基于HyperWorks有限元分析的某卡车车架横梁形式与性能研究.pdf

《基于HyperWorks有限元分析的某卡车车架横梁形式与性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.10.054基于HyperWorks有限元分析的某卡车车架横梁形式与性能研究晏强，苗永，刘永博，董昭，刘申杰（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：一辆卡车车架的结构形式，与其装载的货物类型和重量密切相关，车架横梁的结构形式对车架的抗弯、抗扭性能起着重要作用。文章通过对不同车架横梁形式的仿真分析，研究确定了装载不同货物类型和重量的车辆对车架强度、刚度的需求。关键词：卡车；车架；横梁；强度；刚度中图分类号：U469.1文献标识码：A文章编

2、号：1671-7988(2016)10-171-02TheStructureAndPerformanceanalysisForTruckFramebasedonHyperWorksYanQiang,MiaoYong,LiuYongbo,DongZhao,LiuShenjie(ShaanxiHeavy-dutytruckCo.,Ltd.,ShaanxiXi'an710200)Abstract:Thestructureofatruckframe,whichiscloselyrelatedtothetypeandw

3、eightofthecargo.Theframebeamplaysanimportantroleinresistingbendingandtorsion.Inthispaper,throughtheanalysisofdifferentformsofbeams,thedemandforthestrengthandrigidityofthevehiclewithdifferentloadsisstudied.Keywords:Truck;Frame;Beam;Strength;RigidityCLCNO.:U4

4、69.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)10-171-02中梁式、综合式、承载式这四种。卡车大多数使用的是承载引言能力强、制造较简单的边梁式。边梁式车架由位于左右两侧随着经济发展，物质水平提高，卡车用户对车辆性能的的两根纵梁和若干横梁构成，纵梁多采用抗弯能力较强的槽要求越来越高，不仅要求承载性能好、质量可靠，更要求能型截面设计。够以经济、舒适的方式完成货物的运输。卡车生产厂家则希望在满足性能的条件下，尽量控制成本。车架作为汽车的承载基体，其选型和设计是实现整车性能

5、和成本中至关重要的因素之一。本文针对某卡车车架的垂向受力、车辆转弯、车架扭转、车辆制动等工况进行强度分析，研究车架位于后悬架处的不同横梁形式对车架总成的性能影响。1、横梁结构设计按照结构布置及制造形式，车架可以简单分类为边梁式、图1常见卡车车架横梁形式作者简介：晏强（1986-），男，中级工程师，就职于陕西重型汽车横梁形式则种类较多，按结构形式，常用的大致可分为有限公司汽车工程研究院，从事总布置设计工作。2016年第10期晏强等：基于HyperWorks有限元分析的某卡车车架横梁形式与性能研究172管状横梁、

6、兀型横梁和槽型横梁，如图1所示。管状横梁在三者之中，对车架扭转挠度贡献较大，常应用于车架中段，相比于兀型横梁和槽型横梁，管梁的制造工艺更加简单，成本更低。同时，通过合理的结构优化设计可以实现减轻横梁重量的目标，有助于提高车辆的动力性和燃油经济性。兀型横梁与槽型横梁均为冲压成型件，相比管状横梁，图4车辆转弯时横梁安全因子云图制造工艺较复杂，但承载能力强，被广泛应用于商用汽车车架上。冲压横梁在结构形势上易于实现多样化设计，满足不同用途的商用汽车车架需求。作为对比分析，本文选择的管状横梁总成由中间管横梁及两边的冲压

7、法兰板组成，选择的槽型横梁总成由中间的C型横梁及两边的冲压连接板组成。本文主要分析论证位于后悬架处的车架横梁结构形式，因此，对比分析模型中的其它图5车架扭转时横梁安全因子云图横梁完全一样。2、车架有限元分析2.1模型的建立将车架CATIA三维模型转换为STP格式，导入HyperMesh进行前处理工作。建立车架有限元分析模型时，钣金件用壳图6车辆制动时横梁安全因子云图单元模拟，单元平均尺寸10mm，以四边形为主，含少数三角形单元；铸造件用四面体单元模拟，单元平均尺寸5mm。对3、结论于螺栓连接和铆钉连接，采用刚

8、性单元RBE2与梁单元cbar相结合的形式，避免出现局部刚度突变，提供较好的局部刚通过仿真分析，得出两种方案的最小安全因子如表1。度效果。前轴、后桥则简化beam梁单元。后悬架处的车架管表1两种方案的安全因子梁方案及槽型梁方案有限元分析模型如图2所示。方案垂向受力车辆转弯车架扭转车辆制动管横梁0.820.690.832.49槽型梁1.311.381.942.63从分析结果可以看出，垂向受力、车辆转弯