■重庆水利电力职业技术学院 （重庆 402160） 陈佰江

■中铁十一局集团有限公司 （湖北武汉 430000） 张光明

一种190型非公路自卸汽车是针对我国的实际情况，专门开发的适合于矿山、水利工地等使用的车型。矿山、水利工地的工作环境恶劣，车辆的可靠性尤其重要。车架等关键部件的结构设计中必须充分考虑典型危险工况，在充分利用材料的同时保证足够的强度。

图1 车架外形总体尺寸

图2 车架三维模型

1. 车架外形尺寸及建模

一种1 9 0 型非公路自卸汽车车架总体尺寸为10 360m m×3 860mm×2 780mm，如图1所示。

使用SolidWorks软件完成车架的三维建模，建模结果及各部分组成如图2所示。自卸车车架主体形式为钢板结构件，因此在有限元分析时，建立一个中型面，采用shell93号单元，以给定厚度的薄壳单元来表示车架结构；在悬挂连接点、举升油缸支座使用实体单元，采用solid186号单元。对模型适当位置进行简化处理：略去不重要小孔和接口部分圆角，保留部分应力集中处圆角，补齐部分梁接口处钢板，减少零件数量，以确保准确反映危险部位的分析结果。

表1 材料参数

表2 主要部件载荷参数

图3 正常匀速行驶工况下车架的约束与载荷条件

图4 正常匀速行驶工况下车架的应力分布

图5 举升作业工况下车架的应力分布

2. 各工况有限元分析

车架主体结构主要由厚度为16mm和25mm的钢板焊接而成，龙门、保险杠和各纵梁组件主要使用HG70E高强板材料，抗扭管组件使用Q345B钢板材料，各推拉杆、油缸支座使用ZG35CrMo铸钢材料，材料参数见表1。……