散装水泥半挂运输车车架建模及有限元分析

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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。

散装水泥运输车车架有限元分析

ＡＮＹ．Ｔｅａａｙｉｅｕｔｈｗｔａｅｆａｅｓｕｔｒｓｒｔｎ，ａｄｔｅｓｅｇｈｃｎｍｅｔｔｅｒｑｉｍｅｔ．ＴｉｈＳＳｈｎｌｓｓｒｓｌｓｓｏｔｒｔｃｕｉａｉａｈｔｈｍｒｅｏｌｎｔｎｔａｅｅｕｒｎｓｈｓａｈｒｈｅｓ
研究与分析
・
机械研究与应用・
散装水泥运输车车架有限元分析
姜雁雁
（威海市交通学校，山东威海２４０）６２０
摘
要Байду номын сангаас 车架作为非承栽式车身结构的主要承栽部件，要承担汽车的大部分载荷，其性能直接关系到整车性能的好
坏。文中用Ｐ／ｅｒＥ三维建模软件建立了半挂车车架的三维实体模型，并利用ＡＳＳ软件进行静态分析，ＮＹ分析结果表明，所设计的车架结构合理，强度能够满足要求，这不仅在其早期结构设计中有着重要的指导意义，而
车进行运输。在散装物料运输车中，应用最为广泛的是散装水泥运输车 … 。汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道
路及各种复杂载荷的作用，并且汽车上许多重要总成
在实际工作中，半挂车受载情况十分复杂，尤其是水泥载荷的施加较为困难，因此，分析之前应首先
ｐｉｅ．ｒｓｓ
Ｋｅｒｓｅ —ｔａｌｒｒｅ；ｆｉｌｍｅｔｙｗｏｄ：ｓｍｉｒｉ；ｆａｅｍｉｔｅｅｎｎｅ

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

半挂牵引车车架有限元分析的开题报告

半挂牵引车车架有限元分析的开题报告题目：半挂牵引车车架有限元分析一、选题背景和意义：半挂牵引车是一种常用的运输工具，其安全稳定性对于交通运输行业至关重要。

车架是半挂牵引车的主体结构，负责承载车身和所装载物品的重量和力量，因此其结构安全性是半挂牵引车运行安全的重要保障。

有限元分析是一种理论计算方法，可以模拟实际的结构受力情况，对于车架的结构设计和优化具有重要的意义。

二、研究内容和方法：本研究将以一辆半挂牵引车的车架为研究对象，利用有限元分析软件进行车架的有限元建模，通过加载不同的载荷，分析车架的受力情况，找出车架的薄弱环节，并提出相应的优化方案。

研究方法主要包括以下几个步骤：1.车架有限元建模采用有限元分析软件对半挂牵引车的车架进行建模，选择合适的单元类型和网格划分，构建数值分析模型。

2.载荷分析根据实际情况，确定车架承受的载荷情况，在有限元分析软件中加载各种载荷，如静载荷、动载荷等。

3.应力分析利用有限元分析软件分析车架的应力分布情况，得出车架的最大应力和应力集中点位置。

4.应变分析利用有限元分析软件分析车架的应变分布情况，得出车架的最大应变和应变集中点位置。

5.结构优化根据有限元分析结果，找出车架的薄弱环节，提出结构优化方案。

采用有限元分析软件对优化方案进行验证和优化。

三、预期结果和意义：通过本研究，可以建立半挂牵引车车架的有限元模型，分析车架在不同载荷作用下的受力情况，找到车架的薄弱环节，提出优化方案，最终得到经过优化的车架结构。

这些结果可以为半挂牵引车车架结构设计和优化提供参考，提高其安全性和稳定性，减少车辆事故的发生，为国家交通运输事业的发展做出贡献。

117468_赵坤_自卸式半挂车车架建模及有限元分析_前期报告_1428238022999

河北工业大学城市学院毕业设计（论文）前期报告学生姓名：赵坤学号： 117468 系别：机械工程系专业：车辆工程设计(论文)题目：自卸式半挂车车架建模及有限元分析设计(论文)地点：河北工业大学城市学院指导教师：王金刚职称：教授2015年 04 月 03 日一、文献综述（不少于2000字）1.课题背景随着社会的发展，自卸车在二十世纪五十年代应运而生，自卸车的问世是一场重大的技术革新，是有效节省劳动力、降低劳动强度、提高生产效率的特色产品。

自卸车又称翻斗车，是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆，是应用较多、环境适应能力强的一种专用车，可以运输绝大部分的散货，由于运输货物相对比较固定，所以具有均衡性强的特点，在粮食、采矿、建筑、矿粉运输、电厂、钢厂的许多行业都有广泛的应用[1]。

目前国内自卸车主要用于能源物流运输(煤碳、砂石、矿石等)和工地道路施工作业，其中煤碳、砂石料、铁粉运输比例占有相当大的比重。

半挂车，是车轴置于车辆重心(当车辆均匀受载时)后面，并且装有可将水平或垂直力传递到牵引车的联结装置的挂车[2]。

其设计结构合理，且外型美观，制动效果好，可靠性高。

其次，半挂车设计符合人体工程学，具有装载质量大，装载物品稳当、结实的特点。

缩短了汽车的总长，提高了整车的行驶稳定性和机动性，更重要的是它的区段运输、甩挂运输、滚装运输还能对我国物流的组织形式起到一定程度的促进作用[3]。

与汽车相比，半挂车更能够提高公路运输的综合经济效益。

运输效率可提高30-50%，油耗下降20-30%，成本降低30-40%[4]。

正因为自卸车和半挂车各自特点和优势，所以二者的结合更是绝佳的配合，节省了劳动力、提高了运输效率、降低了成本，成为汽车行业的一枝独秀。

2.项目的国内外发展情况自卸半挂车最早源于国外，日本、北美、西欧的技术比较先进，在发达国家随着基础设施的日趋完善，自卸半挂车市场品种齐全、产品技术含量高，一些新材料诸如高强度钢板、新型铝合金材料、塑料等的使用，使车身的重量变得更轻，在降低了能耗的同时，更增加了美感和抗变形能力[5]。

混凝土搅拌车车架的有限元分析

混凝土搅拌车车架的有限元分析关丽坤　张　凯　张鑫宇(内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古014010)摘要:用ANSYS软件建立某搅拌车主、副车架的实体模型,并进行静力分析和模态分析,得到其应力、应变分布情况和固有频率及振型特征。

据此对车架结构参数进行修正,为车架的优化设计及进一步的实验与研究提供了有效的依据。

关键词:搅拌车;车架;有限元分析;静力分析;模态分析中图分类号:T U642+.2 文献标识码:AFinite Element Analysis for the LorryFrame of Concrete Agitating LorryGuan L i kun,Zhang Ka i,Zhang X i n yuAbstract:The physical model of the main fra me and sub2fra me of one certain agitating l orry is established by AN2 SYS s oft w are,mean while static f orce analysis and modal analysis have been conducted,further stress,stress distribu2 ti on,and natural frequency as well as vibrati on mode have been obtained.The structural para meters of the l orry fra me have been corrected based on the above infor mati on,which has p r ovided effective basis for the op ti m izati on design and further experi m ent&research of the l orry fra me.Key words:agitating l orry;l orry frame;finite ele ment analysis;static force analysis;modal analysis 由于搅拌车的搅拌罐是通过前后支撑安装在副车架上,而前后支撑的位置在副车架的前后端,这就导致了副车架承受罐体通过前后支撑作用在,造成了副车架在使用过程中承受着很大的弯矩和扭矩,使得副车架的应力状态极为恶劣。

基于有限元的半挂车车架阵型模态分析

基于有限元法的半挂车车架振型与模态分析汽车服务工程专业丁建建指导老师吴永海摘要车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。

随着汽车工业的高速发展，对汽车的性能要求越来越高，这使得传统的设计计算方法已经无法满足现代汽车设计的要求。

有限元法的飞速发展为车架的结构性能的计算分析带来了新的革命。

本课题采用有限元方法对HYG9386半挂车车车架结构进行振型模态分析,运用Solidworks对车架进行三维建模,通过Ansys软件进行模态分析,计算了车架在施加位移约束下的前二十阶模态特性，识别出车架振型的模态参数,获得了车架在该状态下的固有频率和振型特征。

关键词半挂车，车架，有限元，模态分析1绪论1.1研究的目的和意义车架作为支承连接汽车的各零部件是汽车的主要骨架之一，它是整个整个汽车的基体。

整车的绝大多数部件和总成(包括地板、侧围、悬架和发动机等)都是通过车架来固定位置的,它将汽车的各总成有机连成一体。

汽车在行驶过程中作用在汽车各部件上的载荷都是动载荷，结构上产生的位移、应力、应变不仅随其在结构中的空间位置变化，车架要承受扭转、弯曲等多种载荷产生的弯矩和剪切力，同时受到来自路面和车桥的激振。

当载荷的频率与结构的某些固有频率接近或相等时，结构将产生强烈的共振，从而引起很高的动应力，它会使汽车各部分之间产生剧烈振动，会出现噪声过大，早期损坏汽车的某些部件的现象，降低汽车的使用寿命。

设计中除了要有足够的强度、足够的抗弯刚度和合适的扭转刚度保证汽车对路面不平度的适应性外，合理的振动特性也是十分重要的，因此车架对整车的刚强度、抗疲劳等性能和汽车的振动频率有非常重要的影响。

车架结构的模态分析是汽车新产品开发中结构分析的主要内容，尤其是车架结构的低阶弹性模态，它不仅反映了车架的整体刚度性能，而且是控制汽车常规振动的关键指标，应作为汽车新产品开发的强制性考核内容。

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。

车架纵梁简化模型有限元分析的操作步骤

车架纵梁简化模型有限元分析的操作步骤1.静力分析1.1一维模型的静力分析1、选择分析类型在Toolbox—Analysis Systems中双击2、前处理（1）定义材料属性在弹出的分析项目窗口中双击并在弹出的窗口中Outline Filter—General Materials，在Outline of General Materials添加Structural Steel—Engineering Data，对Structural Steel的密度，杨氏模量和泊松比进行更改编辑。

然后回到主界面的项目管理窗口。

（2）建模1）在Sketching中的XZ平面上建一条直线草图，长度为1800mm，然后将直线划分为5段，长度依次为400mm，100mm，800mm，100mm，500mm。

2）然后点击中的Lines From Sketches，然后选草图，点击Apply，再点击生成线体。

3）定义梁的截面形状，输入梁截面的长宽尺寸。

（3）划分网格1)点击进入Mechanical模块。

2)通过输入element size为10mm来划分网格，如右图所示。

3)最后点击Generat Mesh完成网格划分。

（4）施加载荷和边界条件1）点击添加重力，然后再输入重力加速度的大小，指明重力方向，如。

2）在梁上第二个和第三个分割点处分别添加集中力，大小为1000N，方向向下，如。

3）分别在梁的第二、第三、第四段线上添加Line Pressure，大小皆为2N/mm，方向向下，如。

4）添加边界条件：在梁的左边添加，设置为5）在梁的左边添加，设置为3、选择需要查看的结果（1）总位移：-- --（2）查看最大弯曲应力：点击。

（3）查看约束反力：点击中的，然后在中选择需要查看约束反力的作用点（如Remote Displacement）。

4、求解点击求解5、后处理依次查看并分析结果。

1.2二维模型的静力分析1.选择分析类型在Toolbox—Analysis Systems中双击2.前处理（1）定义材料属性在弹出的分析项目窗口中双击并在弹出的窗口中Outline Filter—General Materials，在Outline of General Materials添加Structural Steel—Engineering Data，对Structural Steel的密度，杨氏模量和泊松比进行更改编辑。

有限元分析在半挂

上装研究有限元分析在半挂车上的实战运用王大俊新乡华烁车辆有限公司，河南新乡，453011摘要：受轻量化趋势影响，市场上通常使用性能更好的材料和结构优化相结合的方法，使用有限元仿真技术辅助设计，来减少产品的研发周期。

由于专用车车型众多，没有相应的分析规范和标准，加上受人为因素和环境条件影响，有限元结果与实际产品使用存在不小的偏差，很多人质疑有限元研发仅仅存在于理论阶段。

据此，通过对半挂车研发设计和产品使用中暴露的问题，发现运用有限元分析具备有可行性和实战性，并为半挂车产品研发提供了可视化的有效参考答案。

关键词：半挂车；有限元分析；可行性；实战性中图分类号：U469.5收稿日期：2023-11-13DOI：10 19999/j cnki 1004-0226 2024 01 0111前言近年来，随着相关法规的完善和行业竞争日趋激烈，市场对半挂车轻量化要求越来越高。

很多企业在满足使用要求前提下，采用强度更高和厚度更薄的板材，再通过结构优化的方法，进而达到降低整车重量。

本研究以38m³粉罐半挂车和13m 鹅颈半挂车为对象，应用HyperWorks 软件进行结构仿真分析。

通过实际车辆建立分析模型，分析结果与售后的车辆进行对比，然后进行结构再优化设计，得出有限元分析在结构研发设计和优化上具备有很强的实战性。

2有限元模型建立2.1材料特性参数本文通过两种车型作为研究对象，一种车型38m³粉罐半挂车，整车使用板材为T610L ；另一种车型13m 鹅颈半挂车，小零部件使用板材为T700，腹板和下翼板使用板材为T980。

材料性能参数见表1。

表1材料性能参数T610L T700T9807830783078302062062060.30.30.362970110106747551033252814.22.2网格划分整车由薄钢板直接拼焊、折弯或者卷制成型后拼焊而成，零部件的几何尺寸远大于板厚，所以对车架采用壳单元（PSHELL ）进行网格划分，网格单元类型以四边形单元为主［1-2］。

搅拌运输车副车架有限元静力分析及结构改进

492017.08建设机械技术与管理4.4 加强机械使用环境的保护机械停放场地应符合安全要求。

机械停放位置要合理，以适应机械运动所需的空间，周围环境不应对机械运动构成危险。

场地应平坦、坚实，使机械能进能出，便于在紧急情况下疏散。

夜间应有充足的照明，消防器材要合理布置，并在周围及机械出入口设立警示标志。

冬季要做好防冻，夏季要做好防雷电、防水，一年四季做好防火、防盗工作。

4.5 强化现场安全监督（1）强化重点项目、重点环节监管措施，提高管理的针对性和有效性；落实机械设备以及危险性较大工程安全监管措施提高应急处置能力，做到沉着处置，科学处置。

（2）长期搁置的施工机械再次使用前需要进行全面检查；机械管理和维护要严格执行安全规程，同时要做好人员岗位责任、机械维护保养和工地现场管理等方面的排查和监督。

（3）开展现场安全大检查，对临时防护，用电、机械的维修保养、消防安全等进行重点检查，及时发现和消除安全隐患，确保设备安全运行，实现设备管理“零事故”。

5 结语公路机械设备安全管理工作是机务管理工作中的重点，是完成好生产任务的首要条件，只有做好安全管理工作，才能杜绝或减少事故的发生，才能创造更好的经济效益。

收稿日期：2017-05-09通讯地址：山东省临沂市北城新区北京路29号（276001）1 搅拌车副车架的失效形式由于混凝土搅拌车应用工况的多样性及复杂性，如：西北地区的戈壁滩路况、四川重庆地区的山路路况以及建筑工地高低不平恶劣路况，在车辆运行过程中路面对搅拌车轮胎、底盘悬架系统产生随机激励的载荷对各部件造成极其严重的冲击和振动，从而使各部件处于不断地弯曲、扭转或复合工况下疲劳应变状态中，长期以往极有可能导致零部件破坏。

如果激励频率与上装零部件固有频率接近或一样而产生共振，那么极有可能在短时间内导致零部件失效。

针对国内混凝土搅拌运输车车架在短时间内使用后经常发生断裂的问题，利用有限元软件对该车架及优化后车架进行静态、动态对比分析并对优化后样机进行应用验证，根据搅拌车满载工况下的运行特点，归纳了搅拌车使用的三种典型工况：一是满载弯曲工况，二是满载扭转工况，三是满载制动工况，对副车架进行了静态受力分析，分析了车架危险点应力分布、应力大小以及变形情况。

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ｂａ８ｅｍ１８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ｏｉｌ
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２１０２０８
２徐州师范大学机电工程学院
摘
徐州
２１１２１６
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
、
ｆａｅｓｒｃｕｅ，ｉｒａｅｈｏｏｒｒｆｅｅｃｒｍｔｕｔｒｎｃｅｓｓｔｅｌｗ— ｄｅｑｕｎｙ，ｉｒｖｓｔｎｍｉｅｏｍａｃｎｄｐｏｉｅｈｏｅｉａｓｓｆｒｄｅｒｍｐｏｅｈｅｄｙａｃｐｒｒｎｅａｒｖｄｓｔｅｒｔｃｌｂａｉｏ — ｆｓｇｎｄｉｒｖｍｅｔｔｈａ．ｉｎａｍｐｏｅｎｏｔｅｆｍｅｌＫｅｗｏｒｙｄｓ：ｓｍｉｔａｌｒｒｍｅ；ｆｎｉｌｍｅｔｅ —ｒｉｅ；ｆａｉｔｅｅｎ；ｍｏｌａａｙｓｓ；ｏｔｍｉａｉｎｄｓｇｅｄａｎｌｉｐｉｚｔｏｅｉｎ
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

部采用１Ｍｎ弹性模量Ｅ一２６ＧＰ，松比／：６，０ａ泊１
收稿日期：２１ —２２；修回日期：２１— ３１０２０— ８０２０ — ８作者简介：吴华杰（９７）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ＣＡＤ建模，利并用ＡＮＳＹＳ的ＤｓｎＯｔ块对纵梁进行优化。ｅｉｐ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
１２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
１１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

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。

货车车架有限元模型的建立及分析 (1)

作者简介：柴新伟（1981-），男，山西夏县人，在读硕士研究生，研究方向：车辆工程。

收稿日期：2009-0７-02；修回日期：2009－12－01引言汽车车架是发动机、底盘、车身各总成及专用车专用设施的安装基础和关键承载部件。

我国对于一般车架的设计及强度校核，是依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学的经验公式。

传统分析设计方法,具有简单易行的优点,目前在我国的车辆设计计算中仍起一定作用。

传统方法也有明显不足,带有相当的盲目性,每次车架设计改进都不会有明显的突破；而且设计周期长,使得车架的更新换代的速度较慢,不能与现代化商品主产竞争相适应；也不能对车架结构的应力分布及刚度分布进行定量分析。

因此,设计中不可避免地造成车架各部分强度分配不合理现象；使得整个车架设计成本提高,而且某些部位强度不足,容易引起事故；某些部位强度又过于富余,造成浪费,达不到优化设计的目的。

随着CAD/CAE 技术的推广及计算机软硬件的发展,汽车行业已将CAD/CAE 技术用于汽车车架的设计与研究,为工作人员提供了可靠的计算工具[1]。

如果直接从CAD 软件导入Ansys ，会出现一些模型上相关问题，例如失去面，且其前处理不是很好；然而hyperworks 却有良好的CAD 兼容性和很好的有限元模型前后处理功能。

在CAD 中建立车架三维模型时，由于结构复杂,对一些附属结构和工艺结构，简化:1)略去某些功能件和非承载构件。

有些构件仅为满足工艺或使用要求设置,并非根据强度要求设置，对车架结构内力分布和变形的影响较小,因此建模时可以忽略（如工艺孔,缓冲座等）。

2)对某些部件进行简化。

车架主要是用槽钢和钢板铆接和螺栓连接而成，建立结合模型时只保证零件间的相对准确位置和连接孔的对应．根据副车架和主车架的连接方式，可将其简化为主车架左右边梁上的均部载荷，不再单独建模[2]。

将模型从CAD 软件导入hypermesh 中，车架边梁和横梁采用壳单元（SHELL63），实体零件（如吊耳，平衡悬架等）选用实体单元（solid45），钢板和板簧使用刚性梁单元和弹簧单元模拟。

3号车罐体和车架三维建模及有限元分析

本文对 3 号车罐体和车架的研究是通过计算机三维可视化绘图软件 Pro/E 建立 3 号车罐体和车架的三维实体模型，输出 IGS 或 SAT 格式文件导入有限元分析软件 ANSYS 中进行网格划分，然后对有限元模型进行加载和求解，得出罐体和车架在不同工况下的受力情况，根据分析结果对初始的罐体和车架模型作出评价，并对初步设计进行有针对性的改进。
本文对3号车罐体和车架的研究是通过计算机三维可视化绘图软件proe建立3车罐体和车架的三维实体模型输出igs或sat格式文件导入有限元分析软件ansys中进行网格划分然后对有限元模型进行加载和求解得出罐体和车架在不同工况下的受力情况根据分析结果对初始的罐体和车架模型作出评价并对初步设计进行有针对性的改进
III
4.5.3 转弯行驶工况 ....................................................... 31 4.5.4 爬坡行驶工况 ....................................................... 33 4.5.5 卸载工况分析 ....................................................... 35 结论 .................................................................... 39 致谢语 .................................................................. 40 参考文献 ................................................................ 41
目前在汽车设计工作中运用 ANSYS 来提高效率已经非常普遍，掌握利用有限元软件进行车辆设计的方法并积累相关经验，无论对于车辆研究人员本身还是对于我国汽车工业的长远发展，都具有重要的意义。