基于ANSYS的副车架结构强度及模态分析
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是汽车重要的承载结构之一，在汽车的安全性、舒适性和性能方面起着重要作用。
其强度和刚度对汽车的整体性能有着直接的影响。
对汽车副车架的强度模态分析及结构优化是至关重要的。
本文将就此话题展开探讨。
一、汽车副车架的结构及工作原理汽车副车架是指安装在汽车底盘上的用于支撑底盘组件的结构。
其主要作用是传递车辆的荷载，同时还要满足汽车悬挂系统的需求，以确保汽车在行驶过程中的舒适性和稳定性。
在日常使用中，汽车副车架还要承受来自路面的冲击和振动，并且要能够抵抗车辆制动时产生的扭矩和冲击力。
汽车副车架需要具有足够的强度和刚度，以确保汽车在各种工况下都能够安全可靠地行驶。
二、汽车副车架的强度模态分析1. 强度分析汽车副车架在使用过程中要承受各种不同方向的受载情况，主要包括拉伸、压缩、弯曲和剪切等载荷。
需要对汽车副车架进行强度分析，以确定其在不同工况下的应力分布和变形情况。
强度分析的目的是确认汽车副车架在设计工况下不会出现塑性变形或者破坏，从而保证汽车的安全性和可靠性。
通过有限元分析等方法，可以对汽车副车架进行受力分析，计算其在各种工况下的应力和变形，从而确定其是否满足设计要求。
2. 模态分析模态分析是指通过对汽车副车架进行振动特性的分析，确定其固有频率和振型。
汽车副车架在行驶过程中会受到来自路面的激励力，因此需要对其进行振动分析，以确认其固有频率和振型与激励频率不发生共振，从而避免产生过大的振动响应。
通过模态分析，可以确定汽车副车架的主要振动模态，并评估其对汽车驾驶舒适性和稳定性的影响。
三、汽车副车架的结构优化1. 结构轻量化汽车副车架在保证足够强度和刚度的前提下，需要尽可能减小自身的重量。
轻量化可以降低汽车的整体质量，提高汽车的燃油经济性和加速性能，同时还能减少对环境的影响。
轻量化的方法包括采用高强度、轻质材料、优化结构布局和加强节点等。
2. 结构优化通过有限元分析等方法对汽车副车架进行结构拓扑优化、形状优化和材料优化。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化1. 引言1.1 研究背景汽车副车架是汽车重要的结构部件之一，承担着支撑车身、吸收冲击力、传递动力等重要功能。
随着汽车的发展，人们对汽车副车架的要求也越来越高，希望能够在保证结构强度的前提下减轻重量，提高燃油效率和安全性。
现有汽车副车架结构往往存在过多的冗余部分和设计缺陷，导致结构重量过大、强度不足等问题。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化显得尤为重要。
通过分析副车架在不同工况下的受力特点和振动模态，可以发现潜在的弱点和瓶颈，从而有针对性地进行结构优化，提高其整体性能。
基于以上背景，本文将针对汽车副车架的强度模态分析和结构优化展开研究，旨在为汽车工程领域提供更有效的设计方案和优化策略，促进汽车轻量化、高效化的发展。
1.2 研究意义汽车副车架是汽车重要的结构部件之一，其负责支撑整车重量并承载各种动态载荷。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化是非常重要的，具有以下几个方面的研究意义：汽车副车架的强度模态分析可以帮助工程师了解其在不同工况下的受力情况，从而预测可能存在的强度问题，为设计提供参考和改进方向。
通过分析副车架的振动模态，可以确定其固有频率和形态，进而评估结构的动力性能和耐久性。
结构优化可以有效地降低副车架的重量，提高结构的刚度和强度，降低振动和噪音，进而改善车辆的行驶性能和安全性。
通过优化设计，可以有效地降低生产成本和能源消耗，提高汽车整体的竞争力。
研究汽车副车架强度模态分析及结构优化还可以推动汽车工程技术的进步和创新，促进汽车制造业的可持续发展。
通过优化设计，可以提高汽车的整体性能和环保性能，满足不断提升的市场需求和法规标准。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化具有重要的意义和价值。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨汽车副车架的强度和振动特性，为设计和优化提供理论支持和技术指导。
具体包括以下几个方面的目标：1. 分析副车架的承载能力和抗疲劳性能，找出存在的弱点和瓶颈，为提高车辆整体结构的稳定性和安全性提供依据。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是车身重要的部件之一，其强度对于车身的安全性和稳定性有着决定性的影响。
因此，对副车架进行强度模态分析及结构优化具有重要的意义。
在强度模态分析方面，最常用的方法是有限元分析。
在进行有限元分析时首先需要进行建模，然后根据实际情况设置边界约束和载荷。
通过分析有限元模型的应力和变形情况来评价副车架的强度和刚度。
这种方法可以很好地评估副车架的强度，但是过于理论化，容易忽略一些实际情况，如材料的实际性质、生产工艺上的缺陷等，因此在结果的准确度上存在一定的误差。
在结构优化方面，目的是为了改善副车架的结构，提高其强度，减小质量，降低制造成本。
一种优化的方法是对材料进行选择。
选择高强度、刚度和抗腐蚀性能好的材料，如高强度钢和铝合金。
此外，也可以采用一些结构优化的方法，如加强副车架的节点和接头，降低不必要的重叠，提高副车架的整体强度和刚度。
可以使用流体动力学模拟和模拟优化方法来指导实际的优化设计。
在实际应用中，需要结合强度模态分析和结构优化的方法，以确保副车架具有足够的强度和刚度。
在设计过程中，需要考虑到各类载荷和力的作用，如行驶过程中的悬挂连接、路面震动、碰撞等，以确保副车架不会发生破裂或失效。
此外，需要考虑到生产工艺和成本的因素，尽量采用简化的设计和制造技术来减少成本和提高效率。
综上所述，汽车副车架的强度模态分析和结构优化是车身设计中非常重要的环节。
合理的设计方案可以提高车身的安全性和稳定性，减少车身故障的出现，从而提高整个汽车的品质和市场竞争力。
基于ANSYS的应急监测拖车副车架强度分析及优化
图 ５ 扭转工况下的应力图
图 ３ 弯曲工况下的应力图 图 ４
近年来ꎬ由于我国自然灾害的频发ꎬ人们对应急 监测拖车的要求也越来越高ꎮ 副车架作为底盘系统 的重要承载部件ꎬ位于方舱与底盘之间ꎬ起着上紧固 方舱ꎬ下连接底盘的作用ꎮ 在实际工作的过程中不 仅承受着来自方舱的载荷ꎬ同时也承受着来自地面 的载荷ꎬ这对副车架的设计和制造提出了较高的要 求ꎮ 本文以应急监测拖车的副车架为研究目标ꎬ先 对副车架进行了强度分析ꎬ在满足使用性能的情况 下ꎬ根据副车架的强度分析结果及结构特点ꎬ对副车 架的结构进行优化ꎮ
( １) 副车架 的 结 构 优 化 后ꎬ 部 分 零 部 件 的 结 构 形状及重量均发生了变化ꎬ节约了材料 ７０.８５ ｋｇꎬ占 总重量的 ２９.９％ꎬ结构优化效果良好ꎬ且经过在崎岖 路面及平整路面行驶 ５００ 公里的实际验证ꎬ副车架 没有发生变形ꎬ从另一方面也验证了优化的可行性ꎮ
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Ｍｏｖａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｎｏ.１ ２０１９
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ
得 ２６１８６５ 个节点和 ９７２５３ 个单元ꎮ
图 ２ 副车架网格的划分
收稿日期: ２０１９￣０２￣２７ 作者简介:郭建宇(１９９０－) ꎬ男ꎬ安徽亳州人ꎬ硕士研究生在读ꎬ主要研究方向为内燃机电站及改装车技术研究ꎮ
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Ｍｏｖａｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｎｏ.１ ２０１９
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是汽车结构中的重要组成部分，它承担着车辆的重量、扭矩和振动的传递，同时在车辆碰撞时发挥着重要的承载作用。
汽车副车架的强度分析和结构优化对于车辆的安全性和性能至关重要。
本文将就汽车副车架强度模态分析及结构优化进行探讨。
我们来看一下汽车副车架的强度模态分析。
汽车副车架主要受到来自发动机和车辆行驶时的负载作用，因此在强度模态分析中，需要考虑副车架在不同工况下的受力情况。
通过有限元分析等方法，可以对副车架的应力、应变和振动特性进行分析，找出其在不同工况下的受力状态和强度情况。
这对于设计和改进副车架的结构和材料具有很大的指导作用。
结构优化是提高汽车副车架强度的重要手段。
通过结构优化，可以改进副车架的设计方案，使其在不增加重量的情况下提高强度和刚度。
可以采用新的材料和工艺，提高副车架的耐疲劳性和抗冲击能力。
还可以通过减少副车架的零部件数量和连接处，降低副车架的制造成本和装配难度。
这些优化措施将有助于提高汽车副车架的整体性能和使用寿命。
在进行汽车副车架强度模态分析和结构优化时，需要注意以下几点。
需要充分考虑副车架的受力特点和工况，不同的车型和用途对副车架的要求是不同的，因此在分析和优化过程中需要进行针对性的研究。
要充分利用现代化的分析和优化工具，如有限元分析软件、拓扑优化算法等，以更有效地进行副车架强度模态分析和结构优化。
在进行结构优化时，需要综合考虑副车架的强度、刚度、重量和成本等多方面因素，以找出最合适的设计方案。
汽车副车架强度模态分析及结构优化是提高汽车安全性和性能的重要手段。
通过对副车架的受力特点和工况进行分析，可以找出其在实际使用中的弱点和问题，通过结构优化提出改进方案，从而使汽车副车架在保证安全的前提下具有更高的强度和刚度。
希望本文的内容对于相关领域的研究者和从业者有所帮助，促进汽车副车架结构的不断优化和提升。
基于ANSYS的自卸车副车架有限元分析及结构改进
中 图分 类 号 ：Ｈ１２ Ｔ ２ ６ Ｔ １ ；Ｐ ０
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ０ ４ ９ （０ ２ ４ ０ ２ － ３ １ ０ — ９ ８２ １） — ０ ２ ０ ０
对 这 一 情 况 ， 用 ＡＮＳ 运 ＹＳ软 件 对 副 车 架 受 力 情 况 进 行
ＹＪ １ ８型 自 卸 车 用 于 矿 山 等 野 外 作 业 场 所 的 运 ３２ 输 ， 具 有 牵 引 力 大 、 重 量 大 、 格 低 等 优 点 ， 卸 车 它 载 价 自 主要 部件 为 主 副车架 、 驶 室 、 箱 、 压举 升 机构 、 驾 货 液 发 动 机 、 速 器 等 ， 个 部 件 对 于 汽 车 的 质 量 以 及 使 用 寿 减 各 命 都 有 重 要 的 影 响 ， 其 中 副 车 架 的 设 计 是 整 车 设 计 中 关 键 的 一 环 。 车 架 起 连 接 主 车 架 和 货 箱 的 作 用 ， 在 副 旨 确 保 主 车 架 载 荷 的 均 匀 分 布 ，并 增 加 主 车 架 的 强 度 和 刚 度 。 该 车 正 常 使 用 ３ ５个 月 左 右 ， 车 架 纵 梁 宽 度 在 ～ 副 转 折 处 和 方 横 梁 处 就 出 现 了 焊 缝 开 裂 （ 图 １ ， 机 如 ）司
程 度 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对 副车 架 结 构在 不 同工 况和 不 同栽 荷 下 作 全 面 的 有 限 元 分 析 ， 出其 疲 劳裂 纹 产 生 的 原 因 ， 厂 采 ＮＹ 找 为
家提 出 了优 化 的 改进 方案 。 关 键 词：有 限 元 分 析 副 车 架 工况 疲 劳 裂 纹
ＧＰ ， 松 比 为 ０ ３ 密 度 Ｐ 为 ７ ８ １ ｇ ｍｍ 最 小 屈 ａ泊 ．， ．ｘ ０ ／ ；
基于ANSYS的车架结构优化设计
基于ANSYS的车架结构优化设计车架结构在汽车工程中起着至关重要的作用，它是支撑整个车辆的骨架，承受着来自地面、悬挂系统和动力系统的力和扭矩。
为了满足车辆的性能要求，提高安全性和降低噪音振动，车架结构需要进行优化设计。
本文将通过使用ANSYS软件进行车架结构优化设计，并详细介绍整个优化设计过程。
第一步是建立车架的有限元模型。
有限元分析是一种以离散化方法来近似连续物体的一种数学方法。
在车架结构的有限元建模中，可以使用SOLID186单元来模拟车架的实体结构。
同时，还需要将汽车的质量、车轮的载荷等加载到有限元模型中。
第二步是进行静态结构分析。
静态结构分析是车架结构优化设计的基础，可以评估车架在不同载荷情况下的应力和变形情况。
在进行静态结构分析之前，需要根据汽车设计标准和车辆使用条件来确定适当的载荷情况。
采用ANSYS软件进行静态结构分析，可以得到车架的应力和变形分布情况。
第三步是进行优化设计。
优化设计是车架结构设计中的重要环节，可以通过调整车架的材料、形状和尺寸等参数来改善车架的性能。
在ANSYS 中，可以使用自动优化工具进行优化设计。
首先，需要定义优化目标函数和约束条件，例如最小化最大应力、最小化车架的质量等。
然后，可以选择不同的优化算法，如遗传算法、粒子群优化等，来最优解。
通过多次迭代和分析，可以逐步得到最优的车架结构。
第四步是验证优化结果。
在优化设计完成后，需要进行验证来确认优化结果的可行性和有效性。
可以对优化后的车架结构进行静态结构分析、模态分析和疲劳寿命分析等，来评估车架的性能和可靠性。
如果结果满足要求，就可以进行后续的制造和测试。
总之，基于ANSYS的车架结构优化设计可以帮助工程师更好地理解和改善车架的性能。
通过使用ANSYS软件进行有限元建模、静态结构分析、优化设计和验证，可以得到最优的车架结构，提高汽车的性能和安全性。
同时，车架结构优化设计还可以减少材料的使用和降低成本，对环境也有积极的意义。
基于ANSYS的自卸车副车架有限元分析及结构改进
2012/4机械制造50卷第572期满足要求,并且有较大的富裕量。
这是因为计算时载荷是理想化的。
在实际工作中,会产生偶然性载荷,包括轨道的倾斜、轨道杂质等产生的载荷。
4结束语通过对有限元分析结果与传统的赫兹理论结果进行比较,说明采用ADINA 进行分析时,计算精度与模型的网格划分密度关系较大。
计算结果表明,该大负荷滚轮推车在性能上可满足使用要求,并且许用应力较大的富裕量完全可以克服在实际工作中的偶然性载荷。
参考文献[1]Fra 觢tia,Lubor.Numerical Solution of Elastic Bodies in Contact by FEM Utilising Equilibrium Displacement Fields [J ].Computational Mechanics,2007,41(1:159-174.[2]岳戈,陈权.ADINA 应用基础与实例详解[M ].北京:人民交通出版社,2008.[3]李虎林,易湘斌.产品开发中的多软件联合仿真技术[J ].机械设计与制造,2008(4:55-56.[4]彭文生,黄华梁.机械设计[M ].武汉:华中理工大学出版社,2009.[5]成大先.机械设计手册第一卷.(第4版[M ].北京:化学工业出版社,2002.[6]刘长虹.车架的随机静强度分析在粗糙集理论中的应用[J ].机械设计与制造,2005(10:1-3.葺(编辑功成YJ3128型自卸车用于矿山等野外作业场所的运输,它具有牵引力大、载重量大、价格低等优点,自卸车主要部件为主副车架、驾驶室、货箱、液压举升机构、发动机、减速器等,各个部件对于汽车的质量以及使用寿命都有重要的影响,其中副车架的设计是整车设计中关键的一环。
副车架起连接主车架和货箱的作用,旨在确保主车架载荷的均匀分布,并增加主车架的强度和刚度。
在该车正常使用3~5个月左右,副车架纵梁宽度转折处和方横梁处就出现了焊缝开裂(如图1,司机如不注意,极易酿成大梁断裂甚至翻车的大事故[1]。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是汽车底盘的重要组成部分，支撑着发动机、变速箱、驾驶舱等重要零部件。
在汽车运行过程中，副车架需要承受汽车行驶、转弯、遇到颠簸路面等复杂环境下的力和振动，因此需要具有良好的强度和稳定性。
为此，对汽车副车架进行强度模态分析及结构优化是非常必要的。
汽车副车架的强度模态分析是指对副车架进行力学分析，验证其在各种载荷情况下的强度。
具体来说，需要进行以下步骤：1. 副车架几何建模：基于汽车零部件CAD三维模型数据，对副车架进行几何建模，包括尺寸、形状、壁厚等参数。
2. 材料选用：对副车架所用材料进行材料力学性能测试，确定材料的弹性模量，泊松比等属性。
3. 载荷选用：根据副车架的使用环境和工况，确定所需的载荷方向和大小，如定向载荷、均匀载荷等。
4. 边界条件设置：需要对副车架进行边界条件的设置，包括初始条件和边界力，如支撑刚度、支撑位置等。
5. 强度模态分析：采用有限元方法（FEM）进行强度模态分析，求解副车架在各种载荷情况和工况下的静态和动态应力分布情况，以验证其强度。
分析结果表明，汽车副车架的特征频率对于汽车固有频率的负荷有很大的影响。
一方面，在提高刚度的同时需要保持强度和减轻质量的平衡。
另一方面，在副车架的强度模态优化中，要考虑到不同零部件的相互作用以及较低的噪音和振动水平。
根据副车架的强度模态分析，可以采取以下措施进行结构优化：1. 采用新的材料和制造工艺，如复合材料、铝合金、焊接等，以提高副车架的刚度和强度，并减轻质量。
2. 在副车架的设计中加入加固件、加强销、增加壁厚等措施，以提高副车架的强度。
3. 通过结构调整、减少焊接接头、优化节点设计等方法，改善副车架的疲劳寿命。
4. 优化副车架的几何形状和结构布局，以提高副车架的刚度和稳定性，并减少噪音和振动。
总之，强度模态分析及结构优化对于汽车副车架的设计和制造至关重要，可以提高汽车底盘的强度和稳定性，进而提高汽车的安全性和驾驶舒适性。
基于ANSYS的车架有限元分析报告
基于ANSYS的车架有限元分析报告一、引言车架是汽车的重要组成部分之一，它承载着车身、引擎等重要部件，并且需要具备良好的强度和刚度特性。
为了确保车架设计的合理性和安全性，有限元分析方法被广泛应用于车架的设计和优化过程中。
本报告通过使用ANSYS软件对车型的车架进行有限元分析，旨在揭示其结构的力学性能，并提出相应的优化建议。
二、建模与网格划分首先，根据实际情况对车架进行几何建模，包括车架材料的选择、主要结构的划分等。
然后，采用ANSYS软件对车架进行网格划分，以保证有限元分析的准确性和计算效率。
在划分网格时，应根据不同结构部位的重要程度和应力集中程度进行细致划分，以获得较为准确的应力分布。
三、材料属性设置车架材料的力学性能参数对有限元分析结果具有重要影响。
在本次分析中，我们选取了一种常用的高强度钢材料作为车架的材料，并设置相应的材料属性。
这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等参数。
要注意的是，这些参数需要结合实际情况和材料测试数据进行设置，以确保分析结果的准确性。
四、约束条件设置在有限元分析中，约束条件的设置对于分析结果的准确性至关重要。
在车架分析中，我们通常可以假设一些约束条件，比如悬挂点的约束、底盘支撑点的固定等。
这些约束条件可以对车架进行限制，并模拟实际使用中的约束情况。
五、载荷设置在有限元分析中，合理地设置载荷条件对于车架分析的准确性和可靠性也非常重要。
可以根据实际情况对不同工况下的载荷进行设置，比如车辆加速、制动、转弯等。
这些载荷会对车架产生不同的应力和变形，从而可以评估车架在不同工况下的强度和刚度特性。
六、分析结果与讨论通过ANSYS的有限元分析，我们可以获得车架在不同工况下的应力分布、变形情况等。
根据实际情况，可以评估车架结构的强度和刚度，并分析其受力情况和问题所在。
在本次分析中，我们得出了车架各个关键部位的最大应力和变形情况，并进一步进行了分析和讨论。
根据分析结果，我们可以找出车架结构中的问题，并提出相应的优化建议，比如增加固定支撑处的材料厚度、调整关键连接点的设计等。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是汽车底盘的重要组成部分，承载着车身重量和悬挂系统的力量。
其强度和刚度对于汽车的稳定性和安全性具有重要影响。
在汽车设计中，副车架的强度模态分析和结构优化是至关重要的。
强度模态分析是指利用有限元方法对汽车副车架进行力学分析，评估其在不同载荷下的应力和变形情况。
通过分析副车架的强度分布以及可能的应力集中点，可以确定设计中的弱点，并采取相应的措施加强设计。
还可以找出可能出现的疲劳裂纹和断裂位置，以提前进行预防和修复。
在进行强度模态分析后，可以根据分析结果对副车架进行结构优化。
优化主要包括减少材料使用、降低整体重量、增加局部刚度等。
通过结构优化，可以提高副车架的强度和刚度，提高汽车的稳定性和操控性能。
优化还可以降低副车架的噪音和震动，提高乘坐舒适性。
结构优化的方法主要有拓扑优化、形状优化和尺寸优化等。
拓扑优化是指在给定设计空间的条件下，通过排除或改变材料分布的方式，寻找最优的结构形式。
形状优化则是在给定材料分布的条件下，通过改变结构的形状，优化其性能。
尺寸优化是在给定结构形状的条件下，通过调整部件的尺寸，优化结构的性能。
在进行结构优化时，还需要考虑到副车架的制造和装配要求。
因为副车架是汽车底盘的一部分，需要与其他部件进行配合，因此结构优化的结果必须符合制造和装配的要求。
还要考虑到材料的成本和可获得性，选择合适的材料和制造工艺。
汽车副车架的强度模态分析及结构优化是汽车设计中非常重要的部分。
通过对副车架进行强度模态分析，可以评估其强度和刚度，并找出可能的弱点和疲劳裂纹位置。
在此基础上，可以进行结构优化，提高副车架的性能和安全性。
在进行优化时还需考虑到制造和装配的要求，以及材料的成本和可获得性。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化汽车副车架是汽车结构中的重要部分，它不仅承载着车身和发动机的重量，还需要具有足够的强度和刚度以保证车辆的稳定性和安全性。
在汽车设计中，副车架的强度和刚度是至关重要的，因此进行强度模态分析和结构优化是非常必要的。
我们来谈谈汽车副车架的强度模态分析。
强度模态分析是指通过数学模型和有限元分析方法，对副车架进行受力和振动情况的研究。
通过强度模态分析，可以得到副车架在不同受力情况下的应力分布和变形情况，从而找出存在的弱点和问题，为结构优化提供基础数据。
副车架的强度模态分析主要包括静态受力分析和模态振动分析两个方面。
在静态受力分析中，通过施加不同方向和大小的受力，可以得到副车架在负载情况下的应力分布情况。
而在模态振动分析中，可以得到副车架在外界激励下的振动模态和频率响应情况。
通过这两个方面的分析，可以全面了解副车架的受力和振动特性，找出存在的问题和改进的空间。
接下来，我们来谈谈副车架的结构优化。
在进行强度模态分析后，根据得到的数据和分析结果，可以对副车架的结构进行优化设计。
结构优化的目标是在保证强度和刚度的前提下，降低结构的重量和成本，提高车辆的性能和经济性。
副车架的结构优化主要包括材料选择、结构形式、布局设计和连接方式等方面。
首先是材料选择，通过选用高强度且轻量化的材料，可以在保证强度和刚度的前提下减少结构的重量。
其次是结构形式的优化，可以通过优化结构的形式和布局，使得副车架在受力和振动情况下能够更加均匀和合理地分布应力和变形。
最后是连接方式的优化，通过合理的连接方式和接缝设计，可以提高结构的稳定性和可靠性。
在进行结构优化时，还需要考虑到生产工艺、成本和可靠性等方面的因素。
结构的复杂程度和加工难度，对材料的加工性和成本，以及对车辆的使用寿命和安全性等方面都需要进行全面考虑。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化【摘要】本文探讨了汽车副车架强度模态分析及结构优化的相关问题。
在介绍了研究的背景、研究意义和研究目的。
随后正文部分分别对副车架结构、强度模态分析方法、结构优化方法进行了详细探讨，并提出了副车架强度模态分析和结构优化方法。
最后在结论部分总结了研究成果，并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究，可以为汽车副车架的设计和优化提供理论支持和技术参考，为汽车的安全性和稳定性提供保障。
【关键词】汽车副车架、强度模态分析、结构优化、结构分析、研究意义、研究目的、副车架结构、优化方法、强度、模态分析、研究成果、未来展望1. 引言1.1 背景介绍汽车副车架是汽车上的一个重要部件，承担着支撑车身和传递动力的重要功能。
随着汽车制造技术的不断发展和汽车行驶速度的不断提高，对副车架的强度和安全性要求也越来越高。
对汽车副车架进行强度模态分析及结构优化显得尤为重要。
汽车副车架结构复杂，受到多种力的作用，如静载、动载、撞击载荷等。
传统的计算方法难以满足精确的分析需求，因此需要借助现代计算机辅助工程技术进行分析。
通过强度模态分析方法和结构优化方法，可以对汽车副车架的受力情况进行深入研究，找出其弱点并进行优化改进，提高副车架的整体性能和安全性。
本文旨在通过对汽车副车架强度模态分析及结构优化的研究，为汽车制造行业提供参考和借鉴，提高汽车副车架的设计水平和质量。
也希望通过本文的研究成果，为未来进一步深入探讨汽车结构优化提供基础和方向。
1.2 研究意义汽车副车架是汽车重要的结构组件之一，承担着支撑车身和保护乘客的重要任务。
副车架的强度和稳定性直接影响着汽车的行驶安全和乘坐舒适性。
对汽车副车架的强度模态分析及结构优化具有重要的研究意义。
通过对副车架的结构分析，可以深入了解副车架的构造特点和受力情况，为进一步的强度模态分析和结构优化提供基础。
强度模态分析可以帮助工程师评估副车架在不同工况下的受力情况，确定其承载能力和安全性，为汽车设计提供科学依据。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
汽车副车架是承载引擎和变速器等动力传动装置，连接前后悬架系统以及车身其他结构的重要组成部分。
强度模态分析是对副车架进行力学计算和模拟，预测其在各种工况下的受力情况，以及发现和解决可能存在的结构强度问题。
结构优化则是对副车架进行设计和改进，以提高其强度和刚度。
在进行汽车副车架强度模态分析时，首先需要对其进行建模。
一般可以采用有限元方法进行建模和分析。
建模时需考虑副车架的几何形状、材料属性以及连接点等因素。
建模完成后，可以进行强度分析，包括静态强度分析和模态分析。
静态强度分析是对副车架在静载荷作用下的受力情况进行分析。
可以通过施加引擎质量和悬挂装置载荷等，预测副车架在行驶和停车过程中受到的应力和变形情况。
通过分析得到的应力分布和变形情况，可以评估副车架的强度和刚度是否满足设计要求，并在需要时进行结构优化。
模态分析是对副车架在动态工况下的振动特性进行分析。
可以对副车架在行驶过程中的共振频率、振动模态和振动形态等进行预测和分析。
通过模态分析，可以了解副车架的固有频率分布情况，从而避免悬挂系统与副车架的共振，提高行驶平稳性和乘坐舒适性。
针对强度模态分析中可能发现的结构强度问题，可以采取结构优化的方法进行解决。
结构优化可以通过改变副车架的几何形状、增加材料的强度和刚度，或者改变连接方式等来提高其强度和刚度。
结构优化还需要考虑副车架的重量、成本和制造工艺等因素，以实现最佳的设计方案。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化【摘要】这篇文章通过对汽车副车架强度模态分析及结构优化的研究，探讨了副车架在设计中的重要性。
在我们介绍了研究背景、研究目的及研究意义。
在我们详细探讨了副车架结构设计原理、强度模态分析方法、结构优化策略，以及通过实例分析和效果评价来验证优化结果。
在我们总结了强度模态分析在副车架设计中的应用，结构优化对性能的影响，并展望了未来的研究方向。
这篇文章旨在为汽车副车架设计提供更为科学的理论支持，并为相关领域的研究者提供参考。
【关键词】汽车副车架、强度模态分析、结构优化、设计原理、实例分析、效果评价、性能影响、研究展望1. 引言1.1 研究背景汽车副车架作为汽车底盘的重要部件之一，承担着连接车身和底盘传递扭矩和路面承载的功能。
随着汽车工业的发展和消费者对于车辆性能和安全性要求的提高，汽车副车架的设计和优化显得尤为重要。
在实际应用中，副车架常常会面临着受力不均匀、受振动影响等各种问题，导致其强度和稳定性存在一定的隐患。
进行汽车副车架强度模态分析及结构优化已成为当今汽车工程领域的研究热点之一。
通过对副车架的结构设计原理进行探讨和分析，可以更好地理解副车架的受力机制和承载特点；而副车架强度模态分析方法的研究则可以帮助工程师准确评估副车架在不同工况下的受力和振动情况，为优化设计提供依据；而结构优化策略的制定则可以有效提高副车架的强度和稳定性，从而改善整车性能和安全性。
1.2 研究目的汽车副车架是汽车底盘的重要组成部分，承载着车身和发动机等重要组件的重量，并且在车辆运行过程中承受着来自路面不平、颠簸等各种复杂载荷。
其强度和稳定性对车辆的安全性和性能有着至关重要的影响。
本研究旨在通过对汽车副车架的强度模态分析及结构优化，探讨如何有效提升副车架的抗压能力和抗扭性能，进而提高整车的安全性和稳定性。
具体来说，研究目的包括以下几点：1. 研究副车架结构设计原理，深入探讨其受力和变形机理，为后续的强度模态分析和优化设计提供理论支持。
基于ANSYS的某自卸车副车架模态分析
的 大 小 主 要 取 决 于主 车 架 的 结 构 、 载 荷 、 路 为 侧 向 弯 曲 ， 呈 波 浪 形 。在 副 车 架 中部 振 幅
面 不 平 度 以及 自身 的 结 构 。 为 了 提 高 抗 扭 刚 最 大 。 中 部 与 端 部 之 间的 位 置 次 之 。
度 ， 通 常 采 用 图 中 所 示 的 交 叉 梁 结 构 。 同
驶 安 全 性 有 重 要 的 意 义 。
选 择 分 析 类 型 为 模 态 分 析 。 ＡＮＳＹＳ提 供
二 、分 析 目 的
了 多 种 求 解 方 法 ， 在 此 分 析 中 采 用 Ｓｕｂｓｐａｃｅ
目前 运 营 的 自卸 车 其 副 车 架 的 形 式 根 据 法 。 由于 低 阶 频 率 对 副 车 架 的 影 响 较 大 ， 所
叉 梁 焊 接 而 成 。 相 比 较 实 体 车 架 ， 由 于 主 要 振 型 进 行 分 析 。如 图３
分 析 结 构 的 模 态 ，所 示 图 中 已经 进 行 了 一 些
第 …阶 振 型 以弯 曲 为主 ，最 大 位 移 处
省 略 和 简 化 ， 根 据 相 关 定 理 ，这 并 不 会 影 响 在副 车架 中段 ， 曲线 平滑 。跟第 二阶模 态相
［１］ 潘艳 君 ，张 宗 宝．基 于ＡＮＳＹＳ的 搅 拌 车
在 保 证 强 度 和 刚 度 的 同 时 ， 汽 车 在 实 副车 架应 力 分析 ．专 用 汽 车 ，２００９．０９
际使 用过程 中，作用在 车身 上的主 要是 动载
［２］ 杨 涛，李光攀．基 于ＡＮＳＹＳ的专用车车
荷 ，尤其 是这类 非公路 自卸 车， 工作环 境相 架模 态分析 ．专用汽车，２００８．１１
基于ANSYS的汽车车架的建模与模态分析
用
ＺＨＯＮＧ Ｐｅｉ－ ｓｉ， ＺＨＡＯ Ｄａｎ， ＳＵＮ Ｘｕｅ－ ｙａｎ， ＷＥＩ Ｑｕｎ
（ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６５１０， Ｃｈｉｎａ）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" 【摘 要】应用 ＡＮＡＳＹＳ 软件直接建立某轻型载货汽车车架实体模型， 并进行模态分析， 得到其
２ 模态计算与分析
于发动机的怠速频率 ２５Ｈｚ， 不易发生共振； （ ２） 发动机常见工作频 率 范 围 为（ ４８￣６５） Ｈｚ， 车 架 第 三 阶 频
率 ５２．２３７ 落在范围之内， 此时车架易与发动机发生共振。车架 第三阶模态振型， 如图 ２ 所示。
由振动力学可知， 固有频率和振型均取决于系统的 Ｍ 阵和
图 １ 车架有限元模型 Ｆｉｇ．１ Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｈａｓｓｉｓ
＊ 来稿日期： ２００７－ １０－ ２２
第６期
钟佩思等： 基于 ＡＮＳＹＳ 的汽车车架的建模与模态分析
－ ５３ －
松比为 ０．３， 材料密度为 ７８００ｋｇ／ｍ３。网格生成控制采用智能网格 划分， 单元划分尺度控制为 ９。最后划分网格得到车架有限元模 型。共划分网格单元 １１５４６２ 个， 节点 ４１７４１ 个。车架有限元模型 如图 １ 所示。利用该有限元模型， 对车架进行模态分析。
Ｔｈａｔ ｃａｎ ａｖｏｉｄ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｔｒｕｃｋ
ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｏｆｆｅｒｅｄ．
基于ANSYS推土机车架结构强度仿真分析
0 引 言大马力高驱推土机[1]由行走机构、车架、推土机构、松土器、液压电气系统、动力系统等组成。
车架作为承上启下的重要部件，既承受了推土机构在作业时传递的载荷，又与行走机构连接受到复杂地面工况传递过来的载荷，同时也承载着液压电气系统、动力系统等部件重量。
车架作为推土机核心承力部件，研究其结构在极限工况下的失效情况，对后续提升结构件寿命具有重要指导意义。
1 车架的关键承载部位结构强度分析1.1 推土机车架及关键承载部位结构介绍推土机车架作为推土机核心部位，连接行走装置和承载着推土机动力装置、液压装置等部件，他的重要性不可忽视。
而对于大马力推土机车架，其工作环境恶略，对于车架强度要求更高，因此对推土机车架关键承载部位进行强度校核也必不可少。
本文针对一种大马力高驱推土机车架，车架通过平衡梁和一根枢轴与行走机构进行连接，枢轴与车架安装为间隙配合，这种结构是为了后续拆卸方便，但在行走机构摆动的过程中，会对枢轴与平衡梁造成一定的冲击破坏，这种冲击破坏在整车转向时达到最大，因此研究车架在转向时关键承载部位的应力变化，并根据结果提出优化方案。
推土机的基本信息为：整机重量为70171kg ，发动机总前进功率为470kW ，变速箱前进一档为4.0km/h 。
因此基于推土机上述基本信息，对推土机的车架结构建立仿真模型。
1.2 车架及关键承载部位仿真模型的建立（1）在突然转向时，一侧履带被制动，而另一侧履带受到最大牵引力作用，这时来自履带的转向阻力矩会全部基于ANSYS 推土机车架结构强度仿真分析Strength Analysis of Bulldozer Frame Structure Based on ANSYS龚文杰 杨 胜 张 斌 （陕西中联西部土方机械有限公司，陕西 渭南 714000）摘要：为提升大马力推土机在正常推土作业时车架的结构强度，以车架的关键承载部位结构为研究对象，通过计算推土机在转向时所承受的载荷，并利用ANSYS 对其结构进行了仿真分析，根据结果找到结构薄弱部位并提出优化建议。
基于ANSYS的副车架结构强度及模态分析
基于ANSYS的副车架结构强度及模态分析杨德胜; 蒋清丰; 刘庆; 李先彬; 饶志明【期刊名称】《《制造业自动化》》【年(卷),期】2019(041)009【总页数】3页(P12-14)【关键词】压裂车; 副车架; 有限元分析; 结构强度; 模态分析【作者】杨德胜; 蒋清丰; 刘庆; 李先彬; 饶志明【作者单位】四川宝石机械专用车有限公司广汉 618300; 斯伦贝谢科技服务成都有限公司成都 610200【正文语种】中文【中图分类】TE90 引言压裂车是将高压、大排量的压裂液压入地层裂缝，从而撑开地层将支撑剂挤入裂缝的主要设备，目前，压裂车已成为石油压裂所用的核心设备之一。
压裂车主要由运载底盘和台上设备（包含发动机、变速箱、压裂泵和散热器四大主件）所组成，中间通过副车架来连接。
在压裂车使用过程中，副车架得有足够的强度和刚度，才能承受所有台上设备由于不断振动所产生的应力影响。
因此，减小副车架的变形已成为压裂车设计时需要重点考虑的问题[1]。
压裂车副车架的结构强度是影响压裂车使用寿命的重要因素之一，吴汉川[2]等分析了衡梁数量对副车架承载能力的影响；高媛[3]，王旱祥[4]等通过分析提出了优化压裂车车架设计及上装布置的建议。
Liu J等[5]分析了主框架与副车架之间的连接器数量和位置对底盘承载能力的影响。
以上研究对现有压裂车副车架的结构强度分析较少，无法为副车架的结构优化提供理论依据。
因此，本文通过三维建模软件建立副车架的三维模型，并借助有限元分析软件对副车架的结构分析，查找薄弱环节，为后期有针对性的进行加强副车架结构强度、提高副车架的承载能力提供理论依据。
该研究的开展有效提高了副车架的实际应用，具有重要的实际意义。
1 有限元模型的建立根据对压裂车副车架结构进行分析与测量，并结合三维CAE软件建立了如图1所示的副车架结构模型。
由图1可知，该副车架主要由两根主梁和若干纵梁组成，发动机底座、变速箱底座、散热器底座和压裂泵底座等附属支架通过焊接与车架相连，副车架通过止推板与主车架连接。
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【12】 第41卷 第9期 2019-09基于ANSYS 的副车架结构强度及模态分析Structural strength and modal analysis of sub frame based on ANSYS杨德胜1，蒋清丰1，刘 庆1，李先彬1，饶志明2YANG De-sheng 1, JIANG Qing-feng 1, LIU Qing 1, LI Xian-bin 1, RAO Zhi-ming 2（1.四川宝石机械专用车有限公司，广汉 618300；2.斯伦贝谢科技服务成都有限公司，成都 610200）摘 要：压裂车是石油压裂的核心设备之一，为了提高压裂车副车架的整体承载力，根据运载底盘的结构建立了压裂车副车架的三维模型，并运用有限元分析软件ANSYS对副车架及与其连接的附属支架进行了强度分析，通过分析确定了副车架受力薄弱的位置，为针对副车架结构强度的设计改进提供了理论依据；并对现有副车架进行模态分析，有效防止副车架与振动源发生谐振，确保了副车架作业过程中的可靠性，保证了整车的安全。
关键词：压裂车; 副车架; 有限元分析; 结构强度; 模态分析中图分类号：TE9 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)09-0012-03收稿日期：2018-08-08基金项目：国家973项目：超临界CO 2强化页岩气高效开发基础-延2001页岩气井超临界CO 2压裂设备作者简介：杨德胜（1982 -），男，河南太康人，中级工程师，硕士，主要从事压裂设备设计等工作。
0 引言压裂车是将高压、大排量的压裂液压入地层裂缝，从而撑开地层将支撑剂挤入裂缝的主要设备，目前，压裂车已成为石油压裂所用的核心设备之一。
压裂车主要由运载底盘和台上设备（包含发动机、变速箱、压裂泵和散热器四大主件）所组成，中间通过副车架来连接。
在压裂车使用过程中，副车架得有足够的强度和刚度，才能承受所有台上设备由于不断振动所产生的应力影响。
因此，减小副车架的变形已成为压裂车设计时需要重点考虑的问题[1]。
压裂车副车架的结构强度是影响压裂车使用寿命的重要因素之一，吴汉川[2]等分析了衡梁数量对副车架承载能力的影响；高媛[3]，王旱祥[4]等通过分析提出了优化压裂车车架设计及上装布置的建议。
Liu J 等[5]分析了主框架与副车架之间的连接器数量和位置对底盘承载能力的影响。
以上研究对现有压裂车副车架的结构强度分析较少，无法为副车架的结构优化提供理论依据。
因此，本文通过三维建模软件建立副车架的三维模型，并借助有限元分析软件对副车架的结构分析，查找薄弱环节，为后期有针对性的进行加强副车架结构强度、提高副车架的承载能力提供理论依据。
该研究的开展有效提高了副车架的实际应用，具有重要的实际意义。
1 有限元模型的建立根据对压裂车副车架结构进行分析与测量，并结合三维CAE 软件建立了如图1所示的副车架结构模型。
由图1可知，该副车架主要由两根主梁和若干纵梁组成，发动机底座、变速箱底座、散热器底座和压裂泵底座等附属支架通过焊接与车架相连，副车架通过止推板与主车架连接。
䑘⧖ソⳃⰐ〛⭸䔚⢅㯺㼅⭸䔚㩃㦩㡘⭸䔚ⶒ⧖ソ䑘㑛䓾㑛䐚㵧⟆䁚㑲⡤⭸䔚图1 压裂车副车架结构示意图压裂车副车架材料性能参数如下：所采用的材料为Q345B 低碳合金钢，其弹性模量E=200GPa ，屈服强度σs =345MPa ，最小抗拉强度σb =470MPa ，伸长率e=21%，泊松比为0.3。
为了对副车架的结构强度进行有限元分析，运用第41卷 第9期 2019-09 【13】Gambit 网格划分软件对副车架模型进行网格划分，并对模型中关键接触位置进行网格细化以增加计算过程中的计算精度。
通过网格划分得到了副车架局部网格模型如图2所示。
图2 副车架局部网格模型为了使仿真计算结果更有利于从增强副车架结构强度方面进行优化设计，通过计算，得出了压裂车在正常施工作业时副车架各部位所承载的部件质量，所得结果如表1所示。
这为后期仿真计算中副车架各点力的施加提供了依据。
表1 部件名称及其质量部件主车架副车架发动机变速箱散热器压裂泵质量/kg1268011957300200022007300为了简化计算，依据表1中各部件质量对副车架施加边界应力条件时，根据各部件与副车架相连的所在位置将应力平均分布于接触面上，各接触面积的应力大小通过部件质量及部件与副车架的接触面积进行计算。
各部件与副车架的接触均被视为刚性接触，且副车架与主车架及支架之间的接触为摩擦接触。
2 副车架结构强度分析方向规定：朝车头的方向为Z 的正方向，垂直向上的方向为Y 的正方向，根据右手定则可判断X 的正方向，其方向如图3所示。
为了防止副车架作业过程中发生塑性变形，本文计算了副车架承载时各个方向的伸长率，为副车架的变形情况判断提供了理论依据。
2.1 副车架在X 方向上的强度分析为了对副车架在X 方向上的强度进行分析，在X 方向上根据表1中质量换算施加最大应力的同时，将副车架完全固定，并采用简支方式仅添加在X 轴方向上的力进行约束，然后在X 方向上对副车架分别进行1g 、2g 与4g 加速度分析。
为了计算副车架在X 轴方向上的受力薄弱位置，首先计算得到了副车架在4g 加速度作用下X 轴方向上的等效应力分布云图。
计算结果如图3所示。
由图3所示可知：在4g 加速度作用下，压裂泵底座下，主梁与纵梁连接处的应力水平达到最大值，最大约为5843.6MPa ，明显高于副车架材料的屈服强度。
通过计算副车架在1g 与2g 加速度作用下的最大应力得知，副车架在1g 加速度作用下最大应力为1385.1MPa ，2g 加速度作用下最大应力为2807.1MPa ，且不同加速度作用下应力分布云图基本相似，最大应力分布位置基本相同，因此可以认为副车架在作业过程中压裂泵底座下的位置极易发生变形，副车架在作业过程中该结构设计不够 安全。
伸长率是衡量和考察金属可塑性的重要指标之一[6]。
为了研究副车架在X 方向上的最大变形情况，通过计算其在4g 加速度作用下X 方向上的伸长率得到了如图4所示的副车架的在受载时的拉伸率云图。
图4 副车架的最大伸长率部分云图由图4可以得知，副车架的最大受载伸长率约为2.92%。
最大变形位置与图3所示最大应力分布位置基本相同，均出现在压裂泵底座下方。
通过将副车架在受载时的变形率与该材料的最大变形率进行对比可知，副车架受载时变形率远小于材料的最小变形率，因此可以认为副车架材料的选用合理，为了增强其结构强度，只需对副车架的设计进行改进。
2.2 副车架在Y 、Z 方向上的强度分析采用如X 轴方向上副车架结构强度的分析方法，分别对车架添加Y 轴方向与Z 轴方向上的约束，在Y 轴与Z 轴方向上添加4g 加速度计算得到副车架在Y 轴与Z 轴方向上的最大应力。
通过计算得知，Y 轴与Z 轴上最大应力云图如图5、图6所示。
图5 副车架在Y轴方向上的应力云图图3 副车架在X 轴方向上的应力云图【14】 第41卷 第9期 2019-09图6 副车架在Z 轴方向上的应力云图由图5与图6可知，副车架在4g 加速度作用下在Y 轴与Z 轴方向上的最大应力分别为804.7MPa 与586.26MPa ，均大于副车架材料的最大屈服极限。
根据应力分布云图可以得知，副车架在Y 轴方向与Z 轴方向上的最大应力主要集中分布在螺栓孔附近，其余位置应力强度均小于345MPa ，因此可以认为副车架在Y 轴方向与Z 轴方向上的结构设计是安全的。
为了确保材料的合格性，分别计算了在4g 加速度作用下副车架在Y 轴与Z 轴方向上的拉伸率，通过计算得知，在4g 加速度作用下，副车架在Y 轴方向上承载的最大拉伸率约为0.4%，在Z 轴方向上的承载最大拉伸率约为0.3%。
均远小于副车架所用材料的最大变形率。
根据对Y 轴与Z 轴方向上的拉伸应力云图分析得知，与在X 轴方向上的拉伸云图相同，Y 轴与Z 轴方向上的最大拉伸率出现的位置也在副车架在该方向上的应力集中部位。
由于副车架基本不承受扭转作用，因此此处忽略副车架沿X 、Y 与Z 轴沿轴线的扭转运动。
通过上述分析可以认为：压裂车作业过程中副车架在X 轴方向上存在明显的应力强度不足的问题，易导致压裂车在该方向上的损坏，因此需要对副车架在X 方向上的结构强度进行加强。
其加强的方法可以通过增加纵梁厚度与结构形式，提高副梁与主梁连接的可靠性既能大大提高副车架的结构强度。
3 副车架模态分析为了防止压裂车在作业过程中与发动机等部件产生谐振，本文通过模态分析计算了副车架在作业过程中的固有频率，并通过固有频率与部件的激振频率进行对比，确保压裂车不会与部件发生谐振而失稳。
压裂车在现场作业过程中，轮胎的支撑强度无法测量，因此不能通过有限元分析模型中的弹性支承进行取代，根据现场勘查，压裂车在作业过程中基本不存在弹性变形情况，因此本文在对压裂车副车架进行模态分析时取与结构强度分析相同的简支方式，将轮胎处的支撑视为固定支撑。
通过模态分析可以得知，X 方向上激振占主导地位时，副车架的固有频率约为12.59Hz ，当压裂泵在该方向产生激振时，副车架的变形位置如图7所示主要分布副车架的前端，其最大变形量约0.44mm。
图7 副车架在X 轴方向振动时的变形云图根据以上计算可知，为了防止副车架因谐振而加快疲劳损坏，当发动机、变速器及压裂泵等激振设备产生的振动主要集中在X 轴方向上时，应尽量控制激振设备的激振频率，使激振频率避开副车架的固有频率，当无法改变设备的激振频率时应适当增大对副车架在该方向上的约束以增大副车架的固有频率，提高副车架的使用寿命。
4 结论通过对压裂车副车架进行设计，运用三维CAE 软件建立了副车架模型，在此基础上通过有限元软件分析了副车架的结构强度并对副车架进行模态分析，通过分析计算得知：1）副车架在Y 轴方向与Z 轴方向存在良好的结构强度，但在X 轴方向上存在明显的强度不足问题，为了增大副车架在X 轴方向上结构强度，可考虑增加止推板或者是增加纵梁厚度的方式来提高副车架的结构强度；2）副车架在X 轴方向上的固有频率偏低，为了防止副车架与压裂车上的激振设备发生共振，应适当增加副车架在作业过程中的支撑刚度及支撑点个数来增大副车架的固有频率。
参考文献：[1] 龚伟安.钻井液固相控制技术与设备[M].石油工业出版社,1995.[2] 吴汉川,刘健,庞罕,肖文生,杨本灵,牛文录.2500型压裂车副车架拓扑优化及分析[J].石油矿场机械,2012,41(03):18-20.[3] 高媛,王红玲,单东升.2500型压裂车车架结构多目标拓扑优化设计[J].石油矿场机械,2015,44(05):49-53.[4] 王旱祥,苑得鑫,张立军.2500型页岩气压裂车底盘车架承载能力分析[J].甘肃科学学报,2015,27(04):69-73.[5] Liu J, Pang H, Wu H C, et al. Topology Optimization of Sub-Frame Structure of 2500HP Fracturing Truck[J].Applied Mechanics & Materials, 2011, 97-98:690-693.[6] 白星良.有色金属挤压与拉拔[M].冶金工业出版社,2010.。