蔡加加，王东方，苏小平，宁士翔，金裕存

（1.南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京 211816；2.宁波跃进汽车前桥有限公司，浙江 宁波 315021）

0 引言

车架作为客车的主要承载部件，其强度、刚度及疲劳寿命都直接关系到整车的安全性、舒适性及使用年限［1］。据相关资料统计，有80%～95%的结构失效都是源于疲劳失效，而引起疲劳失效的循环载荷的峰值往往远小于在静态断裂分析估算出来的“安全”载荷，因此，开展对车架的疲劳研究有着重要的意义。

本文将动态结构模拟成为一个线性传递函数，采用频域方法对某客车车架进行疲劳寿命研究［2］。

1 车架频率响应分析

1.1 车架有限元模型

本文研究的客车车架为典型的边梁式车架，由于车架大部分零件是由薄钢板经冲压成型，因此可采用壳单元模拟车架的结构部件。首先抽取零件中面，对纵梁和侧翼板采用10mm的四边形壳单元进行划分，对横梁以及与横梁焊接的纵梁处采用5mm的四边形壳单元进行划分，对不能抽取中面的部件，如第3，4，6根横梁与纵梁连接板，可采用5mm的实体网格划分。图1为建好的车架有限元模型。

1.2 频响分析

对车架进行单位加速度激励下的频率响应分析，约束及加载情况如下：前后悬架与车架连接处约束除x向和z向平动以外的所有自由度；分别在两前、后悬架与车架连接处施加z向单位加速度激励［3］，采用直接法进行求解，激励频率为0Hz～20Hz。以前悬为例，左前悬架与车架连接点处的位移响应函数如图2所示。……