概述 半挂车，具有机动灵活、倒车方便和适应性好的特点，这种车可以提高装载量，降低 运输成本，提高运输效率。由丁装载量的不同要求，对丁车架的承受载荷也有不同，该半 挂车的轴距较大，因而对车架的强度与刚度的要求也较高。对车架的强度与刚度进行了分 析计算。 半挂车参数表
序号 项目 参数 半挂车长 总 宽 总 高（空载）
半挂车 轴距
牵引销中心至I轴距离
I轴至II轴距离 □轴至m轴距离
轮距 I轴 □轴 m轴 前悬（牵引销至半挂车最前端距离） 后 悬
半挂车一轴中心至支腿中心距离
2 货箱栏板 内尺寸 参数（mm）
货箱栏板内尺寸 （mm）
长（mm
宽（mm 高（mm
车架结构设计 本车架采用采平板式，为了具有足够的强度和刚度 ，所设计车架材料选用 Q235钢板，采 用焊接式结构。 2.1总体布置 2.2纵梁
纵梁是车架的主要承载部件，在半挂车行驶中受弯曲应力。为了满足半挂车公路运输、 道路条件差等使用性能的要求，纵梁采用具有很好抗弯性能的箱形结构，纵梁断面如图 2 所示。上翼板是一块覆盖整个车架的大板，图中只截取一部分。
卜翼板 图2纵梁截面示意图 为了保证纵梁具有足够的强度，在牵引销座近增加了加强板；为减小局部应力集中， 在一些拐角处采用圆弧过渡。在轮轴座附近也增加了加强板 （图1中轮轴座附近）。由丁半挂 车较宽，为防止中间局部变形过大，车架的中间增加了倒 T形的纵梁加强板。
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1
图1车架总体布置图 图3部分加强板示意图 2.3横梁
横梁是车架中用来连接左右纵梁，构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能及其分 布直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。本车架的 19根横梁，主要结构形状为槽形。 2.4纵梁和横梁的连接
车架结构的整体刚度，除和纵梁、横梁自身的刚度有关外，还直接受节点连接刚度的影响， 节点的刚度越大，车架的整体刚度也越大。因此，正确选择和合理设计横梁和纵梁的节点 结构，是车架设计的重要问题，下面介绍几种节点结构。 一、横梁和纵梁上下翼缘连接(见图4 (a))这种结构有利丁提高车架的扭转刚度, 但在受扭严重的情况下，易产生约束扭转，因而在纵梁翼缘处会出现较大内应力。该结 构形式一般用在半挂车鹅劲区、支承装置处和后悬架支承处。
图4半挂车纵梁和横梁的连接 二、横梁和纵梁的腹板连接(见图 4 (b))这种结构刚度较差，允许纵梁截面产生自由翘 曲，不4成约束扭转。这种结构形式多用在扭转变形较小的车架中部横梁上。 三、横梁与纵梁上翼缘和腹板连接(见图 4 (c))这种结构兼有以上两种结构的特点, 故应用较多。 四、横梁贯穿纵梁腹板连接(见图 4 (d)) 种结构称为贯穿连接结构，是目前国内外广泛采 用的半挂车车架结构。它在贯穿出只焊接横梁腹 板，其上下翼板不焊接，并在穿孔之间留有间隙 当纵梁产生弯曲变形时，允许纵梁相对横梁产生 微量位移，从而消除应力集中现象。但车架整体 扭转刚度较差，需要在靠近纵梁两端处加横梁来提高扭转刚度。图4(d)
贯穿式横梁结构，由丁采用了整体横梁，减少了焊缝，使焊接变形减少。同时还具有 腹板承载能力大，并且在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀的特点 强度计算 3.1纵梁强度计算
车架纵梁及横梁均采用 Q235屈服点[b ]=235 Mpa，伸长率a =26%，密度p =7.8 X 103kg/m3。Q235AR有良好的塑性、韧性、焊接性能和冷冲压性能，以及一定的强度、良好
的冷弯性能。 轴荷分配 如图5所示，车架承受纵向单位线长度均匀载荷 ％,有:
由上述计算得: q 15628.97N
FA——牵引销所受力（
M；
FB——后轴中心处所受力（
N）;
L——牵引销到中间车轴的距离（
m；
'1 _ 1 j J 1 I I I_1 I t t i 1 1 M TTT
TA B
L F& LK . LN ■
Lk——中间车轴到车架尾部的距离（m。
图5车架均布载荷图
空载:
qa
6000 9. 8 4. 523 103N
qaLa( La 2Lk) 4523 13(13 2 3. 46)
2L 2 8. 14
qaLa
F
A 4523 13
21959 36.84
10
G G 40000 9. 8
30. 153 10
3N
La 13
qaLa(La 2Lk) 30153 13(13 2 3. 46)
2L 2 8. 14
qaLa
F30153 13 146393 245. 596
13 满载: 103N
FA 21. 959 10
3N
qa
3N
146. 393 103N
在满载时进行纵梁的强度校核 支反力计算：
G=40000X 9.8=392000N
q mg/ 2l （l为纵梁总长，取一根纵梁计算） 2 . . 一 2 . q* l1 /2 q*( l2 l3) / 2 0
剪力的计算:
弯矩的计算: 由上述三式可计算出各弯矩最大的点为: A 点的最大弯矩：
B点的最大弯矩:
Mb ql x)2/
2 60. 393kNm
；
f2 116265N f1 G /2 f2 75815 N
由图可知，最大弯矩出现在 （l1,l1 l2）段上，则有:
2 0 d[ qaX2/2 f1(x ⑴]0 dx dx dM（x
〔） qax f 1 0
f1 qa 75815 m 4.86m 15628.97
Mmax
2一- ■一一 一 2
一 一 一
qax /2 f1(x l1) 15678.97 4.85 /2 75815(4.86 1)
108.071KN m。
通过计算，可以画出车架纵梁的支反力、剪力、弯矩图
由平衡力矩: A
0 f 2* l2
A
CA fs（X） qaX (0 x < 1. 4)
AB fs（X） f1 qaX
(1. 4 8. 23)
BD fs(X) qa(l X) (8.23 13)
CAg: M (x) qx2/2 (0 X 1. 4)
AB段: M (x) f1(x 1) qx2/2 (1.4
X
8.23)
BD®: M (x) q(l X)2/2 (8.23 < 13)
MA qx2 / 2
7. 814kNm； 危险截面确定 由经验可知，纵梁的危险截面一般为变截面处和最大 弯矩处，通过结构图和计算可知距车架前端距离为 LX, 截面：H, a 1, a 2, B
由此可计算抗弯截面系数：
i BH3 bh3 BH3 (B 2)(H 21)3=。.。。。546632片
6H 6H
BH3 (B 2)(H 2 1)3 3
------- -- =0.00077676m
6H
截面处的弯矩: 2 M fi (Lx 1) q Lx / 2
M=23439Nm M=80718Nm M=108071Nm 由弯曲应力公式所计算出的弯矩分别计算各截面弯曲应力
1 =42.86MPa 2=103.92MPa 3=81.67MPa 剪切应力：[]0.6[] []——材料许用剪切应力 对丁工字梁截面，其腹板上的剪切应力可看成是均布的，所以其剪切应力可由如下公 式计算： 土 ----------- 2h为腹板截面面积。
BH3 bh3 6H
BH3 bh3 6H BH3")(H2l
)、
.001323品