某重型貨車車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與改進(jìn)

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)·設(shè)計(jì)·計(jì)算·研究·某重型貨車車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與改進(jìn)龍凱左正興馮慧華廖日東(北京理工大學(xué))【摘要】以某重型貨車車架為研究對(duì)象，建立了車架組合結(jié)構(gòu)的有限元模型，計(jì)算得到了多工況下的車架結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。在此基礎(chǔ)上，分析了車架結(jié)構(gòu)失效原因并提出了多種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。對(duì)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行強(qiáng)度分析后，確定了其中的最佳設(shè)計(jì)方案。主題詞：重型貨車車架強(qiáng)度分析結(jié)構(gòu)中圖分類號(hào)：U463．32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000一3703(2008)04—0024—03StrengthAnalysisandI

2、mprovementofaHeavy-DutyTruckFrameLongKai，ZuoZhengxing,FengHuihua，LiaoRidong(BeijingUniversi哆ofScienceandTechnology)【Abstract]Thefiniteelementmodelofaheavy-dutytruckframeisestablished．Thestressdistributionsoftheframestructure踟achievedunderseveraltypicalcycles．a(chǎn)ndth

3、erationalityofFEMmodelisverified．Thefailurereasonsareanalyzedandsomescenariosofstructuralimprovementarepresentedbasedonanalyticresults．Thestrengthanalysisoftheimprovedhmestructuresisperformedandtheoptimumdesignisachieved．Keywords：Heavy-dutytruck，F(xiàn)rame，Strengthanal

4、ysis，Structurel前言品，言言霎墨簍暑曼簍嘉窯鬣羹要五囂薦瑟莖望集有限元法作為一種結(jié)構(gòu)分析的數(shù)值計(jì)算方法，有限元模型建立方法‘1．2】、結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)執(zhí)41、動(dòng)態(tài)圖11為振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架輸入頻率為1．5Hz時(shí)，進(jìn)行有、無(wú)時(shí)滯補(bǔ)償?shù)腅HA主動(dòng)懸架的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(車身加速度響應(yīng))。’5{餐。囂亦料一5O2468lO時(shí)間／號(hào)圖1l含時(shí)滯補(bǔ)償?shù)?．5Hz輸入懸架響應(yīng)特性表2給出了不同頻率輸入下無(wú)時(shí)滯補(bǔ)償和有時(shí)滯補(bǔ)償主動(dòng)懸架的車身加速度均方根值。從表2可知，與無(wú)時(shí)滯補(bǔ)償?shù)腅HA主動(dòng)懸架相比較，含有時(shí)滯補(bǔ)償?shù)腅HA主動(dòng)懸架的車

5、身加速度均方根值分別降低了11．56％、12．8％。表2不同頻率輸入下車身加速度均方根值加速度均方根值／m·S。2輸入頻率／Hz無(wú)時(shí)滯補(bǔ)償有時(shí)滯補(bǔ)償1．21．21l91．07l81．52．16261．8857—24—6結(jié)束語(yǔ)在分析了EHA汽車主動(dòng)懸架的基礎(chǔ)上，建立了含時(shí)滯的EHA汽車主動(dòng)懸架模型。分析了解決控制時(shí)滯問(wèn)題解決的主要策略，并且將其應(yīng)用于實(shí)際試驗(yàn)中，研究了帶有時(shí)滯補(bǔ)償?shù)腅HA主動(dòng)懸架模糊控制響應(yīng)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用時(shí)滯補(bǔ)償算法明顯地改善了EHA主動(dòng)懸架的控制效果，為主動(dòng)懸架樣機(jī)的實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1陳

6、龍，汪若塵，江浩斌，等．含時(shí)滯半主動(dòng)懸架及其控制系統(tǒng)．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006，42(1)：130-133．2寇發(fā)榮，方宗德．電動(dòng)靜液壓作動(dòng)器EHA及其在汽車主動(dòng)懸架中的應(yīng)用．機(jī)床與液壓，2007，35(4)：129-131．3田石柱，李暄，歐進(jìn)萍．結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)間滯后測(cè)量與補(bǔ)償．地震工程與工程振動(dòng),2000，20(4)：101—105．4寇發(fā)榮，方宗德，趙研．汽車主動(dòng)懸架系統(tǒng)的試驗(yàn)研究．汽車技術(shù)，2007，37(5)：34-36．(責(zé)任編輯簾青)修改稿收到日期為2008年3月1日。汽車技術(shù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)·設(shè)計(jì)·計(jì)算·研究·特

7、性預(yù)測(cè)與優(yōu)化【5．63等方面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)預(yù)測(cè)精度要求的提高，車架有限元分析模型精度不斷提高，結(jié)構(gòu)分析類型也從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)分析發(fā)展。本文以某重型貨車車架為研究對(duì)象，建立了車架組合結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過(guò)分析車架結(jié)構(gòu)失效的原因提出了結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。2車架組合結(jié)構(gòu)有限元模型的建立該重型貨車車架主要組成零部件包括主縱梁、襯梁、7根橫梁、副車架、平衡軸及其支架等。早期的車架結(jié)構(gòu)受計(jì)算規(guī)模限制，通常采用梁?jiǎn)卧M車架各縱、橫梁結(jié)構(gòu)，此類有限元模型能較好地反映結(jié)構(gòu)剛度特性，卻無(wú)法準(zhǔn)確反映應(yīng)力分布狀況。由于重型貨車車架主要由一

8、系列形狀復(fù)雜的薄壁件組成，故采用板殼單元對(duì)其主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格離散能在保證分析精度的前提下適當(dāng)減小分析規(guī)模；平衡軸支架等部件采用實(shí)體單元離散；橫向穩(wěn)定桿采用梁?jiǎn)卧M；穩(wěn)定桿和車架之間的連接架由具有相同截面參數(shù)的桿單元模擬；各部分連接螺栓采用相同截面和材料的梁?jiǎn)卧M。懸架結(jié)構(gòu)的建模是車架有限元建模的關(guān)鍵