SGA92150型半挂车车架的结构设计与有限元分析
载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告
载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告一、研究背景随着物流业的快速发展，货车需求也不断增加。
而车辆的持久稳定性和安全性是货车发展的基础，因此在设计过程中车架的优化设计和有限元分析尤为重要。
从材料及制造工艺角度来看，目前较为成熟的结果是焊接结构，但是这种结构重量较重、成本高、制造周期长、不环保等问题日益凸显，因此要求综合考虑设计材料、拓扑结构、工艺等多方面因素，通过优化设计来提高车辆的质量、性能、经济性和可靠性。
二、研究内容1.车架结构拓扑优化设计。
在满足安全性和结构强度的前提下，结合实际的工作条件和载荷特点，通过最优化设计方法寻找最佳的车架结构形式，减轻车身质量，实现经济性和环保性。
2.车架有限元分析。
采用有限元分析方法，对拓扑优化设计后的车架进行有限元模拟分析，验证其强度和刚度的可靠性，进行有限元分析计算，为车辆的改进提供依据。
3.材料选择及加工工艺的分析。
车架材料的选择及加工工艺直接影响着车体的质量、成本、环保性等方面，以现代先进制造工艺，适当选择适合的材料，实现车体质量的低成本、高品质。
三、研究意义与价值根据研究内容，主要达到以下目的：1.提高载货汽车的安全性和可靠性，减少事故数量和损失，同时提高企业的经济效益。
2.减少我国的能源和环境负担，优化设计和改进制造工艺，避免资源的浪费和环境污染。
3.积累相关技术和经验，在相应领域做出贡献，并推动该领域技术的进步。
四、研究方法1.车架结构拓扑优化设计。
综合考虑载荷、强度、刚度等因素，采用最优化模拟设计方法，缩短设计周期，降低制造成本。
同时，为了防止优化设计过程中出现失控情况，我们建立了一套预警机制来发现和纠正问题。
2.车架有限元分析。
建立标准分析模型，通过有限元分析计算车架的应力、位移和应变，以确定车架的强度和刚度，在改进设计过程中应用结果。
3.材料选择及加工工艺的分析。
在选择材料的过程中，我们将考虑性能、成本等各方面因素。
在加工工艺的选择过程中，我们将专注于工艺稳定性、效率和成本。
基于Hyperworks的半挂车有限元分析
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进在设计车架过程中，车架材料主要应用QH70钢或16Mn低碳钢等，全铝制车架出现得非常少，在满足车架的强度刚度的情况下，铝制车架相比钢制车架能够减轻重量，提高负载，提高车辆的使用寿命，给物流公司提高运输效率，大幅降低物流成本。
因此，对铝制车架的研究是现在非常重要的趋势。
1 某型号半挂车车架介绍某厂的全铝半挂车结构纵梁采用工字梁结构，长度12950mm，工字形断面，高度485mm，采用6061T6铝合金组焊。
横梁采用整体贯穿式，槽形断面高100mm、宽48mm，采用厚3.5的6061T6铝合金板冲压成形。
纵梁之间不等距布置7根加强横梁。
车架前部缩颈，底部焊接有牵引销支承板并焊接着牵引销，中部安装支腿，后部焊接弹簧支架，前、后焊接保险杠横梁。
半挂车外形和具体结构如图1、图2所示。
其主要部件有车架、支腿、箱板、护栏、悬架、轮胎、备胎架等。
其中，主要由各种纵梁和横梁构成的底架是构成车架完成承重运输的核心部件之一，如图3。
半挂车主要的技术参数如表1所示。
2 建立车架的有限元模型根据某半挂车厂提供的二维设计图纸，在用proE建立模型之后，用igs文件导入到HyperWorks分析软件的hypermesh前处理软件，导入HyperWorks软件中的几何模型如图4所示。
2.1 网格的划分对车架结构的每个零件分别抽取中面，在中面上进行壳单元的网格划分，经过粗略计算，需要网格限制在软件允许范围内，为主纵梁和边梁划分20mm的网格，对其他横梁、加强梁等件划为10mm的网格，对于所加约束附近与孔附近，需要进行网格细密处理，壳单元网格划分好后，根据图纸，在零件之间的焊接连接处，用weld焊接单元模拟焊接连接，在螺栓连接处，用两个rigids刚性单元之间用Cbeam 杆单元连接来模拟的螺栓连接，使建立的半挂车车架有限元模型能够最真实反映实际车架的力学性能。
图5为网格划分局部放大图。
半挂牵引车车架强度的有限元分析
2 邓楚南 ,何天明. 半挂车车架有限元强度分析. 武汉汽车工业大学 学报 , 1997 ( 2) : 10～13
3 李德信 ,吕江涛 ,应锦春. SX360 自卸车车架异常断裂原因分析. 汽车工程 , 2002 (4) : 348～352
4 周志革 ,王金刚. 轻型货车车架纵梁异常开裂原因的分析. 汽车工 程 , 2004 ( 2) : 229～232
97
99. 5
97. 5
99
表 5 ZH1110 柴油机消声器台架试验对比数据
项 目
无消声器 原消声器 新消声器
测点 ③处总的声压级 / dB (A ) 消声器的衰减量 ΔL / dB (A )
功率损失 / kW
功率损失百分比 / %
标定工况燃油消耗率 /〔g· ( kW ·h) - 1 〕 燃油消耗率增加值 /〔g· ( kW ·h) - 1 〕 燃油消耗率增加百分数 /% 整机噪声 5 点 加 权 平 均 声压级 / dB (A )
2 载荷与工况的确定
2. 1 载荷条件的确定 车辆满载时作用于车架上的载荷包括动力总成
和驾驶室及乘员以及来自于挂车鞍座处的挂车载荷 。 在计算过程中 ,将车架质量平均分配到各单元上 ;其 中动力总成为 5 000 N、驾驶室及乘员共重 5 000 N ,这 两个力分别按照安装位置分配到相应的支承节点上 ; 挂车载荷为 227 500 N,此载荷通过挂车鞍座施加给 牵引车车架 ,应将其分解为两个集中力和力矩分别作 用到鞍座左右两孔中心处 ,如图 2所示。
由图3可知原始设计方案和改进设计方案在不同工况下主要应力集中部位都在侧翼板前部的螺栓连接处危险位置i和前钢板弹簧后吊耳固定处危险位置并且改进设计中侧翼板前部螺栓连接处的应力集中部位随着侧翼板向前的延伸而前移图3b
载重货车车架设计及有限元分析
摘要汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。
车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。
因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。
同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。
本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。
确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。
运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。
同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。
最后根据分析结果对车架做出优化建议。
关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析IABSTRACTThe vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling.In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations.Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysisII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1车架总成概述 (1)1.2国内外研究情况及其发展 (2)2 车架总成设计 (6)2.1参考车型及其参数 (6)2.2车架类型的选择 (6)2.3车架设计的技术要求 (11)2.4车架的轻量化 (13)2.5车架的参数设计 (13)3 车架的有限元静力学分析 (19)3.1车架几何模型的建立 (19)3.2车架有限元模型的建立 (19)3.3车架的静力学分析 (21)3.4 基于静力分析的车架轻量化 (32)4 车架的模态分析 (34)4.1车架模态分析的基本理论 (34)4.2车架有限元模态分析结果 (36)4.3车架外部激励分析 (40)5 总结与展望 (42)III5.1总结 (42)5.2工作展望 (43)参考文献 (45)致谢 (47)IV1 绪论1.1车架总成概述汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。
半挂牵引车车架结构强度有限元分析及优化
架 的强 度 和 刚度 影 响不 大 ， 大 大 提 高计 算 量 ， 响 单元 却 影
质量从而降低计算精度 ， 因此 ， 模 型 简 化 过 程 中 ， 略 在 忽 了这 些几 何 细节 。车 架 附件形 状 和结 构 较复 杂 ， 考虑 到对 车架 的应 力 贡献 ， 作 了适 当 的简 化 。建 立 相应 的车 架有 也
摘 要 ： 对 某半 挂 牵 引车 车 架 建立 了有 限 元 分析 模 型， 针 并应 用有 限元 分 析软 件 对 各种 工况 下 的车 架 强度 进 行 了有 限元 分析 ， 为半挂 牵 引车车 架的 设计 及 改进 提供 了参 考依 据 。 关键 词 ： 挂 牵 引车 车 架 强 度 有 限元 半
在 平衡 轴横 梁处 车 架 两侧 铆 接厚 度 为 ８ ｍ 的侧 角板 。改 ｍ
进 前原设 计 车 架结 构如 图 １ 示 。 所
半挂 牵 引车 车架 是 通 过悬 架 、车 轮 支撑 在 路 面上 ， 为 得 到 半 挂 牵 引车 车 架 在 实 际使 用 过 程 中的真 实 应 力 分布
簧 单 元 ， 了模 拟 钢 板 弹簧 与车 架 之 间 的装 配关 系， 之 为 使
能 够 相 互 作 用 ， 成 一 个 整 体 ， 单 元 与 弹 簧单 元 的 连接 形 梁
图 １ 原 车架 结 构 示意 图
全 部 用多 点 约束 模 拟 ，为 了消 除车 架 的整 体 刚性 位 移， 还 应 将 前后 钢 板 弹簧 中心 施加 位 移约 束 。 车架 除 承受 载重量 以外 ， 为 主要 的联接件 ， 作 还承 受驾 驶 室 、 动机 、 发 油箱 、 电瓶箱 等 附件 的重力所带来 的载荷 ， 各
状 况 ， 须 考 虑悬 挂 系统 的变 形 情 况 ， 必 将悬 挂 系 统 与 车架
关于半挂车车架有限元分析与轻量化分析
关于半挂车车架有限元分析与轻量化分析摘要：文章主要从半挂车实体建模及有限元的简述出发，分别简述了车架有限元模型的建立，以及轻量化的车架结构优化，旨在与广大同行共同探讨学习。
关键词：半挂车车架；有限元分析；轻量化一、半挂车实体建模及有限元的简述1.半挂车介绍半挂车是一种道路运输车辆，由两部分构成，一部分是带有动力的车头，另一部分为承载货物的半挂。
半挂车是目前普遍应用的运输工具，按用途分为专用和普通两种。
按大梁的结构来分有平板式、阶梯式、凹梁式三种。
如下图1-1所示。
图1-1 半挂车分类板式半挂车可以最大利用空间，同时离地面较高，方便公路运输。
阶梯式半挂车货台比较低，方便货物的装卸，凹梁式半挂车具有较小的离地间隙和较低的货台。
半挂车第二部分半挂结构主要由车架、双侧保护装置、工具箱、挡泥板、轮轴、牵引装置、电路、气制动、支撑、悬架装置、备胎、车箱、后保险杠等结构组成。
2.有限元法介绍有限元法是用简单的问题替换复杂的问题并进行求解，具有计算精度较高的优点，可对不同复杂形状的工程问题进行科学有效的分析以及计算。
二、车架有限元模型的建立建立有限元模型是进行有限元分析的基础，也即选择单元类型、赋予材料属性、划分网格、模拟连接方式、施加边界条件的过程，其中划分网格是前处理最为重要也是最为繁琐的步骤。
1.建立车架有限元模型应遵循的原则（1）确保模型的计算效率。
网格的大小、稀疏程度，也即单元与节点的数目多少，决定着计算结果的准确性和计算效率，在进行车架有限元模型建立的过程中应权衡好计算结果的准确性与计算效率的矛盾，找到最合适的网格尺寸。
（2）确保计算结果的准确性。
建立车架三维几何模型的过程中，在不影响分析结果的前提下，已经对车架进行了一定的简化，目的就是为了能够得到准确的结果，避免造成应力集中等问题。
2.模型导入及中面抽取（1）三维几何模型的导入和修复我们将利用 Solidworks 软件建立的车架的三维几何模型导入 Hypermesh 中。
车车架的结构设计与强度和刚度分析.
第２９卷第７期２００７年７月北Ｊ佣ｍａＩ京科技大学学报ＶｏＩ．２９Ｎｏ．７ｏｆＵｎｉｖｅ玮ｉｔｙｏｆｓｃｉｅｎ傥ａｎｄＴ∞ｈｎｏｌｏ科ＢｅｉｊｉｎｇＪｕｌ．２００７ＳＧＡ９２１５０型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析张国芬１’张文明１’剥、玉亮１’董翠燕２）１）北京科技大学土木与环境工程学院，北京１０００８３２）北京首钢重型汽车制造厂，北京１０００４３摘要对渊２１５０型半挂车车架的总体布置、纵梁、横梁、纵梁与横梁的连接等进行了设计．利用有限元软件Ａｎｓｙｓｗｏｒｋｂｅｎｃｈ对车架进行应力和变形计算，利用Ｍａｔｌａｂ软件采用传统方法对纵梁进行受力分析和应力计算．结果表明车架强度和刚度均满足要求．关键词半挂车；车架；结构设计；强度分析；刚度分析；有限元法；实体单元分类号ＴＤ４０２；Ｕ４６９．５＋３；Ｕ４６３．３２ＳＧＡ９２１５０型半挂车是笔者设计、北京首钢重型汽车制造厂２００５年生产的重型运输车辆，它是迄今为止国内载重量最大的半挂车，具有以下四大特点：（１）属非公路平板运输车，适用于露天矿山运输大型设备，工作条件恶劣；（２）载重量大，额定载重质量１５０ｔ；（３）半挂车车架纵梁长（２３ｍ），支点跨距大（１８．８ｍ），货箱面积大（１７ｍ×６ｍ）；（４）半挂车车架采用变截面梁，质量轻（总质量３１ｔ）．因而，半挂车车架的设计与普通车辆不同，需要考虑每部分应力和变形，而且尽可能减轻自身重量．由于车架结构复杂，用经典力学方法分析其强度和刚度不可能得到精确的结果．有限元法以离鹅颈式．为了具有足够的强度和刚度，所设计车架材料选用１６Ｍｎ钢板，采用焊接式结构．１．１总体布置ｓＧＡ９２１５０型半挂车车架总体布置如图１所示，这里总体布置的几个总成是按照焊接次序分层的，牵引销座属于前部鹅颈总成，轮轴座属于后部轮轴座总成，牵引车通过牵引销与车架的牵引销座相连，车轮通过轮轴与车架轮轴座相连，在后面车架的强度和刚度计算中这两个位置是约束点．本车架纵梁共有２根、横梁共有１９根．散、逼近的灵活算法广泛地运用于结构强度和刚度分析，已成为一种常用的效果最好的结构强度和刚度分析方法…．本文先利用有限元法计算车架的应力和变形，然后用传统方法进行受力分析和应力计算，并与实际使用情况对比分析车架的强度和刚度．１ＢＬ夕——心＼＿＿！ＩＪ｜０１．ｕ］厂＼㈨＼ＪＢｈ．１＼结构设计半挂车车架按纵梁形式，可分为平板式、鹅颈式１一前部鹅颈总成；２一前部横梁总成；３一纵梁总成；４一加强板；５一后部轮轴座总成；６一后部横梁总成；７一尾座总成；８一尾部支撑板；９一后部支撑板；１０一轮轴座；１１一前部支撑板；１２一上盖板；１３一牵引销座图ｌＦｊｇ．１（阶梯式）和凹梁式（桥式）［２］．平板式承载面大、强度高，但车架重心高，对道路要求高；凹梁式车架重心低，但需要一套起吊设备把物件放到半挂车上，所ｓＧＡ９２１５０型半挂车车架总体布置图ＳＧＡ９２１５０辩ｍｉ．ｔｍｉｌ盯’ｓＬａｙｏｕｔｓｋｅｔｃｈｏｆｆｒａＩ眦以成本较高；鹅颈式具有两者的优点，可以兼顾重心和道路两方面的要求．因为车架在矿山上运行，道路标准低，所以采用收稿日期：２００６一０２一１２修回日期：２００６－０９一１２１．２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．为了满足半挂车非公路运输、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．上盖板是一块覆盖整个车架的大板，图中只截取一部分．为了作者简介：张国芬（１９７５一），女，博士研究生；张文明（１９５５一），男教授．博士生导师万方数据第７期张国芬等：ｓＧＡ９２１５０型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析保证牵引装置足够的活动空间，此车架纵梁的前段较高，且鹅颈处设计成变截面；而后段的货箱较低，便于装卸货物，增加半挂车的稳定性．为了减轻车架的重量，纵梁后段下翼板也采用变截面．＼。
半挂汽车车架有限元模态分析及优化设计
横梁 、２根 前 后 横 梁 、２根 边 梁 及 支 架 等 焊 接 而 成 。根据 其 结 构 特 点 ，选 择 ｂａ ８ ｅｍ１８梁 单 元 并 通
过定义 截面 形 状 和 偏 置 距 离 模 拟 主纵 梁 及 横 梁 和 边 梁 ，选 择 ｃｍｐｎ４单 元 模 拟 板 弹 簧 。车 架 材 料 ｏ ｉｌ
半 挂 汽 车车 架有 限元 模 态 分 析 及 优 化 设 计
蒋红旗 李 顺才 ， １中 国矿 业 大学深部 岩 土 国家重点 实验 室 徐 州 ２ １０ ２０ ８
２徐 州师 范大学机 电工程 学 院
摘
徐州
２ １ １ ２ １６
要 ：车 架 是 半 挂 汽 车 结 构 件 中结 构 和 载 荷 都 很 复 杂 的 关 键 部 件 ，为 提 高 车 架 整 体 性 能 ，对 某 型半 挂 汽
、
ｆａ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ，ｉ ｒ ａ ｅ ｈ ｏ ｏｒ ｒｆｅ ｅ ｃ ｒｍ ｔｕ ｔｒ ｎｃ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｌｗ— ｄｅ ｑｕ ｎ ｙ，ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｎ ｍｉ ｅ ｏｍ ａ ｃ ｎｄ ｐ ｏ ｉｅ ｈ ｏ ｅｉ ａ ｓｓｆ ｒｄｅ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｈｅｄｙ ａ ｃ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅａ ｒ ｖｄ ｓｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌｂａ ｉ ｏ — ｆ ｓｇ ｎｄ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｔ ｈ ａ ． ｉｎ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｔ ｅ ｆ ｍｅ ｌ Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ： ｓ ｍｉｔａｌ ｒ ｒ ｍｅ；ｆｎｉ ｌ ｍｅ ｔ ｅ —ｒ ｉｅ ；ｆａ ｉ ｔ ｅ ｅ ｎ ；ｍｏ ｌａ ａｙｓｓ；ｏ ｔｍ ｉａ ｉｎ ｄ ｓｇ ｅ ｄａ ｎ ｌ ｉ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ
０ 引言
目前 ，各 种专 用 车 辆 普 遍 存 在 自重 大 、重 心
车辆运输半挂车车架有限元分析与优化
收 稿 日期 ：２ １ —２ ２ ；修 回 日期 ：２ １— ３ １ ０ ２ ０— ８ ０ ２０ — ８ 作 者 简 介 ：吴 华 杰 （９ ７） １８ 一 ，男 ， 江 苏 泰 州人 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，研究 方 向为 汽 车数 字 结 构 技 术 。
上层 平 台通 过立 柱与 下 层 纵 梁相 连 接 ， 层 主 要 由蒙 下
皮 、 梁与纵 梁相 连 接 。 车架 是 车 辆 运输 半 挂 车 最 大 横 的基础 件 ， 梁 式车 架 主体 由纵 梁 和 若 干横 梁 焊 接 而 纵 成 ， 特点 是 纵 梁 长 、 点 跨 距 （ 距 ） 。本 文 利 用 其 支 轴 大 ＵＧ软 件对 车辆 运输 半挂 车车架 进行 Ｃ ＡＤ建模 ， 利 并 用 ＡＮＳ ＹＳ的 Ｄ ｓ ｎＯ ｔ 块对 纵梁 进行 优化 。 ｅｉ ｐ 模 ｇ ］
１ 车 辆 运输 车车 架有 限元模 型的 建立
图 １ 车辆 运 输 车 的 几 何 模 型
１ ２ 悬 架 的 处 理 ．
为准 确实 现模 拟 ， 将悬 架 元 件 与 车架 组 合 起 来 分
析 。将 钢板 弹簧 等 效 为水 平 布 置 的矩 形 截 面 梁 ， 并 以主从 节点关 系模 拟梁 的两 端点 与对应 车架 吊耳处 节
梁 的 长 度 ， 钢 板 弹 簧 活 动 吊耳 与 固 定 吊 耳 之 间 的 即
１ １ 单元 选择及 材料 性 能参数 ． 由于 车架是 由一 系 列 薄 壁 件组 成 的结 构 ， 数 量 且
水平 距离 ， ｍｍ。建 立 的钢 板 弹 簧 有 限 元 模 型 如 图 ２
XXX车架有限元分析
XXX车架有限元分析近年来，汽车行业的发展可谓突飞猛进。
为了提高汽车的安全性能和稳定性，车架的设计变得尤为重要。
在汽车设计中，车架的主要任务是提供强度和刚性支撑，以保护车辆乘员和其他部件免受碰撞产生的冲击。
而有限元分析（FEA）是一种有效的工具，可以帮助工程师们评估车架在不同条件下的强度和稳定性。
有限元分析是一种数值计算方法，将复杂的结构划分成无数小的有限元素，通过在每个元素上施加约束和载荷，来模拟结构的行为。
在车架的有限元分析中，主要考虑的是车架的静态刚度和动态响应。
首先，在车架的有限元分析中，需要确定车架的材料性质。
车架通常是由钢材制成，因为钢材具有较高的强度和刚度。
然后，根据车架的几何形状和设计要求，将车架划分成许多小的有限元素。
每个元素都有其特定的物理属性，如材料类型、密度、弹性模量等。
在分析过程中，需要先施加各个节点上的载荷，并确定约束条件。
载荷可以是车辆自身的重量和负载，也可以是外部施加的碰撞力。
约束条件可以是车轮的固定位置或其他支撑点。
然后，利用有限元分析软件求解得到车架在不同应力下的变形情况。
通过有限元分析，可以评估车架在各种工况下的强度和刚度。
在静态刚度方面，可以评估车架在静止状态下的刚性支撑效果。
而动态响应方面，则可以模拟不同道路条件下车架的变形和振动情况。
有限元分析还可以用来进行优化设计。
工程师可以根据分析结果对车架的材料选择、结构形式和连接方式等进行调整，以提高车架的性能。
例如，在车架设计中可以采用钢材和其他高强度材料的复合结构，以提高刚度和强度。
此外，在连接部位采用焊接、螺栓等方式，可以提高连接的牢固度和稳定性。
总之，有限元分析是现代汽车设计中必不可少的工具之一、通过对车架的有限元分析，可以评估车架的强度和稳定性，为车架的设计和优化提供科学依据，从而提高汽车的安全性能和稳定性。
半挂车有限元车架挠度和模态分析
半挂车有限元车架挠度和模态分析作者：张坤，杨波，杨涛来源：《专用汽车》 2009年第10期1引言随着世界经济的高速发展，半挂牵引车在公路运输中占有越来越大的比重，欧美等发达国家和地区长途货运几乎都由此类车辆完成。
在我国，半挂牵引车也已成为重型专用汽车的第二大品种…。
半挂车车架主纵梁是半挂车的关键部位，它的结构特点是纵梁长、轴距大、货箱面积大，但是由于它承受着半挂车内外的各种载荷，受力非常复杂，所以，在保证车架主纵梁具有足够的强度和刚度的同时，需要防止车架有过大的变形。
当汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架要承受因路面不平整而产生的随机动载荷，并在该振动源的激励下产生振动，如果振源的激励频率接近于车架的固有频率，便会引起共振现象，产生剧烈的振动和噪声，甚至造成结构破坏。
为提高汽车行驶的安全性、舒适性和可靠性，必须对车架结构的固有频率进行分析，通过结构设计避开各种振源的激励频率。
因此，车架结构模态分析在现代汽车结构设计中也具有重要的意义。
2车架的有限元分析2.1半挂车车架的结构本文采用的模型是某厂设计的半挂车车架，主纵梁由四根优质成型工字刚或焊接工字钢组成，分为前后两部分，前段纵梁为阶梯形，承载面下凹距地面较低，以降低重心。
由于货台较长，其行驶的转弯半径较大，通过性不好，因此在空载状态下，需将前货台与后货台直接叉接连接，以提高整车的通过性。
前段纵梁采用冲压钢板成型或成型槽钢连接，后段纵梁上翼板采用扁钢连接，下翼板采用矩形管连接。
因纵梁的截面过高，为防止纵梁的截面失稳，采用加强板把纵梁的上下翼板连接起来。
车架前部通过牵引销连接牵引车，中部可以放置风力发电的叶片等工程机械。
车架表面铺有压花钢板和若干防滑条，车架下部通过钢板弹簧连接三车桥。
半挂车架的尺寸为前端纵梁上、下翼板厚度均为20 mm，腹板高度为510 mm；后段纵梁上下翼板厚度为20 mm，腹板高度为560 111111，三桥轴距为l 850 mm。
半挂车车架结构有限元分析
0引言半挂车是一种重要的运输机械，具有运输效率高、油耗低等特点，在运输业发挥着重要作用。
半挂车车架结构十分复杂，不仅形状复杂，而且载荷作用也较为复杂。
在半挂车结构设计过程中，需要在保证安全性的情况下，对车架结构进行优化设计，使其便于加工和装配，同时减少材料成本，提高半挂车制造的经济效益。
传统的力学分析方法在半挂车车架结构的强度和刚度分析中存在一定的不足，难以得出精准的数据。
在计算机软件技术的推动下，有限元法成为一种优秀的结构强度分析方法。
在半挂车设计中，可以利用有限元分析法对车架结构的强度进行精确地分析，进而有针对性地对重要构件进行优化设计。
1半挂车车架结构分析半挂车是一种在车辆均匀受载的重心后边配置车轴，并且装有可将水平和垂直力传递到牵引车的联结装置的挂车。
车架是半挂车的主要构件之一，为各总成及专用工作装置提供安装基础。
半挂车车架结构不仅要承受整车静载荷，同时还要能够承受半挂车行使中的各种动载荷，因此，对其结构强度要求较高。
通常而言，半挂车车架结构为边梁式，主要包括主纵梁、边纵梁、横梁、支撑梁等，各个部件采用的都是优质的钢板和型材，通过组焊方式构成车架结构。
在半挂车结构中，纵梁是主要的承载部件，能够承受弯曲应力，为有效应对运输道路条件差的情况，纵梁可以采用箱型结构，具有良好的抗弯性能。
同时，为了保证牵引装置活动的灵活性，需要提高车架纵梁前段，降低后段货箱，从而增强半挂车的稳定性，便于装卸货物[1]。
此外，横梁是半挂车车架中连接左右纵梁的重要构件，其抗扭转性和分布情况对纵梁的内应力大小及分布具有直接影响作用。
因此，横梁也是车架扭转结构中的主要元件，通常需要采用质量轻而密的横梁，增强车架的扭转刚度，同时有效减小与横梁连接的纵梁的扭转应力。
2有限元法及其应用2.1有限元法的基本理论有限元法是一种数值分析法，其基本原理就是将整体离散成有限个单元体，这些单元体需要按照一定的方式相互连接，从而来模拟或逼近原来的物体，将整体的连续自由度问题化简为离散的有限元自由度求解。
车架有限元分析范文
车架有限元分析范文车架有限元分析是一种用于计算机辅助设计和优化车架结构的工程分析方法。
通过对车架结构进行适当的离散化处理，将复杂的连续体结构转化为由有限个节点和单元组成的离散系统，然后利用数学和力学原理对这个离散系统进行数值计算和分析。
有限元分析方法首先需要将车架结构进行三维建模。
建模时需要考虑到车架的外形尺寸、材料性质、连接方式等。
然后，将车架模型分割成有限个小的单元，如三角形或四边形单元。
每个单元有一组节点，它们的位置决定了单元的形状和尺寸。
在建立了有限元模型后，需要给单元节点分配适当的约束条件和加载条件，以模拟实际工况下的力学行为。
约束条件可以是固定边界条件或限制位移条件，加载条件可以是施加在车架上的荷载、压力或温度差等。
接下来，有限元分析方法将根据车架模型和加载条件构建一个刚度矩阵。
这个刚度矩阵描述了车架模型在各个节点上的刚度和幅度。
然后，通过计算刚度矩阵和加载条件的乘积，得到车架结构在受到施加的荷载下的应变和应力分布。
通过有限元分析方法，可以获得车架模型在不同工况下的应力、应变、位移等信息。
这些信息可以用来评估车架结构的强度、刚度和稳定性，并指导优化设计过程。
例如，可以在一些应力集中的区域增加材料或调整结构形状，以提高车架的承载能力和刚度。
另外，有限元分析方法还可以用于模拟车架在不同工况下的动态响应。
通过对车架结构进行动态分析，可以评估车架在行驶过程中的振动和冲击响应，并优化车架结构以提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
总之，车架有限元分析是一种有效的工程分析方法，能够帮助设计人员评估车架结构的强度、刚度、稳定性和动态响应，从而指导优化设计过程，提高车架的性能和可靠性。
半挂车牵引销有限元分析
半挂车牵引销有限元分析摘要：目前，经济建设迅速，牵引销是实现半挂车与牵引汽车之间重要的连接装置，不但承受垂直、横向、纵向等多种载荷的作用。
同时还经受列车起步、加速、减速、制动等运行工况以及半挂车挂接时的冲击力并起着转向机构的作用，是半挂汽车上的重要部件。
牵引销的强度和动态特性将直接影响半挂汽车的行驶安全性。
关键词：半挂车；牵引销；有限元分析引言目前，轻量化研究已是车辆制造企业的研发热点，随着车辆轻量化水平的不断提升，仍有零部件可以“以铝代钢”进一步降低车重。
牵引组件是半挂车的主要结构部件，作用是传递向前或向后的水平拉力或力矩。
国产半挂车牵引组件均为钢质件，重量达110kg以上，是除车架和悬挂座以外重量最大的组件。
目前，尚无牵引组件轻量化研究的文献报道。
本文针对某厂生产的半挂车用钢质牵引组件开展铝化应用探讨，对牵引组件的轻量化研究，具有一定的参考意义。
1《牵引车与半挂车之间机械连接互换性技术》内容简介牵引销是半挂列车中连接牵引车和半挂车的关键零部件之一，在国家标准中有两种型号：50号牵引销和90牵引销。
与这两种牵引销相匹配的牵引座也有50号和90号两种。
牵引销装配在半挂车上，牵引座装配在牵引车上。
每辆牵引车只能装配其中一种型号的牵引座，同样，半挂车也只能装配一种型号的牵引销。
港口、物流园及半挂车生产企业等在运输或生产过程中，半挂车需要在不同的地点进行频繁调度，现场需要随时准备配有50号和90号两种型号牵引座的牵引车，来匹配不同型号牵引销的半挂车。
目前市场上普遍存在的现状是牵引半挂车时需先确定半挂车的牵引销型号，然后再调度与之相匹配的牵引车，由于牵引座与牵引销的匹配存在唯一性，这样需要对牵引车进行频繁更换，并且在调车过程中也不可避免的会出现牵引车牵引座与半挂车牵引销匹配混乱的问题，工作效率也相应打了折扣。
因此，牵引销的转换装置技术的诞生很好地解决了这个难题。
1.1适用范围新的标准适用于GB4606规定的50号牵引销的半挂汽车列车，二轴或三轴牵引车可以使用相同的半挂车。
看图讲解半挂车主要结构
精心整理
看完分类，我们再对挂车进行一次解剖，详细为大家介绍一下挂车的各个组成部分,上图是普通栏板半挂车的结构简图，从图中我们可以看到挂车的主要组成部分及位置，下面就是对这些部位的详细解析。
1.车架
车架主要由大梁--焊接工字钢、支撑横梁、连接横梁、边梁、锁头、牵引销连接装置、面板等组成。
边梁一般都是槽钢或者折弯件，目前大多挂车都用槽钢，轻体挂折弯件边梁会多些，因为对强度时才用 2. 3. 以下用50# 4. 串接式钢板簧平衡悬架
单点悬架 空气悬架
刚性悬架（一线两轴）
因专用车使用用途不同，对悬挂的设计也有不同的要求，悬挂常用的有4种：串接式钢板簧平衡悬架、单点悬5.行走部分
精心整理
车桥
半挂车车桥为支撑桥，国内主要是广东富华桥、BPW桥、约克桥、安桥，其中广东富华桥最受欢迎，车桥通过板簧和拉杆与悬挂装置与车架相连用以在车架和车轮之间支撑和传递载荷的作用力。
钢圈轮胎
钢圈和轮胎就相当于人走路的鞋了，钢圈与轮胎应该按照标准匹配。
6.电气系统
7.
8.
“改型”
9.
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这些内容还希望更多在各个专用车领域工作的网友们与大家分享交流。
架、空气悬架、刚性悬架（一线两轴）。
半挂车车架有限元分析与轻量化问题初探
半挂车车架有限元分析与轻量化问题初探
陆绘军
【期刊名称】《南方农机》
【年(卷),期】2018(49)11
【摘要】近年来,我国半挂车制造业飞速发展,导致半挂车市场竞争较为激烈,对于各个半挂车生产厂家而言,半挂车车架在满足刚度以及强度的同时,半挂车车架的轻量化不仅会为企业自身带来更大的利润,也会提升企业自身的市场竞争力.本文探讨了半挂车车架有限元分析与轻量化问题.
【总页数】1页(P174)
【作者】陆绘军
【作者单位】安徽开乐专用车辆股份有限公司,安徽阜阳236000
【正文语种】中文
【中图分类】U463.32
【相关文献】
1.半挂车车架结构有限元分析 [J], 祁建峰
2.半挂车车架结构有限元分析 [J], 祁建峰;
3.鹅颈集装箱半挂车车架结构有限元分析 [J], 伍丽娜;廖颖慧;张凯
4.铝合金半挂车车架结构设计及有限元分析 [J], 严国祥; 王雪飞; 朱玉乾
5.一种小鹅颈式半挂车车架的有限元分析及优化设计 [J], 孙海珍; 邢涛; 王涛; 梁伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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载重 量大 ，额定 载 重 质量 １０ｔ （）半 挂 车 车 架 ５ ； ３
２ 结 构 设 计
半 挂车 车架按 纵梁形 式 可分 为平板式 、鹅 颈式 （ 阶梯 式 ）和 凹梁 式 （ 式 ） Ｊ 桥 Ｅ 。平 板 式 承 载 面 大 ， ２
强度高 ，但对道路要求高，且本身车架重心高 ；凹 梁式重心低 ，但需要 １ 套起 吊设备把物件放到半挂 车上 ，所 以成本较高；鹅颈式具有两者的优点 ，可 以兼顾重心和道路 ２ 方面的要求 。本车架运行在矿 山上 ，道 路标 准低 ，所 以采用 鹅颈 式 。为 了具有 足 够的强度和刚度 ，本车架材料选用 １Ｍ 钢板 ，采 ６ｎ
１ 引言
Ｓ Ａ ２５ Ｇ ９１０型半 挂 ห้องสมุดไป่ตู้ 是 作 者设 计 的 由北 京 首 钢
度分析 ，已成为一种常用的效果最好的结构强度、 刚度分 析方法 ［ 。
重型汽车制造厂 ２０ ０５年生产 的重型运输车辆 ，如 图１ 所示 ，它是 迄今为止 国内载重量 最大的半挂 车，具有如下特点 ：（）属非公路平板运输车 ，适 １ 用于露天矿山运输大型设备 ，工作条件恶劣 ； （ ） ２
1总体布置sga92150型半挂车车架总体布置如图2所示由前部鹅颈总成前部横梁总成纵梁总成加强板后部轮轴座总成后部横梁总成尾座总成尾部支撑板后部支撑板轮轴座前部支撑板上盖板牵引销座构成这里总体布置的几个总成是按照焊接次序分层的牵引销座属于前部鹅颈总成轮轴座属于后部轮轴座总成牵引车通过牵引销与本车架的牵引销座相连车轮通过轮轴与本车架轮轴座相连在后面车架的强度刚度计算中这2个位置是约束点
Ａ ｓ ａｔ ｈ ｙｕ ｏ Ａ ２５ ｍ — ｒｌ ’ ａ ｅ ｈ ｎｉｄｎｌ ｎ ｔ ｄｎｌ ｅｍ ｎ ｅ ｏ ｔ ｆ ｅ ｒ ｂｔ ｃ：Ｔ ｅ ａｏｔ ｆ Ｇ ９ １０ｓ ｉ ｔ ｉｒＳｒ ｎ，ｔ ｌ ｇｕｉ ｄｌｉ ｉａ ｂａ ｓ ｄｔ ｉ ｍ ａ ｒ ｌ Ｓ ｅ ａｅ ｆ／ ｅ ｏ ｔ ａ ａ ａｔ ｕ ａ ｈ ｊｎ ｏ ｔ ｈ ｅ
用焊 接式 结构 。
２ １ 总体 布置 ．
纵梁长 （３ｍ ，支点跨距大 （８８ｍ ，货箱面积 ２ ） １． ） 大 （ Ｘ ：１ ６ｎ ；（）半挂车车架采用变 长 宽 ７ｎｘ ） ４ ｌ １ 截面梁，重量轻 （ 总重量 ３ ） １ｔ。由于以上特 点， 半挂车车架的设计与普通车辆不同 ，需要考虑每部 分应 力和 变形 ，而且 要尽 可能减 轻本 身重量 。
为 了检验本 车架设 计 的合理 性 ，本文利 用有 限 元法计 算 车架 的应力 和变形 ，分 析车架 的强 度 和刚
限元软件 Ａ ｓｓ ｏ ｂｎｈ采用曲棱 四面体实体单 元对 车架 进行应 力和变形 计算 ，结果表 明车架 强度 、刚度均 满 ｎｙ ｗ ｒ ｅｃ ｋ 足要求 。本车架实际使用 情况 良好 ，为重型 车架 的设计提供 了参考 。 关键词 ：半挂车 ；车架 ；结构设计 ；强刚度分析 ；有限元分析
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Ｓ Ａ ２５ 半挂 车车 架 的结 构 设计 与有 限 元分 析 Ｇ ９ １０型
北京科 技 大学 土木 与环 境 工程 学院 张国芬 张 文 明 刘晋 霞 北京 首钢 重 型汽车 制造厂 董 翠燕
摘 要 ：对 Ｓ Ａ ２５ Ｇ ９ １０型半挂 车车架 的总体布置 、纵梁 、横梁 、纵梁 与横梁 的连接 等进行 了设计 。并 利用有
Ｓ Ａ ２５ Ｇ ９ １０型半挂 车车架 总体 布置 如 图 ２所示 ， 由前 部鹅 颈 总成 、前 部横 梁 总成 、纵 梁 总成 、加 强 板、 后部 轮轴座 总成 、 后部 横梁 总成 、 尾座 总成 、 部 尾
图 １ Ｓ Ａ ２５ Ｇ ９ １０型半 挂 车
支撑 板 、 部支 撑 板 、 轴 座 、 后 轮 前部 支 撑板 、 盖板 、 上 牵 引销座 构成 ， 里 总体 布 置 的几 个 总 成是 按 照 焊 这 接次 序分层 的 ， 引销座属 于前 部鹅 颈总成 ， 牵 轮轴 座 属于后 部轮 轴座 总 成 ， 引 车通 过 牵 引 销 与本 车 架 牵 的牵 引销座 相连 ， 车轮 通 过 轮 轴与 本 车 架轮 轴 座 相