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1、第20卷第5期重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)2006年5月Vol.20No.5JournalofChongqingInstituteofTechnologyMay2006【車輛工程】X重型載貨汽車車架局部有限元分析12胡群,顧卿(1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院,湖北十堰442002;2.東風(fēng)汽車公司工程研究院,湖北十堰442002)摘要:為解決某重型載貨汽車帶拖掛行駛時(shí)車架角撐局部受力開裂問題,運(yùn)用有限元方法對其進(jìn)行了靜態(tài)分析,并提出了解決方案,該方案實(shí)施后成功解決了上述生產(chǎn)實(shí)際問題.關(guān)鍵詞:重型載貨汽車;車架;角撐;有限元分析+中圖分類號:U463.326文獻(xiàn)標(biāo)識
2、碼:A文章編號:1671-0924(2006)05-0012-03AnalysisontheLocalFiniteElementsofHeavy-dutyTruckFrameGusset12HUQun,GUQing(1.HuBeiInstituteofAutomotiveIndustry,Shiyan442002,China;2.EngineeringResearchInstitute,DongfengAutomotiveCompany,Shiyan442002,China)Abstract:Inordertoresolvetheprobl
3、emsofframegussetcrevicewithforceduringtoweddriving,thispa2peranalyzesstaticstructuralstrengthoftheheavy-dutytruckframegussetwithfinite-elementmethods,andprovidessolutionstotheproblems,whichhasbeenprovedtobeeffectiveinsolvingtheabove-mentionedproblemsinthepractice.Keyworks:
4、heavy-dutytruck;frame;gusset;finite-elementanalyze某重型載貨汽車在帶拖掛行駛時(shí),車架角撐方程,求解系統(tǒng)方程,得出系統(tǒng)特性,再由系統(tǒng)特[1-2]與縱梁聯(lián)結(jié)處應(yīng)力較高,并伴有局部開裂現(xiàn)象,影性求出各局部特性.響該車使用壽命和整車性能.針對該問題,對車架1.1求解過程.包括:①離散化,即將結(jié)構(gòu)簡化并局部進(jìn)行有限元分析,在此基礎(chǔ)上提出解決問題分為有限個(gè)單元.②單元分析,即推導(dǎo)出單元節(jié)點(diǎn)e的方案.應(yīng)力和位移的關(guān)系,求出單元?jiǎng)偠染仃噞R}=eeee[k]{s},其中:{R}為單元節(jié)點(diǎn)力向量,[k]為e1
5、有限元分析法單元?jiǎng)偠染仃?{s}為單元節(jié)點(diǎn)位移向量.③整體分析,即列出各節(jié)點(diǎn)的平衡方程{F}=[K]{δ},有限元分析法的基本思想是結(jié)構(gòu)離散化,即其中:{F}為整體載荷向量,[K]為整體剛度矩將一個(gè)復(fù)雜、連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為有限個(gè)單元陣,{δ}為整體位移向量.④求解方程,即通過解組成的集合體,其中有限個(gè)單元通過有限個(gè)節(jié)點(diǎn)上述平衡方程,求出節(jié)點(diǎn)位移和單元應(yīng)力.聯(lián)結(jié).然后分析各單元特性,考慮各單元在整體結(jié)1.2分析步驟.包括:①建立力學(xué)模型,劃分網(wǎng)構(gòu)中的相互聯(lián)系,從而建立整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡格.為減少計(jì)算誤差,模型應(yīng)與實(shí)物一致(網(wǎng)格疏X收稿日期:
6、2006-01-15作者簡介:胡群(1969-),女,湖北房縣人,高級講師,主要從事汽車工程的教學(xué)與研究.?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net胡群,等:重型載貨汽車車架局部有限元分析13密程度、規(guī)格大小及過渡方式),盡量采用規(guī)則四汽車在帶拖掛行駛時(shí),作用力通過牽引鉤、牽邊形單元,主要研究區(qū)域的網(wǎng)格應(yīng)細(xì)密,而非主要引鉤支承座、外墊板、后橫梁傳遞給角撐,作用力研究區(qū)域網(wǎng)格宜粗疏.若網(wǎng)格由小到大逐漸
7、過渡垂直于后橫梁腹板(平行于x軸),所以選取由拖則多采用三角形單元.②建立數(shù)據(jù)文件.單元編號掛引起的后拉(工況1)和前壓(工況2)2種載荷作時(shí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)排列有序,邊界線與實(shí)際結(jié)構(gòu)相符,三角為計(jì)算載荷,載荷大小為2t.形單元內(nèi)角不能大于135°,避免出現(xiàn)尖角.四邊形縱梁截開處做全約束處理,約束了x、y、z三單元相鄰兩邊邊長之比不可太大.單元不能出現(xiàn)個(gè)方向的位移自由度和旋轉(zhuǎn)自由度.角撐、后橫內(nèi)節(jié)點(diǎn).③計(jì)算并分析結(jié)果.梁、角撐上下加強(qiáng)板均約束了3個(gè)自由度:y方向位移自由度、x方向旋轉(zhuǎn)自由度、z方向旋轉(zhuǎn)自由2結(jié)構(gòu)模型化度.2.3建立有限元模型.車架的縱
8、梁、后橫梁、角撐2.1結(jié)構(gòu)簡介.某重型載貨汽車車架后拖掛部位等均為沖壓而成的薄鋼板結(jié)構(gòu),故采用四邊形和裝配關(guān)系如圖1所示.角撐和一側(cè)縱梁通過3個(gè)三角形板單元處理,鉚釘采用梁單元處
