模限制，通常采用梁单元模拟车架各纵、横梁结构，此类有限元模型能较好地反映结构刚度特性，却无法准确反映应力分布状况。由于重型货车车架主要由一系列形状复杂的薄壁件组成，故采用板壳单元对其主要结构进行网格离散能在保证分析精度的前提下适当减小分析规模；平衡轴支架等部件采用实体单元离散；横向稳定杆采用梁单元模拟；稳定杆和车架之间的连接架由具有相同截面参数的杆单元模拟；各部分连接螺栓采用相同截面和材料的梁单元模拟。悬架结构的建模是车架有限元建模的关键