朱龙龙，刘大维，王 锋，程晓东

(1.青岛大学 车辆工程系，山东 青岛 266071;2.重汽集团专用汽车公司，山东 青岛 266031)

近年来，汽车结构件的开裂、断裂已成为一个重要的安全问题。许多学者和生产企业对此进行了大量研究［1–6］，但对重型自卸汽车车箱底板纵横梁开裂、断裂问题的研究较少。自卸汽车车箱底板由钢板和若干根纵横梁焊接而成，在装载矿石过程中，矿石下落产生剧烈冲击使底板产生较大塑性变形，或使底板纵横梁出现开裂、断裂现象。由于矿石下落试验耗费大量人力和物力，而有限元方法简单快捷，可以了解矿石下落碰撞过程中车箱底板的动力学响应，可研究相关参数对车箱底板可靠性的影响，有利于优化设计，所以后者被广泛应用于自卸汽车车箱底板的可靠性研究［7－9］。

本文建立以板壳单元为基本单元的车箱有限元分析模型，并建立矿石有限元模型，以ANSYS/LS－DYNA为求解器，求解不同质量的矿石从不同高度下落冲击车箱底板时的冲击响应，分析车箱底板纵横梁开裂和断裂的原因。

1 车箱在矿石冲击下有限元分析模型

1.1 车箱有限元模型

自卸汽车车箱由底板、边板、前板和后板组成，其中底板由钢板和两根主纵梁、若干根横梁焊接而成(见图1)。车箱长5600mm、宽2300mm、高1500mm、底板钢板厚16mm。车箱通过翻转支座和举升油缸与副车架连接，副车架与主车架通过螺栓连接在一起。前桥通过普通钢板弹簧与车架相连，后桥通过平衡悬架与车架相连。前钢板弹簧的垂直刚度系数k前=200 N/mm，后钢板弹簧的垂直刚度系数k后=2200 N/mm。……