□ 陈 韬 □ 张 凯 □ 喻 攀 □ 伍丽娜

中汽研汽车检验中心(武汉)有限公司 武汉 430056

1 研究背景

车架作为车辆的核心部件,主要由纵梁、横梁等部件焊接而成,必须具备较好的刚度和强度性能,才能在作业时承载车辆的主要载荷及路面产生的振动激励。车辆在行驶过程中路况多变,车架需要承受弯曲载荷。在通过凹坑时,由于载荷质心偏离,车架发生扭转变形,会承受较大的扭转载荷。如果车架长期承受较大的扭转载荷,可能导致车架结构产生失效,所以车架的抗扭能力至关重要,直接影响车架的疲劳耐久性能,同时对整车的性能起关键性作用。笔者采用仿真分析与台架试验相结合的方法,对某轻型货车车架进行扭转疲劳分析,评估车架疲劳性能,快速检验车架可靠性,为车架的设计与优化提供参考。

2 车架结构

货车车架及上装结构模型如图1所示。笔者分析的货车车架为边梁式结构,主要由两根位于两侧的纵梁和若干根横梁组成,用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。货车上装为栏板式结构,主要用于运输建筑材料和农副产品。

▲图1 货车车架及上装结构模型

3 强度分析

对货车车架及上装结构建立有限元模型,薄壁板件采用四边形单元进行模拟,单元基本尺寸为10 mm,一些不规则的铸造件采用四面体模拟。分析过程中,考虑钢板弹簧各方向刚度影响,钢板弹簧片采用六面体实体单元离散。加载钢梁、前悬吊耳支撑钢梁分别采用梁单元、刚性单元模拟,并且设置两者之间为铰接关系。……