全铝半挂车车架开发及优化设计

全铝半挂车车架开发及优化设计
摘要:通过运输产业的快速发展和全球市场节能减排的严格限制，持续推进汽车领域的轻量化是很重要的。

汽车工业中铝合金的大规模应用是实现汽车轻量化的重要方法之一。

基于全铝半托盘，框架结构设计对各种方面进行最佳设计。

首先，根据相关国家标准和企业的设计要求进行框架结构设计。

根据铝合金的特点，改变了传统的钢结构，并获得了新的轻量框架设计。

关键词:铝合金，结构设计，优化设计，车架，现状分析.
一、引言
半挂车具有良好的兼容性和便利性道路交通模式。

关于兼容性分类，它可以包括：半挂车、平半挂车、半集装箱挂车、成品车辆运输半挂车、其中半挂车、热半挂车分为冷藏的半挂车和新鲜的半挂车。

可以说多个子模型在各自的主要分类下分割。

一辆载有多辆挂车的卡车运输模式被广泛使用。

在国内高速公路交通产业发展的未来，拥有多辆挂车的高效运输模式，不仅是码头的专利，也是大型汽车运输公司、货运站、车站和个人运输的优选模式。

二、全铝半挂车车架开发
2.1、铝合金半挂车车架的发展现状
散装运输车辆的铝合金框架成了主要趋势。

比利时坦克制造厂的拉格坦克车两个框架组装而成的铝合金钢板和两个T形焊接。

上部T形结构体能够有效地避免罐主体的圆弧部。

德国的开始了新的德国奔驰设计，在具有4片底盘的10平方混合器轨道中，梁的两端由L形角钢连接。

将梁端部的槽焊接变更为与L形角钢的应力降低连接。

由机器的装载和卸载。

装载机器的装载和卸载，没有任何追加装置也可以完成。

装载后，可以根据需要调整装载面的高度，能够将最小高度调整为26英寸。

在搬运超大型机器时，可以打开设置在框架外侧的梯形外部摆
动支持，以适应超大型机器的加载和运输，可以添加弹簧板以扩展轴承框架的宽度。

也可以使用焊接在框架外侧的吊环来固定装货机。

2.2、车架结构有限元分析的步骤
为了建立结构的有限元模型，根据研究问题的具体情况选择适当的有限元元素，离散结构，找到具有适当材料特性的模型，施加适当的载荷和限制，最后调
试模型。

获得了容许精度的模拟模型。

结构的有限元分析通常包括几何建模、元
件选择、网格生成、连接、负载施加、约束处理、有限元模型的建立有限元分析
框架，有限元分析是包含材料定义的预处理阶段的主要工作，可以使用一般或特
殊的有限元分析软件来完成。

这些文件是后处理的基础，以轮廓图和云图的形式
可视化的有限元分析的结果，分析刚性、强度、振动频率和冲击的特性，验证刚
度和强度。

2.3、铝合金半挂车车架的结构概述
半挂车框架的特征：通过牵引销和安装底板的框架，以及牵引销和拖拉机牵
引板连接2%。

这样，框架比拖拉机框架的上面高得多。

为了减少商品的装载重心，确保必要的行驶稳定性，必须尽量减小车架后部货物车楼层的平面。

同时，半挂
车的轴距一般较长。

为了减少挂车框架的总质量，有时会在长度方向的光束的侧
板上打孔。

这些圆孔或方形孔为管道和线的传递提供了便利，并为组装、维护和
修理提供了一些便利。

半托盘的纵梁是框架主轴承部，在车辆的驱动过程中受到
大的弯曲应力和剪切力。

截面形状主要采用槽部和封闭部，截面被大口径拖车使用。

为了安装拖车和拖车的许多主要组件，半挂车是重要的组成部分。

拖车上的
交叉波束的间隔通常是700-1000m，其大部分是800m。

半挂盘框架交叉光束和竖
直光束是焊接，铆钉和螺栓连接的。

小型及中型的半挂车框架一般焊接，较重的
挂车框架一般被铆接。

半挂车的前部装备了牵引销力比较大。

对应的部分需要加
固板和斜支撑。

另外，框架背面板簧安装处的应力一般较大，必须追加加固板。

工厂所有铝半拖车结构的竖梁采用I光束结构、长度12950mm、高度485mm、
6061T6铝合金焊接。

交叉光束通过具有100mm宽和48mm宽的槽部分的类型是一
体的。

铝合金板6061片用厚度3.5刻印。

框架的前部收缩，底部用牵引销支撑
板和牵引销焊接，中央部分安装在外轮上，后部用弹簧支架焊接，前后的保险杠梁焊接。

2.4、车架承受载荷的处理
半挂车架上的负载处理是与计算结果具有真实性，直接相关的结构的有限元分析是重要链路，因此必须谨慎处理。

在结构的有限元分析和计算之间，根据不同的负载执行以下处理方法。

在这个负荷下疲劳会损坏构造。

负载的大小和特性受道路状况，服务条件，车辆结构参数等许多因素的影响。

因此，有必要分析频繁运行的几种负载。

静态负载包括悬架上的空车负载G1。

车身有效载荷G2.G1是悬挂的弹性因素部分，G2是指货车的货物和货物的重量。

车辆行驶时，作为该点的动态负荷系数的F＝G-K。

三、全铝半挂车车架的优化设计
3.1、铝合金半挂车车架的约束处理
框架的后部由悬架和车轮支撑，框架的前部由牵引销支撑。

边界约束的模拟是分析的另一个重要链路，仿真的准确性也是计算的成功关键。

在约束模拟中，必须遵循以下原理，为了保证刚性矩阵是非特异性的，必须有足够的限制来消除刚体运动的可能性。

冗余约束会产生结构增加组件的计算刚度和扭曲计算结果的附加约束。

分析车体结构刚性和强度的有限元模型没有考虑悬挂系统对车体负载的影响。

这种模型的约束模拟方法需要完全限制前后悬架固定支撑体中相应节点的自由度，并在前后悬架上施加预定位移。

身体结构的刚性和强度分析有两种有限元模型。

由于这种模型分析了车体的各种性能指标，并且不考虑悬架系统的影响，这种模型的约束模拟方法相对简单。

只需完全限制前向后置置固定支承装置的对应节点，或对前后悬架赋予规定的位移即可。

由于这种约束模拟方法不考半挂对车身负载分布的影响，所以计算条件不是工作条件，而是测试的工作条件。

因此，这种约束模拟方法主要是分析和评估的性能指数，并使用测试的结果来验证计算模型的准确性。

车体和车架由悬架系统，车轴和车轮支撑在地面上，所以这个模型符合实际工作条件。

3.2、铝合金半挂车车架焊缝力学性能
对于半挂车的框架，通常使用的铝合金与6系列铝合金等级相同，通常不进
行框架焊接后的热处理。

但是，焊接过程实际上伴随着大量的热输入，这是用于
框架焊接的热处理的特殊形式，即焊接区域会因该热处理而引起不均匀的微细结
构变化。

在不同种类的金属不同的条件下，热影响部分不同部分的微观结构和性
质的变化是不同的，难以预测焊接接头机械性质的损失。

铝合金，特别是6系铝
合金，焊接接头的微观结构和机械性质比低金属低，接合部的性能会下降。

由于
这个问题对于半挂车框架特别重要，所以关于铝合金焊接接头的机械性质的研究
是调查框架整体强度的一个重要指导。

四、小结
与钢材相比，铝合金具有机械性能、物理和化学性质特有的特征和优点。

在
本研究中铝合金半挂车的框架经过严格设计后，基本上在结构刚度和强度方面满
足了企业和客户的要求。

但是，零件之间的焊接部分。

这主要是框架的焊接接头
的微观结构和机械性质低于金属。

基于焊接接头的机械性能测试，测试焊接接头
的强度。

测试结果表明，焊接金属的弹性模量与母材的弹性模量不同，但屈服强
度和拉伸强度分别下降77%和51%。

此外，采用了基于响应曲面法的骨盆的材料
厚度分布。

参考文献：
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