摘 要：结合自卸车底板出现的开焊问题，使用三维软件对底板进行有限元受力变形分析，论证两种底板结构的差异，比较得出货厢在正常载重范围内，哪种底板结构综合性能更好，最终通过改变受力变形部位的结构，达到改

善自卸车底板开焊的目的。关键词：自卸车；底板；横梁；有限元分析；变形

1 前言

自卸车在作业时，车厢要承受很大的冲击和振动载荷，底板作为承载基体，所受影响最大，因此底板开焊也成为自卸车售后的常见问题之一。经过分析统计，会发现开焊部分大多位于底板横梁与纵梁交汇的平焊焊道处。

2 传统底板结构

目前市场上用的最多的底板结构是由四道 U型截面的纵梁和数道 U型截面的横梁相组合的结构，其中横梁与纵梁的连接面由三条焊道相连，焊道的形式为两条角焊道和一条平焊道。通过分析底板开焊部位，焊道与横梁相连接处的平焊道是开焊最多的部位，如图 1、图 2。

3 防开焊底板结构

为了减少底板发生开焊问题，本论文将对一种无平焊道的截面横梁即 C型截面横梁与传统截面横梁进行分析，以下将从截面几何性质、受力变形分析和材料成本三方面进行对比分析。

3.1 截面几何性质分析

根据受力分析，底板横梁在有载重时发生的是弯曲变形，而截面惯性矩是衡量截面抗弯能力的一个几何参数。以下将对两种横梁的截面惯性矩进行计算。

目前市场上的底板横梁尺寸规格很多，本文以腹面宽 150mm，折弯腿高 75mm的横梁结构作为受力分析模型，新型截面横梁为直径 150mm的半圆形截面横梁，两种结构在整体高度上是相同的，在计算时都以横梁与底板的接触截面的中心为原点进行惯性矩计

根据平行移轴公式 I1=I+a2A=πd4/64/2+a2A=1.41156*10-5mm4 I1=I+a2A=πd4/64/2+a2A=1.093*10-5mm4 Ic=I1-I2=3.18*10-6mm4由以上计算结果可得出 Ic>Iu，即 C型截

面抗弯曲变形的能力比较好。

3.2 有限元受力分析

使用 proe三维软件对两种截面的横梁进行建模，并对三维模型进行有限元受力分析。首先对两种结构进行简化，即针对单一横梁进行分析。对两个结构分别施加相同的位移约束和相同的载荷，受力分析结果如下图 5、图 6。

通过以上两种最大变形数值可得出 U>C，即 C型截面的横梁抗变形能力比较好。

3.3 两种横梁截面成本分析

从材料、焊丝和工时三个方面经行对比。

3.3.1 材料成本分析

以板厚 6mm为例，传统横梁的单位截面材料面积是 1681.646mm2m ，新型横梁的单位截面材料面积是 1357.168 mm2，所以在材料上新型截面横梁将节省 19%。

3.3.2 焊丝和工时

以板厚为 6mm为例，利用 CAD软件进行外围周长计算。传统 U型截面的外围周长是 289.6mm，新型 C型截面的外围周长是 235.6mm，所以在焊丝和工时上新型截面横梁将节省 19%。

4 结论

综合以上分析，C型截面横梁受力变形量小，综合几何性能好，不仅降低了开焊的概率。而且在板材成本、焊丝成本、焊接工时上均有明显降低。因此 C型截面横梁的底板结构有一定的推广意义。

参考文献：

[1]钟日铭 .proe从入门到精通 .北京：机械工业出版社，2010.

[2]板料折弯机用下折弯模 .北京：中国标准出版社 .2013.