中_重卡车架轻量化设计
一种重卡车架轻量化结构设计及有限元分析
作者简介：严国祥（1982-），男，山西运城人，本科，工程师，主要从事商用物流车、专用汽车的轻量化结构设计工作。
收稿日期：2021-10-18一种重卡车架轻量化结构设计及有限元分析严国祥，薛士博，王雪飞，蒋岩（辽宁忠旺集团有限公司，辽阳111003）摘要：介绍一种基于有限元分析的钢铝混合重卡车架的结构设计：车架材料主要是500L 大梁钢及6×××系铝合金挤压型材，由左右两支钢制纵梁、若干铝合金横梁组成主要受力框架。
纵梁采用原主机厂设计结构样式，横梁断面设计成抗弯刚度和连接性较好的工字型，各零部件之间通过铆钉或高强螺栓连接。
设计过程中通过有限元分析模拟了满载状态下的侧向工况和对扭工况，并重点分析了平衡悬架连接处的结构强度。
经过反复分析、结构优化，车架各处应力均低于材料屈服强度，抗弯和抗扭刚度与原钢车架相当。
对比结果表明，相比同类钢制车架，铝合金车架可减重40%。
关键词：铝合金；卡车；车架；有限元分析；轻量化中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2022）01-0046-04doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2022.01.100前言随着我国经济的快速发展，电商、快递业呈爆发式增长，货物运输量剧增，导致商用物流车需求加大，物流运输行业竞争加剧。
为控制成本，增加货运量，各物流企业对车辆的性能、油耗、载质量利用率要求越来越高，而解决上述问题的最佳方案莫过于减重。
轻量化设计对传统燃油汽车而言可显著降低油耗；对新能源汽车则可增加续航能力；对于商用物流车最明显的优势是多拉货物，空载时降低油耗，从而在相同运费情况下增加收益，显著提升竞争力。
车架材料主要是500L 大梁钢及6×××系铝合金挤压型材，是负责承载整车上部载荷的核心部件[1-2]。
因此，在车架轻量化设计时就要充分考虑其强度。
目前钢制车架的纵梁、横梁普遍采用高强钢板折弯成型，再铆接而成。
重卡车车架的设计与轻量化分析
理念和设计方法依然采用较 为传统 的手工方法 ．导致产品存在 缺陷 ， 目前 国产载货车普遍存在整车协调性较差的问题 。 因为局 部材料用量过多或偏少 ， 造成 用材的浪费或不足 ． 使得整车强度
不均匀 ， 综合性能偏低 。 １ 车 架 结 构 及 轻 量 化 分 析 重 卡 车 车 架 是 重 卡 车 的核 心承 载 部 件 ． 由 两 根 纵 梁 搭 载 数 根横 梁构 成 ． 由前 后 桥 和 悬 挂 装 置 支 承 ． 因而 它 必 须 具 有 足够 的
证车架 刚度和强度 为前 提 。 然后尽可能地减轻 车架的用材 ， 从而 减轻整车 的质量 。 这不仅 可以减少燃油 的消耗 ， 而且还 可以提高
车速 ， 改 善 汽 车 的综 合 性 能 ． 从 而 可 以 一 定 程 度 上 延 长 汽 车 和 公 路 的使 用 寿 命 。 目前 国 内在 载 货 卡 车 的 设 计 、 制造 和改进方 面 ， 由 于设 计
２ ０ １ ４ ． Ｎ０ ． １ １
机 械 与 自动 化
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
重卡车车架的设计与轻量化分析
闰 伟
（ １ ． 太原理工大学 ， 山西 太 原
梁会受到较大 的弯 曲应力 。为 了使低速重卡车达到 比较理想 的 使用性能 ， 纵梁都采用 直线 形结 构 ， 从而降低纵梁的高度和汽车 整车的重心 ， 也减轻整车 自身的质量 。 横梁的抗弯性能和抗扭性 能会直接影响纵梁的内应力 ， 增加横梁 的抗弯抗扭性能 ． 就可以
增 强 车 架 的扭 转 刚度 。 由于车架结构疲劳破坏引发车架损坏是普遍存 在的现象 ， 因 此我 们 在 研 究 车架 结 构 的 刚 度 和 强度 时 ，如果 只单 一地 分 析
货车车架轻量化设计
第57卷 第10期Vol. 57 No. 102019年10月October 2019农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2019.10.010货车车架轻量化设计康元春（442002湖北省 十堰市 湖北汽车工业学院 汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室）[摘要]为了降低车架质量，同时保证车架的强度、刚度和动态性能，采用了多目标拓扑优化方法进行设计。
首先进行了原车架有限元分析，并建立了车架拓扑优化模型，采用折衷规划方法构造优化目标函数。
然后利用层次分析法确定目标函数中各工况的权重系数。
最后进行拓扑优化得到了车架拓扑结构，并根据拓扑结构对车架进行了二次设计。
得到了新的车架结构，并与原框架结构进行了比较。
结果表明，新车架模型的静、动态性能达到了设计要求，质量降低了12.13%。
[关键词] 拓扑优化；轻量化；层次分析法；多工况优化[中图分类号] U463.82 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2019)10-0041-03Lightweight Design of Automotive FrameKang Yuanchun(Hubei University of Automotive Technology, Key Laboratory of Automotive Power Train and Electronics,Shiyan City, HuBei Province 442002, China)[Abstract] In order to lighten the truck frame and ensure the strength, stiffness and dynamic performance of the truck frame, the multi-condition topology optimization method is adopted. Firstly the original frame is analyzed by finite element method, and the frame topology optimization model is established. And the compromise programming method is used to construct the objective function. Then the weight coefficients of the objective function are determined by the analytic hierarchy process. Finally, the frame topology optimization structure is obtained, and the frame is redesigned according to the topology structure. The new frame structure is obtained and compared with the original frame. The results show that the static and dynamic performance of the new frame meets the requirements, and the weight is reduced by 12.13%. [Key words] topology optimization; lightweight; analytic hierarchy process; multi-working conditions0 引言在降低车架质量的设计时，必须考虑几种极端工况的影响，如弯曲工况、扭转工况、急转弯工况和紧急制动工况。
基于铝合金材料应用的重卡车架设计及轻量化
基于铝合金材料应用的重卡车架设计及轻量化周友明】，程一明2,李骏】，姚明波1(1.东风柳州汽车有限公司，广西柳州545000；2.广西艾盛创制科技有限公司，广西柳州545000)摘要：重卡车架的轻量化对于节能减排、提高产品市场竞争力等方面有着直接的影响。
铝合金材料在重卡车架的应用对于重卡减重有着显著的效果。
以目前量产车型车架为基础，结合CAE有限元仿真分析手段，重点关注车架强度、刚度性能，以铝合金车架代替原钢制车架,从而以材料替换及结构优化的手段,实现车架轻量化的目标。
根据仿真分析结果,车架主体纵梁及横梁替换为铝合金材料后，在考虑成型工艺及连接工艺的前提下，车架整体强度、刚度性能达到钢制车架水平，方案可行，轻量化效果显著。
关键词：重卡;轻量化;车架；铝合金；刚度；强度;有限元中图分类号:U463.1文献标志码:A文章编号：1002-2333(2021)05-0091-04 Design and Lightweight of Heavy Truck Frame Based on Aluminum Alloy Material ApplicationZHOU Youming1,CHENG Yiming2,LI Jun1,YAO Mingbo1(1.Dongfeng Liuzhou Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou545000,China;2.Guangxi Aisheng Chuangzhi Technology Co.,Ltd.,Liuzhou545000,China) Abstract:The lightening of heavy truck frame has a direct impact on energy conservation,emission reduction and improve product market competitiveness.This paper takes the current mass-produced vehicle frame as the research goal. Combined with CAE finite element simulation analysis,the strength and stiffness performance of the frame are concerned, and the aluminum alloy frame is used to replace the original steel frame,so as to achieve the goal of lightweight frame by means of material replacement and structural optimization.According to the simulation analysis results,after the main body of the frame longitudinal are replaced with aluminum alloy material,the overall strength and stiffness performance of the frame can reach the level of steel frame under the premise of considering the forming process and connection process. The scheme is feasible and the lightweight effect is significant.Keywords:heavy truck;lightweight;frame;aluminum alloy;stiffness;strength;finite element0引言根据欧洲铝协的数据表明，汽车质量每减重100kg,每百公里可节约0.6L燃油。
某重型商用车车架耐久性分析及轻量化设计的开题报告
某重型商用车车架耐久性分析及轻量化设计的开题报告一、研究背景和意义随着经济的快速发展，物流行业也在不断壮大。
而重型商用车作为物流行业不可或缺的一环，其重要性不言而喻。
然而，由于长时间大量运输的要求，重型商用车的车架容易受到损坏，导致车辆的寿命减短，影响物流行业的稳定性。
因此，对重型商用车车架的耐久性进行研究，对保障商用车的可靠性和安全性，改善运输效率和减少车辆故障，具有重要的现实意义。
同时，轻量化设计也是当前汽车制造业的重要趋势之一。
轻量化不仅可以减轻车辆重量，降低油耗，还可以提高车辆的安全性和可靠性，延长车辆的寿命。
因此，对重型商用车车架的轻量化设计进行研究，不仅可以提高车辆的性能和经济性，还可以减少资源的浪费，具有较高的理论和实践价值。
二、研究内容和方法本研究将从车架材料、车架结构和工况三个方面入手，对重型商用车车架的耐久性进行分析，并提出轻量化设计方案。
1.车架材料方面，本研究将选取常用的钢材和铝合金进行对比研究，分析两种材料的优缺点，并通过有限元分析、疲劳试验等方法，探讨材料对车架耐久性的影响。
2.车架结构方面，本研究将在传统的框架结构基础上，探讨梁式结构、网壳结构、板壳结构等成对性能的改变，通过有限元分析等方法，进行受力分析和比较，选出最具有轻量化设计潜力的结构。
3.工况方面，本研究将从单壳结构的车架负载试验实验，探讨不同路况、不同荷载工况对车架耐久性的影响，以及车架轻量化设计方案的实用性和可行性。
三、研究预期成果本研究预期通过对重型商用车车架的耐久性分析和轻量化设计方案的探讨，达到以下几个方面的成果：1.通过材料对比和结构改进，提高车架的耐久性，延长车辆的使用寿命。
2.实现车辆的轻量化设计，增加车辆性能和经济效益，减少资源浪费。
3.为汽车制造业的发展提供新思路和技术，推动汽车工业的可持续发展。
四、研究进度计划本研究计划分为以下几个阶段：1.文献调研和材料采集，确定研究方向和主要参考文献。
载重汽车驾驶室悬置翻转支架的轻量化设计及应用
在现代载重汽车中，发动机大都位于驾驶室座椅下 方，为了改善发动机的接近性，便于维修，往往采用可 翻转驾驶室，而翻转机构是连接车身和车架总成，是翻 转车型的悬置部件，同时也是驾驶室翻起时的运动部件。 翻转机构主要有 3 大功能：（1）连接驾驶室和车架， 有适当的弹性，对车架的震动起减震、缓冲的作用；（2） 作为驾驶室翻起时的运动部件，由扭杆提供适当的翻转 力矩；（3）有适当的刚度，在驾驶室受到冲击时发生 变形从而保护驾驶室。
表 2 铸钢材料的性能要求
Tab.2 Performance requirements for cast steel materialsຫໍສະໝຸດ 牌号抗拉强度 /MPa
屈服强度 /MPa
伸长率 （%）
ZGD410-700 ≥ 700
收稿日期：2019-10-18 修定日期：2019-11-18 作者简介：高峰（1970-），男，研究员级高工，首席工程师， 主要从事铸造工艺、熔炼技术及质量管理工作。
是有较小的缺口敏感性、较高的减震性、良好的耐磨性 及良好的铸造性能和可切削性能。球铁的熔点比铸钢低
（a）ZGD410-700 左翻转臂
（b）ZGD410-700 左翻转支架 - 前悬置
（c）ZGD410-700 下支架 - 后悬置
（d）ZG45 翻转臂
（e）ZGD410-700 左过渡支架 - 前悬置
（f）ZGD410-700 左上支架总成 - 前悬置
图 1 悬置支架产品
Fig.1 Products of mount bracket
技术验证路线：产品结构优化→受力分析模拟→零 件制造→台架试验→整车试验→批量生产。
重型载重汽车车架轻量化设计研究
重型载重汽车车架轻量化设计研究一、概览重型载重汽车作为现代运输行业的重要支柱，其性能与效率直接影响到物流运输的成本与速度。
而车架作为重型载重汽车的核心部件，其重量不仅关系到整车的燃油经济性、动力性，还直接影响到汽车的安全性能。
车架轻量化设计成为提升重型载重汽车性能的重要途径，也是当前汽车制造业研究的热点之一。
车架轻量化设计的核心在于通过优化结构和材料选择，减轻车架的重量，同时保证车架的强度、刚度和耐久性。
这需要对车架的受力情况、材料性能以及制造工艺进行深入的研究和分析。
随着科学技术的不断进步，新型材料如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等的应用为车架轻量化设计提供了更多的可能性。
在车架轻量化设计过程中，除了考虑材料的选用外，还需要对车架的结构进行优化设计。
通过合理的结构设计，可以减小车架的截面尺寸和厚度，进一步降低车架的重量。
还需要考虑车架与发动机、底盘等部件的连接方式和配合关系，确保整车的稳定性和安全性。
车架轻量化设计还需要考虑生产工艺和制造成本。
在满足性能要求的前提下，应尽量采用简单易行、成本较低的制造工艺和材料，以降低整车的生产成本，提高市场竞争力。
重型载重汽车车架轻量化设计是一个涉及材料、结构、工艺等多方面的复杂问题。
通过深入研究和分析，采用合理的设计方法和手段，可以实现车架的轻量化，提高重型载重汽车的性能和效率，为物流运输行业的发展做出贡献。
1. 重型载重汽车在社会经济中的地位与作用重型载重汽车作为道路交通的重要载体，在社会经济发展中占据着举足轻重的地位。
它们不仅是货物运输的主要工具，还是基础设施建设、物流运输、农业生产等领域不可或缺的力量。
随着全球经济一体化的加速推进，重型载重汽车的需求日益增长，对社会经济的发展起着重要的支撑作用。
重型载重汽车在货物运输中发挥着关键作用。
无论是长途运输还是短途配送，重型载重汽车都能以其强大的承载能力和稳定的性能，确保货物安全、高效地到达目的地。
在国际贸易中，重型载重汽车更是扮演着重要角色，它们穿梭于世界各地的港口、仓库和物流中心，将货物运送到各个角落，为国际贸易的繁荣做出了巨大贡献。
浅析重型商用车车架轻量化技术的发展及应用
浅析重型商用车车架轻量化技术的发展及应用东风柳州汽车有限公司 姓名：周友明 学号：Ｐ１２０２０１２１ 0 引言随着经济的快速发展，环境污染和能源短缺问题越来越明显，而汽车数量的增加更使这些问题日益严重。
因而，轻型、节能、环保、安全、舒适、低成本成为各汽车制造厂家追求的目标。
2009年备受世界瞩目的哥本哈根会议在全球掀起一股热烈的“哥本哈根”环保风，“低碳经济”已成为社会各界最为关注的热门词汇[1]。
近年来，得益于国家政策的扶持和国内市场的旺盛需求，我国汽车工业发展极为迅速，同时汽车也消耗了大量的不可再生能源，使一些地区出现了大面积的汽油、柴油和天然气等能源相对不足的现象，对人们的日常生活和农工业生产带来了很大的影响，对经济的发展产生了直接限制作用，所以节能减排已成为汽车工业界目前有待解决的重大问题，尤其是节能和环保更是关系到人类的可持续发展。
因此，推进汽车的节能环保显得尤为重要。
1 商用车车架轻量化的意义目前，我国商用车保有量占全部汽车保有量的23%左右，而燃油消耗占到整个汽车用油量的70%[2]，其中重型商用车的耗油量又占全部商用车耗油量的70%以上。
因此，汽车节能降耗重点就是要抓重型商用车的节能降耗。
轻量化技术是提高汽车燃油经济性、减少尾气排放、节约材料消耗的有效手段。
根据国外的研究数据表明，汽车整车质量每降低100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6升；汽车整车质量每减重10%，油耗可降低5%～8%[3]。
国内通过试验对比分析，某典型重型商用车减轻自重的10%，可以降低油耗4.75%[4]。
另外，轻量化对环保也很有好处，车辆每减轻100公斤，CO排放量可减少约5g/km[5]。
同时，轻量化可2减少原材料消耗，降低零件成本，增加企业的收益。
因此，轻量化对于消费者、企业以及社会环境都是有益的。
对载货汽车来说，轻量化不但减轻了自身质量还提高了载质量利用系数（汽车最大承载质量与汽车整备质量之比），这是一个综合衡量轻量化的系数，也是国内外商用车设计的基本准则。
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( 3) 车架的承载情况。如图 3 所示, 车架所 承受的力包括: 载重力、驾驶室的重力、发动机的 重力、油箱的重力及储气筒重力。坐标系为整车 坐标系, 所施加约束的位置如图 3 中三角形所示。
图 1 重型牵引车车架改进前、后主副梁结构图
图 3 重型牵引车和中型载货车车架受力示意图
图 2 中型载货车车架改进前、后纵梁结构图
( Cen ter of Techn ol ogy, A nh ui J iang huai A ut omobil e Co. Lt d. , Hef ei 230022, Chin a)
Abstract: Because o f the f ees collect ed accor ding t o w eight , the heav y t ruck needed t o be lig htw eight. T hen w e pro posed lig htw eight plans f or 6 2 t ruck and 6 4 tr ailer. Accor ding t o t hese t w o plans, NAST RA N sof tw are w as applied t o analy sis, and t he mo dificat ion desig n of t he fr am e w as presented. At last , w e t est ed t he f rame t hat w as passed the pieces of st ress and st rain, and com pared w it h the model of FEA. T he result s show t hat t he modif ied plan can r ealize t he pur pose of light w eight desig n. Key words: lightw eight ; frame; finite element analysis; t est
其 中, 动 态 应 力 值 变 化 幅 度 较 大 的 有: 5 号梁1 横梁下板中部 ( 12 号) 满 载动态应力 值: - 305 3~ 302 6 MP a; 5 号梁左侧下横板 上表 面 ( 13 号) 满 载 动 态 应 力 值: - 224 7 ~ 305 7 M Pa; 右纵梁外表面靠上( 16 号) 满载动 态应力值: - 558 6~ 352 3 MP a。
图 5 牵引车与载货车扭转工况应力最大值位置
牵引车 车架 扭 转工 况应 力最 大 值为 489. 2 M Pa, 出现在平衡轴与车架连接处, 超出材 料屈服极限, 其余位置应力分布均匀。位移最大 值为 14 26 mm , 出现在横梁发生扭转侧。
载货车 车架 扭 转工 况应 力最 大 值为 427 M Pa, 出现在后板簧吊耳与车架连接处, 超出 材料屈服极限, 其余位置应力分布均匀。位移最 大值为 14 26 m m, 出现在横梁发生扭转侧。
弯曲工况应力最大值为 311 M Pa, 整体应力 分布均匀且水平不高, 未超出材料屈服极限, 最大 值出现在平衡轴位置处连接主副车架的连接板。 位移 最 大 值 出 现 在 副 车 架 最 前 端, 最 大 值 为 4 6 mm。
载货车 车架 弯 曲工 况应 力最 大 值为 278 M Pa, 整体应力分布均匀且水平不高, 未超出
摘 要: 由于计重收费对中重 卡车架提出了轻量 化的迫切需求, 文章对 6 2 载货 车和 6 4 牵引车车架 分别
提出轻量化方案; 根据这 2 种方案, 采用 N astran 软件进行 有限元 分析, 并提出 改进方 案; 最后对样 车车架 贴
应力应变片进行测试, 与有限元模型进行比对。结果表明 , 采用改进方案已达到轻量化的目的。
分别对 6 4 牵引车和 6 2 载货车车架进行 有限元分析的主要目的是: 考察牵引车车架载重 30 t、载货车车架载重 20 t 时在弯曲和扭转工况 时的受力情况, 根据实际承载情况可以确定车架 弯曲、扭转时的边界条件。
( 1) 弯曲工况。根据前面叙述的边界条件和 承载情况, 计算弯曲工况下的结果如图 4 所示。
增刊
景俊鸿, 等: 中、重卡车架轻量化设计
17
3 2 试验应力测试结论 通过对重型牵引车改进车车架的动、静态测
试数据分析处理, 可以看出: 重型牵引车改进车车 架重要部件在可靠性道路( 包括卵石路、扭曲路及 搓板路) 等典型道路工况下, 其应力均小于材料的 屈服 强 度 ( 700 MP a ) 和 抗 拉 强 度 ( 800 ~ 900 M Pa) 的值。
( 2) 扭转工况的边界条件。计算时约束前、 后悬弹簧接地处的所有自由度, 承载情况和弯曲 工况一样, 将左侧纵梁的后悬弹簧的刚度降低至 原来 的 1/ 3, 从 而 使 两 边 纵 梁 受 力不 同, 形 成 扭转。
2 2 有限元模型 车架模型从 U G 中以 igs 形式导出, 然后将
其导 入至 H yperM esh 中 进行车架的网格 划分、 属性定义以及连接、力和约束的施加等工作[ 2] 。
关键词: 轻量化; 车架; 有限元分析; 测试
中图分类号: U 463 32
文献标识码: A
文章编号: 1003- 5060( 2009) 增刊- 0014- 04
Lightweight design of the middle and heavy truck s frame
JIN G Jun- hong , SH AO Gang
由于扭转工况下车架材料应力超出材料屈服 极限, 故需要对其进行改进。
2 4 材料改进 从上述分析可以看出, 车架最大应力已经超
出材料的屈服极限 400 M Pa。取安全系数 1 3, 可得 489 2 1 3= 636, 故通过改进结构已经很 难满足使用要求, 故拟采用屈服强度更高的钢板 来代替现有的纵梁材料。目前, 使用的材料 550L 已不能满足轻量化的使用要求, 故采用屈服强度 更高的新材料替代, 如 QStE700T M ( 材料屈服强 度 700 MP a, 抗拉强度 850~ 950 M Pa) , 是未来 轻量化商用车的必然趋势。 2 5 车架有限元分析结果
括: 电阻应变计( BH F 120- 5AA 型) ; 静态应变测 试系统 ( DH- 3816 型) ; 动态 信号 测试 分析 系统 ( DH- 5920 型) ; 动态应变仪( CS- 1A) ; 计算机及数 据采集系统; 计算机数据处理系统。
( 2) 动静态测试应变片布片方案。在有限元 分析的基础上, 对关键部件的相应部位进行布点, 粘贴应变片。静态共布 20 片, 动态共布 20 片。
车架总成所有零部件材料采用 B550L, 材料 屈服强度 400 M Pa, 抗拉强度 550~ 650 M Pa。
下面对上述两款车型的轻量化方案进行有限 元理论分析, 以便对方案进行评估。
2 轻量化车架的有限元分析
2 1 有限元模型的边界条件 ( 1) 弯曲工 况的边界 条件。计 算弯曲 工况
时, 约束前、后悬弹簧接地处的所有自由度, 从而 使车架形成一简支梁结构, 根据实际受力情况, 在 安放驾驶室、发动机、油箱、蓄电池、消声器及储气 筒处施加大小为其重力的集中力, 并在车架相应 位置加对应的均布载重。
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合肥工业大学学报( 自然科学版)
第 32 卷
材料屈服极限, 最大值出现在板簧吊耳位置处连 接车架的连接板。位移最大值出现在副车架最前 端, 最大值为 78 5 m m。
图 4 牵引车与载货车车架弯曲工况应力最大值位置
( 2) 扭转工况。根据前面叙述的边界条件和 承载情况, 计算扭转工况下的结果如图 5 所示。
6 4 重型牵引车车架主要技术条件为: 车架 全长 6 590 mm, 宽度 854 m m, 高度 316 mm , 纵梁 采用 主 副 梁 8 + 7 结 构形 式, 主梁 截 面 尺 寸 302 mm 90 mm 8 mm, 副梁截面尺寸 316 mm
97 mm 7 mm 。其轻量化方案为单层车架, 采 用局部加强方案, 该方案 为车架减重 235 kg, 两 者对比如图 1 所示。
( 3) 测试内容。 静态测试内容: 牵引车总 质量 28 820 kg ( 加载 19 740 kg ) , 记录 20 个测试 点的应变信 号; 载货 车总 质量 28 460 kg ( 加载 20 020 kg) , 记录 20 个测试点的应变信号。 动 态测试内容: 重型牵引车和中型载货车改进车在 环形试验车道行驶, 历经各种路面, 全程记录, 分 段标记。各种路面顺序为: 鹅卵石路面、扭曲路面 及搓板路 面。采 集和记 录 20 个测 试 点的 应变 信号。
由上述分析说明, 最大位移和最大应力分别 出现在 2 种车架前端以及平衡轴连接部位和板簧 吊耳连接处, 其余部位位移较小, 过渡平缓, 没有 突变现象。在更换新材料后, 其强度已经完全满 足使用要求。上述只是理论分析, 因此还需要试 验加以验证。
3 车架试验应力测试
3 1 车架动静态应力测试与对比 ( 1) 测试主 要仪器和 设备。仪 器和 设备包
本文以 6 4 重型牵引车和 6 2 中型载货车 产品为例, 在车架轻量化过程中, 分别用有限元理 论分析, 通过材料的改进来满足使用要求, 并采用 应变测试分析手段, 验证有限元分析的准确性, 最
终达到了轻量化的目的。
1 轻量化方案
目前, 中、重型商 用车车架 均采用边 框式车 架, 这种车架形式决定了其轻量化方式有 2 种: 局 部加强; 降低纵梁截面高度, 并减薄料厚。针对重 型牵引车本公司பைடு நூலகம்用了局部加强的轻量化方案, 而对于 6 2 中型载货车采用了降低纵梁截面高 度和减薄料厚来实现轻量化。