低货台半挂车车架有限元分析报告
低货台半挂车车架有限元
分析报告
设计：张平霞
张平霞
zpx164@https://www.360docs.net/doc/6c17392618.html,
低货台半挂车车架有限元分析报告
摘要
低货台半挂车车架几何结构特殊，各构件应力分布也很特殊，难以用常用的计算公式加以计算，其中主纵梁是该半挂车的主要承载部件，本文采用COSMOSWORKS 有限元分析软件对某低货台半挂车车架进行两种载荷工况荷的强度、刚度分析，计算出车架的载荷和应力分布，为设计提供了准确的理论依据，同时可指导进一步改进整个车架结构，实现车身的优化设计。
一、项目介绍
低货台半挂车是一种低承载面、大吨位的半挂运输车，主要用于运输挖掘机、推土机、压路机等大型工程设备。在该车中主纵梁贯穿整个车身结构，将所有的横梁联接成一体，共同承受载荷，并将载荷传递到牵引销及车桥，是半挂车的重要承载部件（见图1）。也是半挂车最容易破坏的部件。因此对其进行强度分析，并加以 改进，可大大提高半挂车的承载能力，满足用户的使用要求。但由于该纵梁几何结构特殊，为一变截面变轴线的鹅颈式结构，并且应力分布非常复杂，所以在以往设计时多采用经验公式进行计算，或待试验后根据实验结果进行修正，不能准确地计算出各部分的受力情况，并且周期较长，给合理设计造成了一定的难度。本文采用COSMOSWORKS 有限元分析软件，可精确地计算出各部分的应力分布情况，找出薄弱环节，为车架的优化设计提供了理论依据。
图1低货台半挂车车架（挂车载货台上部无花纹板）
１．牵引销，２．鹅颈，３．载货台，４．悬挂支座。
１ ２ ３ ４
图2右主纵梁
二、低货台车架有限元模型的建立及网格划分
模型的建立
低货台半挂车的车架主要是由2根主纵梁、11根中间横梁、2根前后横梁和2根边梁组成的焊接件。根据设计图纸，利用Solidworks三维模型设计软件建立低货台半挂车骨架的实体模型（如图1），图2为右主纵梁。
网格划分
打开COSMOSWORKS有限元分析软件，将所建模型通过接口调入并进行有限元分析工作。车架的材料参数为：弹性模量E=206Gpa。
单元类型选为Solid（实体），节点数为4，分析类型为Static（静态），Quality （网格质量）为High（优），Global（全局网格尺寸）为78.051mm，Tolerance（误差）为0.5mm，其他选项采用软件的默认值，单元划分结果为：单元数65931，节点数135584，如图3所示。计算机配置为：CPU主频600MHz，内存为256MB，计算时间为30分钟，网格划分结果如下图。
图3 车架网格图
三、有限元计算
模型假设：在计算时假设各焊接件焊接牢固可靠，无虚焊松脱现象，焊接后残余应力较小，不足以影响车架的承载能力；所载货物按要求均匀分布在挂车载货台上。
工况1：车架静载荷有限元分析
此时半挂车全部车轮均与路面接触，牵引销支撑在牵引车的牵引座上，半挂车的载货台承受56吨的静载荷，半挂车处于静止状态，所以可将车架模型约束如下：将8个悬挂支座及2个主纵梁前下翼板的下平面进行全约束（如图4所示）。主纵梁
与横梁上平面承受均布载荷为73212N/m2（如图5所示）。
图4车架约束图
图5车架加载图
模型计算结果：
加载完毕后即可进行计算，整个计算过程历时大约5个小时。由分析图形可知车架最大应力为1.095×108N/m2，位于主纵梁前面变截面处以及悬挂前支座处，如图6所示，车架最大位移变形为2.13mm，如图13所示。
应力最大处
图6车架侧俯视应力图
图8车架悬挂
支座局部视图
图7车架侧仰视应力图
图8车架悬挂支座局部视应力图
图9车架前视应力图
图10右纵梁局部应力分布视图
图11车架前部应力分布局部视图
位移最大处
图12车架侧视位移分布图
图14车架前视位移分布图
工况2：车架左前轮悬空时静载荷有限元分析
此时半挂车左前车轮悬空，其余车轮与路面接触，牵引销支撑在牵引车的牵引座上，半挂车的载货台承受56吨的静载荷，半挂车处于静止扭曲状态，所以可将车架模型约束如下：将6个悬挂支座及2个主纵梁前下翼板的下平面进行全约束（如
图15所示）。主纵梁与横梁上平面承受均布载荷为73212N/m2（如图5）所示：
图15车架约束图
模型计算结果：
车架最大应力为 1.047×108N/m2，位于主纵梁前面变截面处以及悬挂前支座
处，如图25所示，车架最大位移变形为6.207mm，如图26所示。
图16车架后视应力图
图17车架前视应力图
图18车架侧俯视应力图
应力最大处
图19车架侧俯视应力图
图21车架鹅颈处应力分布局部视图
图22车架主纵梁中部应力分布局部视图
图23车架悬挂前支座处应力分布局部视图
图24车架悬挂前支座处应力分布局部视图
图25车架侧仰视应力分布图
图26车架侧仰视位移分布图
图27车架侧视位移分布图
四、结论
1.从以上分析结果可以看出，在两种工况下，纵梁在悬挂前支座部分处以及与牵引
板相靠近的纵梁前半部分的下翼板，由于纵梁截面尺寸变化较大，所以出现最大的应力，但在第二种工况时最大应力小于第一种工况的最大应力，这是因为在左前轮悬空时，承载力与第一种工况相同而约束改变的结果；对变形量而言第二种工况的最大位移大于第一种工况的最大位移，所以低货台是抗压而不抗扭，如果扭力在继续加大，破坏将会更厉害，车架结构必须改进。
2.在两种工况下，边梁前半部分出现最大的位移变形，其原因是：由于边梁只受横
梁和边梁自身的变形约束，所以导致位移约束较弱，出现最大变形，这也是与实际情况基本相吻合的，因此边梁的扭弯刚度需加强。
存在的问题及改进
该模型在建立时，为了简化模型加快计算速度，忽略了钢板弹簧和牵引销的影响，而对相关部件（悬挂支座及主纵梁前部下翼板的下平面）进行了全约束，但在半挂车的实际使用中半挂车是可以绕牵引销作前后、左右方向的旋转运动的，并且纵梁上的悬挂支座也可以
绕车轴作一定的旋转运动，
所以在实际中这两处的约
束会减弱，因此主纵梁在这
两处所承受的应力会减弱，
但边梁的变形会增大。基于
此应在半挂车鹅颈后部加
一横向拉板，以减少边梁前
部的变形（如图28）；在边
梁中部与纵梁下部之间加
斜撑以减少边梁中部的变
形，并增大整车骨架的刚
度。图28 改进后低货台半挂车车架模型
总之，通过该软件进行分析可明显看出整车的最大变形量，以及刚度薄弱的部位，并可以找到最大应力区，验证强度是否满足要求，以加以改进。
张平霞
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车架有限元分析
1前言 车架是汽车的主要部件。深人解车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础。过去汽车设计多用样车作参考,这种方法不仅费用大,试制周于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析期长,而且也不可能对多种方案进行评价。现代车架设计已发展到包括有限元法、优化、动态设计等在内的计算机分析、预测和模拟阶段。计算机技术与现代电子测试技术相结合已成为汽车车架研究中十分行之有效的方法。实践证明,有限元法是一种有效的数值计算方法,利用有限元法计算得到的结构位移场、应力场和低阶振动频率可作为结构设计的原始判据或作为结构改进设计的基础。 2车架的静态分析 2.1力学模型的选择 有限元分析的基本思想,是用一组离散化的单元组集,来代替连续体机构进行分析,这种单元组集体称之为结构的力学模型;如果已知各个单元体的力和位移(单元的刚度特性),只需根据节点的变形连续条件与节点的平衡条件,来推导集成结构的特性并研究其性能。有限元的特点是始终以矩阵形式来作为数学表达式,便于程序设计,大量工作是由电子计算机来完成,只要计算机容量足够,单元的剖分可以是任意的,对于任何复杂的几何形状,多样化的载荷和任意的边界条件都能适应。然而,由于有限元是一种数值分析方法,计算结果是近似解,其精度主要取决于离散化误差。如果结构离散化恰当,单元位移函数选取合理,随着单元逐步缩小,近似解将收敛于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析工作的第一步目前采用有限元分析模型一般有如下两种:梁单元模型和组合模型等。梁单元模型是将车架结构简化为由一组两节点的梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。其优点是:划分的单元数目和节点数目少,计算速度快而且模型前处理工作量不大,适合初选方案。其缺点是:无法仔细分析车架应力集中问题,因而不能为车架纵、横梁连接方案提供实用的帮助。组合单元模型则是既采用梁单元也采用板壳单元进行离散。在实际工程运用中,由于车架是由一系列薄壁件组成的结构,且形状复杂,宜离散为许多板壳单元的组集,其缺点是前处理工作量大,计算时间长,然而随着计算机技术的不断发展,这个问题已得到了较好的解决,而且由于有大型有限元软件支撑,巨大的前处理工作量绝大部分可由计算机完成,也不是制约板壳元模型实际运用的困难了。这种模型使得对车架的分析计算更为精确,能为车架设计提供更为有利的帮助。 2.2车架的计算方法 汽车车架的主要结构形式为边梁式车架,货车车架纵梁截面多为槽形,横梁截面可为槽
车架有限元分析
目录 一结构简介 (1) 二计算载荷工况 (2) 三有限元模型 (5) 四静强度分析结果 (10)
一、结构简介 本次作业以某转向架构架为几何模型，进行静强度分析，下图为本次计算针对的某型转向架几何模型，结构上由侧架、摇枕、转臂座、齿轮箱吊挂、轴箱吊挂、一系减震器座等组成。整个计算主要分为网格划分和静强度计算两个过程。 图1 某型转向架几何模型（a） 图2 某型转向架几何模型（b） 二、计算载荷工况
根据要求，对转向架采取如下的加载方式： 1、约束 图3 约束要求 如下的局部视图中圈出处即为所加的约束之一； 图4 模型中所加约束之一 在此点出建立Z 方向的 位移约束 在此点出建立X 、Z 方 向的位移约束 在此点出建立X 、Y 、Z 方向的位 移约束 在此点出建立Y 、Z 方 向的位移约束
2、载荷 图5 受力要求 模型中加载作用力的局部视图如下（注：图中坐标系中红色为X 轴，绿色为Y 轴，蓝色为Z 轴）； 图6 Z 轴正向26.2kN 的力 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴负方向 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴正方向 在此处加45.6KN 的力，力的方向为X 轴正方向中心销半圆内部分（Z 方向距上盖板80mm,距下盖板131mm ，X 方向距离圆心7mm ）
图7 Z轴负向26.2kN的力 图8 中心处加载X轴正向45.6kN的力计算工况如下表1所示 表1 工况 工况 横向 （X向） 纵向 （Y 向） 垂向 （Z向） 1 -- -- +
整个模型由两类网格组成：构架采用壳网格单元建立模型，转臂座构件采用六面体网格建立模型；其中壳网格单元以四边形网格为主。有限元模型重量为1422.015kg，结点总数为81382，单元总数为74991。有限元模型如图9~12所示。 图9 壳单元模型（1/4模型） 图10 转臂座实体网格模型
汽车车架的动力分析计算
重型运输车车架的动力学分析 摘要:本文采用有限元方法对重型运输车车架进行了动力学分析。通过对改变车架纵梁厚度、横梁壁厚、横梁外径和局部加强的分析计算，研究了车架结构与其固有频率及其振型的关系，为解决车架结构的动力学问题和结构的改进提供了一定的依据。 关键词：有限元方法，车架，固有频率，动力学分析 1 引言 车辆是运输机械，其工作过程总是受到随时间变化的载荷作用。当动载荷很小时，可忽略不计，只需进行静态分析。若所受动载荷较大，或者虽然不大但作用力的频率与结构的某一固有频率接近时，都可能引起结构共振，从而引起很高的动应力，造成强度破坏或产生不允许的变形，破坏车辆的性能，因此必须对车辆的结构进行动态分析。以往，研究车辆的振动是在样车研制出来以后，测量车辆在各种路面及车速下的加速度和振动频率，这种方法显然存在一定的设计风险。因此有必要针对其结构形式和结构特点，用动态分析的方法求出整车的动态特性模型及参数，并通过已有的试验结果予以验证，从而预估车辆的动态特性响应。本文应用有限元方法对运输车的车架进行动力学分析，分析采用先进的有限元分析软件ANSYS完成。 2 有限元模型的建立 以往车架结构的有限元分析大多采用梁单元模型，其优点在于建模简单、单元数目少、计算速度快，适合于对结构的初选方案进行分析对比。但将梁单元用于整车的结构分析时，存在下列问题： ①无法解决应力集中问题，尤其是在纵梁与横梁连接处的应力集中，这是由于梁单元在离散车架结构时，将纵梁与横梁连接处处理为一个节点，不能真实反映车架纵梁与横梁连接处的几何形状。 ②对于复杂的梁，其截面特性无法确定，因此计算精度差。 该运输车的底盘采用双横臂双扭杆独立悬架(带液力减振器)、宽断面越野低压可充放气轮胎、大断面Z型底盘大梁(两根大梁间用数根管状横梁相连)，底盘自重大、整车载荷分布均匀。根据这一结构，车架模型中大梁与横梁支座采用三维壳单元SHELL63，扭杆和横臂等采用梁单元BEAM4，横梁采用管单元PIPE16。此外，由于整个车架的结构复杂，在建立模型时根据具体结构情况进行了以下简化： ①略去承受载荷比较小、对结构变形影响很小的部件，如储气筒等。 ②对部分部件进行简化，如悬挂支座和扭杆固定端支座由于结构复杂，对其采用板单元进行简化。 ③将一些节点的自由度进行耦合，如将横梁支座与大量的螺栓连接处的自由度进行耦合。 ④把发动机、液力变矩器、变速箱等部件简化为其支点上的集中质量与转动惯量。 经过以上简化处理，建立有限元结构模型如图1所示。
一种轻型货车车架有限元分析与优化
第30卷 第2期 2008年2月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNA L OF WUH AN UNIVER SIT Y OF TE CHN O LOG Y Vol.30 No.2 Feb.2008 一种轻型货车车架有限元分析与优化 叶 勤1,邓亚东1,王 彦2,谭 伟2 (1.武汉理工大学汽车工程学院,武汉430070;2.东风汽车股份有限公司,武汉430056) 摘 要: 车架作为整车的一个重要部件,对其进行结构分析与研究具有重要意义,而悬架机构以及连接部件的模拟是建立有限元模型的关键步骤。介绍了以组合单元建立货车车架有限元模型的方法,运用有限元法计算分析车架在典型工况下的应力水平和分布情况,在此基础上对车架进行优化设计,并提出了车架的改进意见。关键词: 车架; 有限元分析; 优化中图分类号: U 436.32 文献标识码: A 文章编号:167124431(2008)022******* Finite E lement A nalysis and Optimization of a Light V ehicle F rame Y E Qin 1,DEN G Ya 2dong 1,WA N G Yan 2,T A N Wei 2 (1.School of Autom otive Engineering ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China ; 2.Dong feng Autom obile C o Ltd ,Wuhan 430056,China ) Abstract : Frame is the key of vehicles ,s o it is important to analyze and study its structure ,above all ,the simulation of suspension and connecting parts is an important step during the m odel built 2up period.A finite element m odel was established for the frame of light truck based on composite elements ,which was used to analyze the stress level and distribution on the frame in typical conditions.Under the guidance of the analyzed results ,the design of the frame was optimized and the suggestions to design improvement were presented.K ey w ords : vehicle frame ; finite element analysis ; optimization 收稿日期:2007209218.作者简介:叶 勤(19822),男,硕士生.E 2mail :a010301@https://www.360docs.net/doc/6c17392618.html, 车架作为汽车的承载基体,安装着发动机、传动系、行驶系、货厢等簧上质量的有关机件,承受着传递给它的各种力和力矩。车架工作状态比较复杂,无法用简单的数学方法对其各部分的应力状态进行准确的分析计算,而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析,从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。作者运用有限元方法对某货车车架进行强度、刚度分析,并根据分析结果,进行优化设计,提出了改进意见。 1 车架的有限元模型 该车架为边梁式,即车架由2根位于两边的纵梁和7根横梁组成,用铆接方式将纵梁和横梁连接成坚固的刚性结构。以往采用的车架有限元分析模型一般为梁单元模型。梁单元模型是将车架结构简化为由一组梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。此法无法详细分析车架应力集中问题,不能很好地模拟车架纵、横梁的连接状况。在实际工程中,车架是由一系列薄壁件组成,且形状复杂,应利用板壳单元进行离散处理。这种模型可以使分析结果更准确。1.1 部件连接及相互作用的模拟 车架纵、横梁多采用铆钉和螺栓连接。以点对点或节点耦合的方式建立铆接单元夸大了连接部位铆钉处的局部应力特征。实际在铆接预紧力作用下,铆钉孔周向的点大致与铆钉点的位移相协调,因此,可以采用梁
车架有限元分析word版
以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。 车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。 1 有限元分析模型的建立 该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1 所示。由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。 该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC 的类型应选择Rigid Beam方式。由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。整个车架结构应力分析的有限元模型由车架有限元模型和悬挂系统等效有限元模型组成，其中纵横梁、加强板等为薄壁结构，以壳单元shell63离散;钢板弹簧、轮胎以弹簧单元模拟;前悬弹赞的模型为在每边纵梁上采用2个弹簧单元，每个弹簧单元通过MPC 与车架联接，后悬弹簧的模型为在每边纵梁上采用1个弹簧单元与车架后轴联接。离散后，壳单元总数为46 770个，MPC单元为1 338个，材料为欧洲高强度材料，屈服极限500 MPa，杨氏模量为200GPa，泊松比0.3。
半挂车说明书
半挂车系列使用说明书 融富通铝业股份
前言 我公司新开发研制的系列半挂车采用优质铝合金材料，结构先进、性能优良、使用可靠、维修方便。使用本半挂车可有效地提高运输效率、降低运输成本、增加经济效益，是理想的公路运输用车。 为使您了解本半挂车的结构、性能、使用、维修及维护保养，充分发挥半挂车的使用效能、有效地提高使用寿命，特编制本说明书，请您按照本说明书的要求，正确操作、合理使用、及时保养和维修。 本说明书仅对半挂车的结构、性能、使用及维护保养方法做重点说明。 牵引车部分按《牵引车使用说明书》进行使用和保养。 您在使用过程中如果发现该半挂车有什么问题，或者还有什么要求，请及时反馈给本公司，本公司竭诚为用户服务，尽力满足用户的需求。
目录 一、外形简图 二、主要技术参数 三、使用围 四、使用保养及注意事项 五、各主要总成的结构特点及使用与保养 六、产品的运输与贮存 七、质量保证 八、随车工具、备件及技术资料 一、半挂车外形简图
二、主要技术参数 1、__________型厢式半挂车 型号： 外形尺寸(mm)： 长 宽 高 车厢栏板尺寸(mm)： 长 宽 高 最大总质量(kg)： 轴荷(kg)： 牵引销处 半挂车三轴 整车整备质量(kg)： 额定载质量(kg)： 半挂车轮距(mm)： 半挂车轴距(mm)： 后悬： 车轮： 轮胎规格： 车轮数量(个)： 轮胎气压(KPa)： 轮辋形式： 轴数： 离去角
三、列车的使用围： 本半挂是公路用车，即在道路条件较好的情况下，能充分发挥其效能。如在道路条件较差的情况下，要限制使用，即采取减载缓行等措施。 四、列车的使用保养及注意事项： 1、牵引车与半挂车的脱开： （1）将列车停在平坦的场地或路面上，摇下支撑装置，使其在接触地面后充分受力，关闭气分离开关，拔下电源插销以及ABS插销、取下气路联接器（即气接手），脱开牵引座板锁勾。 （2）关闭牵引车手制动阀，将牵引车缓缓开出，牵引车与半挂车即可脱开。2、牵引车与半挂车的结合： （1）向后缓缓倒牵引车，接通七孔电源插座、ABS插座及气路联接器，打开分离开关，接合半挂车牵引座板撞车，锁勾即可锁住牵引销。 （2）给制动系统充气、直至半挂车制动气室解除制动（气压约为490KPa），方可起步运行。 3、半挂车的保养： （1）列车的所有紧固件皆应保持紧固状态，不得有任何松动现象，定期检查挂车上牵引销装配螺栓紧固或更换，尤其要注意悬架系统U型螺栓和导向壁支架调整螺栓的紧固。 （2）应经常检查制动系统的密封性和可靠性。如发现漏气和制动失灵，应及时检查和修理。对任何不能正常使用的零部件应及时修复和更换。 （3）各润滑部位应定期定量加注润滑油，以确保各传动付的可靠。特别要注意挂车后轴制动凸轮轴和调整臂以及牵引座板的润滑。 （4）应经常检查漆面是否完好，如有掉漆磕碰、划伤等缺陷应及时补漆，以防氧化腐蚀。 （5）应经常检查灯光照明及各种信号、标志等装置工作的可靠性，如有失效及损坏应及时更换和修理。 （6）应经常注意检查半挂车与牵引底盘是否行驶在一条直线上（即列车的纵向中心上），如发现偏斜，则通过导向臂支架上调整插片来调整轴距，具体操作方法：轻敲调整插片上下移动即可使导向臂在支架上长条孔的围前后移动，达到调节轴距的作用。测量相关尺寸，达到整车厂规定的公差要求，以免造成轮胎不正常磨损。
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EQ1075G车架有限元分析
EQ1075G车架有限元分析 An FEM Analysis of the EQ1075G Frame 蒋光福刘永超耿广锐李智勇刘道勇 (东风汽车公司技术中心) 摘要: 本文对EQ1075G车架进行自由模态和静态应力有限元分析，针对分析结果给出了改进设计建议方案。 主题词：汽车车架模态应力优化设计有限元分析 Abstract This paper has introduced mode and stress FEM analysis for the EQ1075G frame and has put forward improved design structure on this analyzed resolution. Keywords: Automobile Frame Mode Stress Optimization design FEM analysis 一、前言 根据EQ1075G车架产品开发的需要，本文对车架原设计方案进行有限元模态和应力分析，并根据分析结果，提出了改进设计建议方案；同时，对该改进设计建议方案也进行了有限元模态和应力分析，并作出了相应的评价。 二、结构模型化 由于该车架主要是板材结构，因此模型化时主要采用板单元；车架上所有的铆钉连接用梁单元和刚性单元模拟；钢板弹簧用弹簧单元模拟；车架有限元模型如图1所示。 车架有限元模型规模：节点84900个，单元81318个，其中板单元81062个，弹簧元12个，梁单元24个。
图1 车架有限元分析模型 三、计算参数 钢板弹簧的刚度系数： =86.926N/mm 前钢板弹簧的垂直刚度系数：C 前 后钢板弹簧的主簧的垂直刚度系数：C =92.904N/mm 后主 后钢板弹簧的副簧的垂直刚度系数：C =115.15N/mm 后副 EQ1075G车架采用特高强度热轧冷成型钢Domex 700MC材料，该材料的物理性能为：弹性模量E=210000N/mm2，泊松比μ=0.3；该材料的机械性能为：最小屈服强度是700000KPa，最小抗拉强度是750000KPa，最大抗拉强度是950000KPa.。 本文应力分析时，取动荷系数为1.0。 四、边界条件 本文分析车架应力时，施加了作用于车架上的所有载荷，其中重力包括动力总成5855.5N，油箱及托架1117.2N，水箱及中冷器588N，驾驶室及乘员5880N，蓄电池及其框架686N，贮气筒及其框架980N，车厢9310N以及载荷39200N。 本文分析了三种工况下的车架应力分析规律及其最大应力值，各工况定义如下： 工况1：弯曲工况，汽车满载（4000kg）匀速行驶在水平路面上，只约束前后车轮竖直方向的位移。 工况2：扭转工况，汽车满载（4000kg）匀速行驶在有凸台的路面上，一
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析 摘要：采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架的两种不同结构进行分析，并确定结构合理的类型，并 对其进行改进优化，并用ANSYS进行验证。 关键词：自行车；车架；结构；ANSYS Finite element analysis for bicycle frame based on ANSYS WANG Shunmin （Faculty of Automotive engineering,WHUT,wuhan 430070,china） Abstract:Using the finite element analysis software ANSYS to analyze two different structure of the bicycle frame, and determine the reasonable one, and according to the analysis results,the sharp optimization was accomplished, with ANSYS for verification. Key words:bicycle;frame;structure;optimization 自行车从诞生到现在已经有200多年的历史，因为其具有结构简单、售价低廉、自重轻、维护容易、不需能源、无污染、无噪声、使用方便灵活等优点而独具特色。随着全球现代化的发展，交通拥堵、空气污染、油价上涨等问题日益严重，自行车作为传统的交通工具，在人们的生活中仍然具有举足轻重的地位。 自行车在日常生活中使用广泛，而自行车车架作为自行车上面主要的承受道路复杂载荷的作用的部分，对其进行结构的强度和刚度分析在自行车的设计分析中占有很大比重。由于自行车受力比较复杂，传统的经验设计有很多的盲目性，不能定量的分析结构强度，很容易造成车架的结构设计不合理以致出现过分的应力集中。采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架进行分析，可以在设计初期发现不合力的结构以及可能存在的缺陷。目前市面上最常见的两种车架结构形式如下图1、2所示，分别为“四边形+三角形”和“两三角形”结构的形式，本文通过对这两种车架结构进行分析，确定其中结构合理者，并对其进行改进和优化。 1.自行车车架的有限元模型的建立， 1.1车架线框和实体模型的建立 建立准确、可靠的自行车车架模型是进行有限元分析最重要的步骤之一，首先对自行车的尺寸数据进行测量，本文主要通过对图片尺寸进行测量，然后乘以相应的比例关系，得到实际车架的数据。本文通过CATIA软件强大的测量功能分别得到两个车架的坐标数据。主要得到车架关键点的坐标数据，包括前叉部位、把手、车座、后轮轴部位、脚蹬等部位，以及梁连接点位置，一共包括14个点的坐标值。在ANSYS中进行建模，根据所测得的数据建立模型，得到两个车架结构线框模型分别如图3、4。在建模过程中选择梁单元beam4，指定材料的弹性模量为2.11E11Pa，泊松比为0.3。梁选择圆管类型，内外径分别根据自行车实际尺寸进行设置。 1.2 划分网格，设置单元大小为0.005m，对整个模型进行划分。 1.3 施加边界条件，自行车在实际的使用过程中，道路和行驶状况差异很大，受力等边界条
半挂车说明书
半挂车系列 使用说明书 辽宁融富通铝业股份有限公司 、八、- 刖言 我公司新开发研制的系列半挂车采用优质铝合金材料，结构先进、性能优良、使用可靠、维修方便。使用本半挂车可有效地提高运输效率、降低运输成本、增加经济效益，是理想的公路运输用车。 为使您了解本半挂车的结构、性能、使用、维修及维护保养，充分发挥半挂车的使用效能、有效地提高使用寿命，特编制本说明书，请您按照本说明书的要求，正确操作、合理使用、及时保养和维修。 本说明书仅对半挂车的结构、性能、使用及维护保养方法做重点说明。 牵引车部分按《牵引车使用说明书》进行使用和保养。 您在使用过程中如果发现该半挂车有什么问题，或者还有什么要求，请及时反馈给本公司，本公司竭诚为用户服务，尽力满足用户的需求。 目录 一、外形简图 二、主要技术参数 三、使用范围 四、使用保养及注意事项 五、各主要总成的结构特点及使用与保养 六、产品的运输与贮存 七、质量保证 八、随车工具、备件及技术资料 一、半挂车外形简图
主要技术参数 1、________ 型厢式半挂车 外形尺寸 (mm)： 长 宽 高 车厢栏板内尺寸 (mm)： 长 宽 高 最大总质量 (kg) ： 轴荷 (kg) ： 牵引销处 半挂车三轴 整车整备质量 (kg) ： 额定载质量 (kg) ： 半挂车轮距 (mm)： 半挂车轴距 (mm)： 后悬： 车轮： 轮胎规格： 车轮数量 ( 个) ： 轮胎气压 (KPa) ： 轮辋形式： 轴数： 离去角 三、列车的使用范围：本半挂是公路用车，即在道路条件较好的情况下，能充分发挥其效能。如 在道路条件较差的情况下，要限制使用，即采取减载缓行等措施。 四、列车的使用保养及注意事项： 1、牵引车与半挂车的脱开： （1）将列车停在平坦的场地或路面上，摇下支撑装置，使其在接触地面后充分受力，关闭气分离
电动汽车前后副车架及底盘车架设计开发项目合同技术协议知识交流
附件1 技术开发协议 项目名称：电动汽车前后副车架及整体底盘设计开发委托人：_ 研究开发人：_ 签订地点：北京 签订日期：2016-3-11 ________
目录 一、产品定义 (1) 二、产品开发的要求 (1) 1. 产品的基本要求.......................................... 错误!未定义书签。 2. 产品性能目标及主要参数 (1) 3. ............................................................................................................................................... 产品 的配置要求 (2) 4. 产品开发原则及标准要求 (3) 5. 产品开发周期及节点 (3) 6. 生产技术支持要求 (4) 三、产品开发内容描述及分工 (4) 四、产品开发成果及验收方式 (5) 五、项目组织及相关事宜 (6) 六、其他 (6) 附件2、《电动汽车前后副车架及底盘车架设计开发项目计划进度表》 附件3、《电动汽车前后副车架及盘设车架计开发项目- 商业秘密保密协 议》
产品定义 1. 目标定义本项目以某商务车副车架为研究对象，借助先进的CAE 方法，建立汽车前、后悬架的动力学仿真模型和动力总成仿真模型。同时应用有限元方法，研究副车架的静、动态特性。同时对副车架进行疲劳寿命分析，并与试验结果进行比较，验证优化分析的正确性和合理性。为副车架结构的进一步设计和分析提供一定的理论基础，并为企业后续的产品研发提供借鉴和参考。同时完成对底盘车架的优化设计，各项参数需满足设计任务书的要求。 二、产品开发的要求 1、前后副车架应达到的指标 1.1 优化后的副车架应有足够的强度。确保副车架在各种工况下有足够的强度，在复杂受力情况下不易产生破坏，特别是严重的疲劳损伤，影响正常的使用寿命； 1.2 优化后的副车架应有足够的弯曲刚度。确保该型车在复杂受力的条件下，连接在其上的各总成，像转向机总成、下摆臂等因在特殊工况受力变形而丧失正常的工作能力，影响整车的使用寿命和安全性； 1.3 优化后的副车架应较原结构减轻30%以上重量。副车架作为一个重要的二级减振和隔 振部件，在保证各种性能的前提下，尽量减轻重量，降低成本，提高动力性和巡航里程。 1.4 副车架总成中有害物质应符合2000/53/EC 和2010/115/EU 的要求； 1.5 按甲方规定进行耐久性行驶试验后，副车架不允许出现断裂、严重锈蚀、弯曲或扭曲变形超限； 1.6 十万公里各种典型路面的试车后，副车架样件硬点和硬点坐标不允许有不合理变形和破坏；副车架进行6X105 次疲劳试验后，金属件无开裂、塑性变形等失效，橡胶件无功能性失效； 2、底盘车架应达到的技术指标 2.1 整体车架（底盘）轻量化设计方案的一阶弯曲不低于35Hz 和一阶扭转频率不低于36Hz； 2.2 整体车架（底盘）轻量化设计方案弯曲刚度不低于2900N/mm 和扭转刚度不低于3300N/mm； 2.3整体车架（底盘）轻量化设计方案的前后悬架在车架上的安装点（共计12 个点）刚度： X、Y > 8000N/mm, Z > 10000N/mm； 2.4 整体车架（底盘）轻量化设计方案刚度和强度性能不低于甲方现有同款车架在静态工况（垂直冲击、转弯、倒车制动、最大制动、最大加速、侧向冲击、
载重货车车架设计及有限元分析
摘要 汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。 本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。最后根据分析结果对车架做出优化建议。 关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析 I
ABSTRACT The vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling. In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations. Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysis II
电动汽车前后副车架及底盘车架设计开发项目合同专业技术协议
电动汽车前后副车架及底盘车架设计开发项目合同技术协议
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附件1 技术开发协议 项目名称：电动汽车前后副车架及整体底盘设计开发委托人： 研究开发人： 签订地点：北京 签订日期：___2016-3-11________
目录 一、产品定义 (1) 二、产品开发的要求 (1) 1.产品的基本要求............................................................................ 错误!未定义书签。 2.产品性能目标及主要参数 (1) 3.产品的配置要求 (2) 4.产品开发原则及标准要求 (3) 5.产品开发周期及节点 (3) 6.生产技术支持要求 (4) 三、产品开发内容描述及分工 (4) 四、产品开发成果及验收方式 (5) 五、项目组织及相关事宜 (6) 六、其他 (6) 附件2、《电动汽车前后副车架及底盘车架设计开发项目计划进度表》 附件3、《电动汽车前后副车架及盘设车架计开发项目-商业秘密保密协议》
一、产品定义 1.目标定义 本项目以某商务车副车架为研究对象，借助先进的CAE 方法，建立汽车前、后悬架的动力学仿真模型和动力总成仿真模型。同时应用有限元方法，研究副车架的静、动态 特性。同时对副车架进行疲劳寿命分析，并与试验结果进行比较，验证优化分析的正确性和合理性。为副车架结构的进一步设计和分析提供一定的理论基础，并为企业后续的产品研发提供借鉴和参考。同时完成对底盘车架的优化设计，各项参数需满足设计任务书的要求。 二、产品开发的要求 1、前后副车架应达到的指标 1.1优化后的副车架应有足够的强度。确保副车架在各种工况下有足够的强度，在复杂受力情况下不易产生破坏，特别是严重的疲劳损伤，影响正常的使用寿命； 1.2优化后的副车架应有足够的弯曲刚度。确保该型车在复杂受力的条件下，连接在其上的各总成，像转向机总成、下摆臂等因在特殊工况受力变形而丧失正常的工作能力，影响整车的使用寿命和安全性； 1.3 优化后的副车架应较原结构减轻30%以上重量。副车架作为一个重要的二级减振和隔振部件，在保证各种性能的前提下，尽量减轻重量，降低成本，提高动力性和巡航里程。 1.4 副车架总成中有害物质应符合2000/53/EC和2010/115/EU的要求； 1.5按甲方规定进行耐久性行驶试验后，副车架不允许出现断裂、严重锈蚀、弯曲或扭曲变形超限； 1.6 十万公里各种典型路面的试车后，副车架样件硬点和硬点坐标不允许有不合理变形和破坏；副车架进行 6X105次疲劳试验后，金属件无开裂、塑性变形等失效，橡胶件无功能性失效； 2、底盘车架应达到的技术指标 2.1整体车架（底盘）轻量化设计方案的一阶弯曲不低于35Hz和一阶扭转频率不低于36Hz； 2.2整体车架（底盘）轻量化设计方案弯曲刚度不低于2900N/mm和扭转刚度不低于3300N/mm； 2.3整体车架（底盘）轻量化设计方案的前后悬架在车架上的安装点（共计12个点）刚度：X、Y≥8000N/mm，Z≥10000N/mm； 2.4整体车架（底盘）轻量化设计方案刚度和强度性能不低于甲方现有同款车架在静态工况（垂直冲击、转弯、倒车制动、最大制动、最大加速、侧向冲击、前进拉手刹、倒车拉手刹、路缘冲击）作用下的刚度和强度性能指标； 2.5采用高强度铸铝合金，在刚度和强度性能不降低的条件下，要求比甲方现有的同款钢制整体车架（底盘）至少减重35%以上。
中型载货汽车车架有限元静力学分析
摘要 汽车车架作为汽车关键的承载部件，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。设计出的车架结构除了个别部位的应力水平比较高外，大部分部位的应力水平较低。因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减少汽车的制造成本，提高市场竞争力。 本文以解放J4R中型载货汽车车架为研究对象，在现有CAD图纸的情况下进行简化，通过对ANSYS软件的学习，以Pro/E软件创建车架实体模型，对车架的静力以及模态进行了分析。得到一些有益的结论，并掌握了一般静力分析中的网格划分、约束加载、分析求解等过程进行了认真的学习，为车架的设计和改进提供了指导作用。 关键词：中型载货汽车；车架；ANSYS；静力分析；模态分析
ABSTRACT As an important component, frame carrying the whole vehicle, such as assembly, take the engine and body together into an organic whole,endure the loads from the road and many kind of complex loads, and many important assemblys are based on frame,use the frame as a vector. So design a lightweight and all aspects of performance to meet the requirements of the frame structure is an important work. The frame structure of traditional design is the idea of experience with analog design, this methed caused two problems: First, simplify the calculation accuracy of the frame is not enough to ensure the strength and stiffness requirements of leaving the frame design is too safe, resulting the frame structure designed overweight. Second is caused by separation of design and calculation of the frame, the frame is not conducive to raising the level of the designer's design. In addition to the frame structure designed for individual parts of the stress level is relatively high, most parts of the stress level low. Therefore, it is necessary to use finite element method to optimize the design of the frame structure to reduce the chassis weight, reduce vehicle manufacturing costs, improve market competitiveness. In this paper, use FAW J4R medium truck frame for the study, in study of ANSYS software ,and use Pro / E software to create solid models of the static frame and the mode were analyzed. Get some useful conclusions, and mastery of the general process of static analysis for improved frame design and provide guidance. Key words: MediumTruck ;Frame;ANSYS;Static Analysis;Modal Analysis