XXX车架强度计算报告
现根据需要,对XXXX车架结构进行调整,对比调整前后的结构状态,进行车架强度计算。
根据协议要求,需保证更改后车架的强度满足安全使用要求,同时在支腿工作时,车架的变形量不大于6mm。
一、模型的建立
鉴于UG软件不但具有很强的建模能力,而且还具有很强的数值运算能力和高效的求解技术,本车架利用UGNX8.0建立物理模型后,直接从UG建模模块切换至CAE模块进行有限元网格划分、边界条件加载、NASTRAN求解器求解等工作,从而避免了不同软件模型之间传递的失真问题。
1. 车架的物理模型
整个车架由主纵梁、主横梁、支腿、座圈和支架等几部分组成。
保证各个零件之间的相对位置,并且保证它们的联结关系。
车架变更前后的物理模型见图1。
图1a 图1b
图1 车架更改前后物理模型
2. 车架的约束
主要考虑上装工作时车架的实际工作情况,可以假定支腿的四个端面为固定面,因此将这四个面上的所有点的自由度全部进行约束,即约束所有点的六个自由度。
3. 车架的载荷加载
根据车架各主要部件的位置,将驾驶室、发动机、变速箱、分动器、油箱等总成的载荷按实际重量加载在车架上,并将16吨的上装载荷加载在座圈三个垫块上,载荷安全系数取3,如图2所示。
图2 模型的边界条件及加载
4. 车架的网格划分
对车架进行网格划分,为提高计算精度,对座圈等关键位置网格细分,见图3.
图3 座圈位置网格细分二、计算结果
1. 更改前后车架强度
图4(a) 更改前
图4(b) 更改后
图4更改前后车架等效应力云图
局部位置应力强度对比见图5、6、7:
图5(a) 更改前
图5更改前后座圈等效应力云图
图6(a) 更改前
图6更改前后后纵梁等效应力云图
图7(a) 更改前
图7(b) 更改后
图7更改前后前支腿支架等效应力云图
2. 更改前后车架位移
图8(a) 更改前
图8(b) 更改后
图8车架更改前后位移量云图
3. 计算结果
(1)通过计算对比了车架更改前后,车架、座圈、后纵梁及支腿支架等位置的应力状况,发现这些部位在后纵梁加长250mm后,应力极值变大,而极值出现的部位基本不变。
变更前应力极大值为217.94Mpa,变更后应力极大值为235.25Mpa。
(2)车架变更前后,位移极大值出现的部位均为座圈边沿,大小分别为
5.07mm和5.82mm。
三、小结
虽然车架结构变更后,其应力极值变大为235.25Mpa,但该车架选用材料为HG60,其屈服强度为450MPA,变更前后车架强度均满足要求;车架变更前后,位移极值大小为5.07mm和5.82mm,而协议要
求小于6mm,变更前后车架变形量均满足要求。