建立车架有限元模型,计算车架在弯曲、扭转工况下的最大应力,并通过试验验证所建模型的准确性,构建修正系数。基于灵敏度理论计算与有限元分析相结合,得出各零部件材料厚度对车架刚度和强度的灵敏度。在车架刚度和强度满足设计要求的前提下,实现对车架的轻量化优化设计与运用。 车架结构有限元模型建立和试验验证2.1车架有限元模型的建立该车架为HFC1020轻型货车车架，车架结构为两根边梁式纵梁，六根横梁横置并用铆钉连接，如图1所示。采用Hypermesh软件进行有限元分析前处理，Nastran软件作为求解器求解。横梁、纵梁和加强板均为薄板结构，划分为10mm的四边形和三角形壳单元进行模拟。前后悬架用CBUSH模拟，螺栓和铆钉连接用RBE2及CBEAM模拟。整个车架模型由51881个壳单元，55402个节点组成。材料属性如表1所示。表1材料属性图1车架有限元模型2.2有限元分析依据实际车架受载形式，对车架模型进行模拟约束和加载，具体载荷如表2所示 本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/。约束形式：各板簧中心进行全约束，前、后板簧前支架约束X、Y方向平动及XY、YZ方向的转动自由度，后支架约束Y方向平动及XY、YZ方向的转动自由度。前板簧刚度为98.5N/mm，后板簧刚度为101N/mm，加载模型如图2所示车架轻量化-数控滚圆机滚弧机张家港电动折弯机滚圆机滚弧机。表2模拟加载图2车架载荷分布图2.2.1弯曲工况弯曲工况是车辆使用过程中最多的工况，取动载系数为2.5[3]，使用Hypermesh软件进行处理的分析结果如图3和图4所示。图3弯曲工况应力云图图4弯曲工况位移云图弯曲工况下车架总成最大应力为113.4MPa，发生在前板簧吊耳支架与纵梁连接处。该处承受驾驶室及发动机总成的载荷，支架超出纵梁部分造成应力集中。弯曲工况车辆满载车架有限元模型2.2有限元分析依据实际车架受载形式，对车架模型进行模拟约束和加载，具体载荷如表2所示。约束形式：各板簧中心进行全约束，前、后板簧前支架约束X、Y方向平动及XY、YZ方向的转动自由度，后支架约束Y方向平动及XY、YZ方向的转动自由度。前板簧刚度为98.5N/mm，后板簧刚度为101N/mm，加载模型如图2所示。表2模拟加载图2车架载荷分布图2.2.1弯曲工况弯曲工况是车辆使用过程中最多的工况，取动载系数为2.5[3]，使用Hypermesh软件进行处理的分析结果如图3和图4所示。图3弯曲工况应力云图图4弯曲工况位移云图弯曲工况下车架总成最大应力为113.4MPa，发生在前板簧吊耳支架与纵梁连接处。该处承受驾驶室及发动机总成的载荷，支架超出纵梁部分造成应力集中。弯曲工况车辆满载时，车架的最大位移为54.85mm，发生于车架后端第五、六横梁位置。2.2.2扭转工况扭转工况是车辆满载时，一轮悬空或上抬，车架承受极端扭转作用，根据经验取动载系数为1.3[3]。Hypermesh中模拟工况表示为，将左后悬架刚度降为之前刚度的1/3，即34N/mm并进行分析，其它约束及载荷均不改变。得到结果如图5和图6所示车架轻量化-数控滚圆机滚弧机张家港电动折弯机滚圆机滚弧机 本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/