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摘要: 在对车辆车架强度进行计算、试验的基础上, 进行了车架强度分析, 并就作用于车架上的载荷进行了研 究, 计算与试验结果一致, 为今后进一步进行车架结构设计改进提供了依据。 关键词: 车架; 强度; 有限元 中图分类号: TH 114∶U 463132 文献标识码: A
0 引言 车辆车架是发动机底盘、 车身各主要总成的安装
Hale Waihona Puke 2005 年第 5 期 机 械 工 程 与 自 动 化
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传统设计计算方法相比, 用有限元法的计算速度快, 结 果比较准确, 计算和试验结果的吻合程度较好。
表 1 弯曲应力值
距离 L mm
计算应力 M Pa
试验应力 M Pa
360 3. 84 1. 89
700 900 1 080 1 300 1 500 1 700 1 920 2 220 2 760 2 840 2 940 3 240 3 320 2. 95 - 0. 42 - 1. 46 - 0. 15 - 0. 27 - 5. 04 - 9. 14 - 10. 16 - 2. 12 - 1. 49 - 1. 35 - 1. 36 - 1. 20 1. 13 1. 03 - 2. 40 - 1. 11 - 0. 87 - 8. 23 - 11. 70- 10. 60 - 3. 06 - 2. 64 - 2. 05 - 3. 56 - 3. 42
第 5 期 (总第 132 期) 2005 年 10 月
机械工程与自动化 M ECHAN ICAL EN G IN EER IN G & AU TOM A T ION
文章编号: 167226413 (2005) 0520082202
N o 15 O ct1
车辆车架的强度分析
周国新
(常州轻工职业技术学院, 江苏 常州 213164)
184.
M anufactur ing Process Ba sed on Informa tion In tegra tion in C IM S
GAO Song, YANG J ian- jun
(D ep artm en t of Indu strial & M anufactu ring System s Eng ineering, Beijing U n iversity of A eronau tics and A stronau tics, Beijing 100083, Ch ina) Abstract: W ith the w ide app lica tion of info rm a tion techno logy in m anufactu ring en terp rises, iso la ted info rm a tion island s app ea r am ong the dep a rtm en ts. In o rder to rea lize the sha ring and comm un ica tion of info rm a tion and da ta, the p rob lem s in info rm a tion in teg ra tion betw een P roduct D a ta M anagem en t System and M anufactu ring Execu tion System a re ana lyzed. A nd an info rm a tion in teg ra tion schem e is p resen ted ba sed on m idd le da taba se, w ith the suppo rt of J 2EE p la tfo rm. T he schem e and con ten t of the info rm a tion in teg ra tion betw een PDM and M ES is add ressed, and an app lied exam p le is g iven to p rove the fea sib ility of the schem e. Key words: info rm a tion in teg ra tion; PDM ; m anufactu ring execu tion system
[ 4 ] H uang J. A new app roach fo r w eigh t reduction in truck fram e design [J ]. T ran s SA E, 1993 (6) : 9592967.
Strength Ana lysis on a Veh icle Fram e
传统的车架有限元模型一般采用梁单元, 该方法简 单方便, 但在有些情况下精度不高, 如在货厢上采用梁 单元则过于简化。采用梁单元和板壳单元联合建立有限 元模型, 既具有较高的精度, 结构又不至于太复杂。
在计算车架强度时, 考虑了货厢对车架强度、 刚 度的影响。 车架整体采用了梁单元, 而货厢则采用了 梁单元和板壳单元的结合; 车架计算的成败在很大程 度上还取决于边界条件的处理, 载货车辆的车架通过 钢板弹簧与车轮相连, 由于轮胎的变形相对是很小的, 故可处理为车架通过悬架弹簧与大地 (基础) 连接, 为 了模拟悬架弹簧, 本文用杆元模拟前后悬架。 图 1 为 车架有限元计算模型 (载荷在整个货厢内均匀分布工 况) , 将该车架离散为 468 个梁单元、16 个杆单元、9
图 2 计算和测量结果比较
3 强度分析 研究结果表明, 载荷在整个货厢内均匀分布工况
下车架的危险截面在中靠前部, 其它部位强度足够; 和
收稿日期: 2005208221 作者简介: 周国新 (19712) , 男, 江苏常州人, 讲师, 1996 年毕业于江苏理工大学, 硕士。
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(上接第 81 页) 在集成的过程中, 除去考虑关系数据库中的产品及
其相关数据外, 系统还对N C 文件、H TM L 和 PD F 格式 的工艺卡片和零件三维轻模型等以文件形式输出的信 息通过定义固定的目录结构实现文件系统的共享。
图 4 数据库设计示意图
通过这一项目的实施, 验证了基于 J 2EE 平台的 通过中间数据库形式实现 PDM 系统和M ES 系统的
个板单元, 共计 474 个节点。
图 1 车架有限元计算模型
根据已建立的数学力学模型, 在微机上进行计算, 载 荷在整个货厢内均匀分布工况下的部分计算结果见表 1。 2 车架强度试验
在有限元分析的基础上进行车架强度试验, 以验 证计算的正确性。静态应力测试选择了 28 个测点 (布 片方案从略) , 试验及加载工况和计算时相同, 试验与 计算结果基本吻合, 载荷在整个货厢内均匀分布工况 下, 计算和测量结果比较见图 2。
集成框架和集成机制的可行性。
参考文献: [ 1 ] Felix T S Chan, J ie Zhang, HCW L au, et a l. Info rm a tion
in teg ra tion p la tfo rm fo r C IM S, m anagem en t of innova tion and techno logy, 2000 ( ICM IT 2000 ) [ J ]. P roceed ing s of IEEE, 2000, 2: 7432747. [ 2 ] Sinx in Xue, Yu shun Fan. G loba l info rm a tion system in
参考文献:
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基础, 是车辆中的主要承载部件, 所以车架的强度和 刚度在车辆总体设计中十分重要, 深入了解车架的强 度特性是车架结构设计改进的基础。 过去对车辆车架 的设计与计算主要考虑静强度, 考虑车辆行驶中受动 载时的情况在最大静载前乘一个较大的动载系数[ 1 ]。 当今, 对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高, 车 架强度研究应更为精细。现在计算机应用已比较普及, 国内外汽车行业已将有限元法应用于车架强度计 算[2～ 4], 有限元方法分析数据运算速度快、 分析成本 低、 计算精度高、 模型修改比较方便, 使车架的动态 分析成为可能。 本文采用试验和有限元法对某型车架 进行了强度研究。 1 车架有限元计算