新型非公路矿用自卸车车架设计.pdf

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1、第7期机械设计与制造2014年_}BMachineryDesign&Manufacture87新型非公路矿用自卸车车架设计赵翱，张文明，杨珏(北京科技大学机械工程学院，北京100083)摘要：为了使车架在结构强度和布局上更好的满足整车要求，减少设计周期和成本，通过对传统车架结构进行改进，提出了一种使用后桥独立悬架的新型110t非公路矿用自卸车车架结构，将传统车架后部纵梁由向内收窄变为向外扩宽同时去掉了尾部抗扭管，并使用HyperMesh和ANSYS建立了三维有限元模型，计算其在不同工况下的应力分布情况。结果表明，该新型车架质量较

2、轻，且应力分布更合理，强度更高，同时内部空间更大，整车零部件布局更加灵活，为矿用自卸车提供了新的设计思路和相关参考。关键词：矿用自卸车；车架；后桥独立悬挂；有限元；应力；强度中图分类号：TH16；U469．4；TD57文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0087—04DesignandFiniteElementAnalysisofaNovelFrameofOf-RoadDumpTruckZHAOXuan，ZHANGWen-ming，YANGJue(SchoolofMechanicalEngineering

3、，UniversityofScienceandTechnology，Beijing100083，China)Abstract：Inordertoobtainhigherstrength，moreinnerspace，lowertime-consumptionandlowercost，anovelframeof110tof-roaddumptruckwithindependentrears瑚phewhichhas8widerearpartandeliminatereartorsionalbeamWasproposedthrough

4、improvingtraditionalframe．erdevelopingthe3DfiniteelementmodelbasedonHyperMeshandANSYS，thestressstatusindiferentworkingconditionshadbeencalculated．Accordingtotheresult，thisnewfro~neislight，strongandspacious．AnewschemeofdumptruckdesignisProvided．KeyWords：DumpTruck；Fram

5、e；IndependentRearSuspensions；FiniteElement；Stress；Strength1引言位于车架纵梁中间，后悬挂缸与车架通过球铰连接，车架后部纵梁由尾部抗扭管连接，横向位移由横拉杆约束。1lOt矿用自卸车后桥随着经济发展和能源需求加大，我国非公路矿用自卸车市采用独立悬架，后桥分为左右两部分，与车架中部抗扭管两端连接，场前景广阔，众多制造商纷纷加入竞争行列。矿用自卸车工作环境恶劣，对结构强度要求较高。车架作为整车重要组成部分，担负两侧双胎分布于车架内外两侧，举升缸下支点位于车架纵梁与龙门着承载货箱

6、与货物重量、传递牵引与制动力及其它路面载荷、布置相接部位，尾部抗扭管被去除，后悬挂缸与车架通过销轴连接约束和搭载附属总成的功能。目前，有限元方法是研究车架强度的常用车架后部横向位移。相比于传统结构，采用独立悬架整车平顺性较手段和有效方法，文献析了满载、右侧偏载和后侧偏载三种工况好，驾驶员舒适性高，另外举升缸下支座缩小并前移至龙门与纵梁下车架应力、位移等参数的变化和优化方法，但针对的是公路用自交界处，载荷由车架纵梁中部转移到结构强度较高的龙门附近，使卸车的平行纵梁车架，不适用于非公路矿用自卸车。文献比了车架受力更合理，同时减轻了质

7、量自。车架结构对比。如图1所示。非公路矿用自卸车两种车架形式的结构性能，并进行了优化，但这两种车架均为传统形式，后桥使用非独立式悬架。提出了一种使用后桥独立式悬架载重110t的新型矿用自卸车车架结构，该车架相比传统车架平顺性更好，应力分布更合理，质量更轻。首先对新型车架的结构布局进行介绍，之后建立车架有限元模型，并针对典型工况施加约束和载荷，计算不同工况下车架的应力分布情况，从而对该车架的强度进行评估。2新型车架结构(a)传统车架(b)新型车架传统的矿用自卸车后桥采用非独立悬架，后桥为一整体，与车图1车架结构对比架中部抗扭管中间

8、连接，两侧双胎均位于车架外侧，举升缸下支点Fig．1DiferenceofFrames来稿日期：2013-12—11基金项目：中央高校基本科研业务费(FR卜MP一13-007A)作者简介：赵翩，(1986一)，男，北京人，博士研究生，主要研究方向：矿用自卸车设计