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車輛車架是發(fā)動機底盤、車身各主要總成的安裝基礎(chǔ)，是車輛中的主要承載部件，所以車架的強度和剛度在車輛總體設(shè)計中十分重要，深入了解車架的強度特性是車架結(jié)構(gòu)設(shè)計改進的基鹼過去對車輛車架的設(shè)計與有限元分析主要考慮靜強度，考慮車輛行駛中受動載時的情況在最大靜載前乘一個較大的動載系數(shù)。當(dāng)今，對車輛輕量化和降低成本的要求越來越高，車架強度研究應(yīng)更為精確，現(xiàn)在計算機應(yīng)用已比較普及，國內(nèi)外汽車行業(yè)已將有限元法應(yīng)用于車架強度計算，有限元方法分析數(shù)據(jù)運算速度、分析成本低、計算精度、模型修改比較方便，使車架的動態(tài)分析成為可能，本研究采用試驗和有限元法對某型車架進行了強度研究。
傳統(tǒng)的車架有限元模型一般采用梁單元，該方法簡單方便，但在有些情況下精度不高，如在貨廂上采用梁單元則過于簡化采用梁單元和板殼單元聯(lián)合建立有限元模型，既具有較高的精度，結(jié)構(gòu)又不至于太復(fù)雜在計算車架強度時，考慮了貨廂對車架強度剛度的影響。車架整體采用了梁單元，而貨廂則采用了梁單元和板殼單元的結(jié)合；車架計算的成敗在很大程度上還取決于邊界條件的處理，載貨車輛的車架通過鋼板彈簧與車輪相連，由于輪胎的變形相對是很小的，故可處理為車架通過懸架彈簧與大地(基礎(chǔ))連接，為了模擬懸架彈簧，本研究用桿元模擬前后懸架，圖為車架有限元計算模型(載荷在整個貨廂內(nèi)均勻分布工況)，將該車架離散為468個梁單元16個桿單元。根據(jù)已建立的數(shù)學(xué)力學(xué)模型，在微機上進行計算，載荷在整個貨廂內(nèi)均勻分布工況下的部分計算結(jié)果見表。
在有限元分析的基礎(chǔ)上進行車架強度試驗，以驗證計算的正確性靜態(tài)應(yīng)力測試選擇了28個測點(布片方案從略)，試驗及加載工況和計算時相同，試驗與計算結(jié)果基本吻合，載荷在整個貨廂內(nèi)均勻分布工況下，計算和測量結(jié)果比較見圖。
研究結(jié)果表明，載荷在整個貨廂內(nèi)均勻分布工況下車架的危險截面在中靠前部，其它部位強度足夠，和傳統(tǒng)設(shè)計計算方法相比，用有限元法的計算速度快，結(jié)果比較準(zhǔn)確，計算和試驗結(jié)果的吻合程度較好。
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