新型全承载式半挂车车身结构设计
挂车结构
随着市场经济的深入，公路运输业有了长足的发展，普通半挂车的使用范围越来越广。
我公司设计的兆鑫牌系列半挂车吸取了国内外同类车型的优点，采用先进的技术和严格的生产制造工艺。
在保证具有较高的机动性的前提下，尽可能设计增加车厢容积，以方便用户使用。
我公司生产普通半挂车主要有四种车型：单轴半挂车、双轴半挂车、三轴半挂车、重型三轴半挂车。
普通半挂车主要结构1.1 车架和车厢半挂车的车架为框架式结构，纵梁为优质成型工字钢或焊接工字钢,其结构做成阶梯形,以降低重心；横梁采用优质钢板冲压成型或成型槽钢，横梁与纵梁连接采用穿梁式结构，增加了车架的抗扭强度。
整个车架是在特制的定位台架上组装、焊接而成，其结构合理、强度高、使用性能好。
车厢为全金属结构，三面开启式，栏板高度为600mm也可根据用户要求相应增减，左右栏板按车厢长度不同又分为前、中、后若干段，方便货物装卸作业。
1.2 支承装置半挂车选用机械式支承装置，其作用是当牵引装置与挂车脱开时，用于支撑地面，承受半挂车前部载荷。
支承装置有单动式和联动式两种，主要由支承盘、螺杆传动机构、减速箱和操纵手柄等构成，常用的型号有邗江、宝华、富华，、JOST几种。
用户也可自行选择其他型号。
1.3 悬挂1.3.1单轴半挂车悬挂单轴半挂车悬挂采用单轴弹簧悬架装置。
前后支架均采用优质钢板组焊而成，并与纵梁焊成一体，坚固可靠。
钢板弹簧总成由主、副钢板弹簧组成，主钢板弹簧为加厚、重载型，具有足够的承载强度。
1.3.2双轴半挂车悬挂半挂车悬挂采用双轴平衡式弹簧悬架装置。
前后钢板弹簧悬架中间装有质量平衡装置，挂车在任何凹凸不平的道路上行驶，可使前后钢板弹簧挠度等量变化，确保挂车行使的平稳性。
1.3.3三轴（重型）半挂车悬挂三轴（重型）半挂车悬挂采用三轴平衡式弹簧悬架装置。
前后钢板弹簧悬架中间装有质量平衡装置，挂车在凹凸不平的道路上行使，同样可使前后钢板弹簧挠度等量变化使车驾得到缓冲。
1.3.4车轴总成车轴主要由轮胎、车轴和制动器、轮毂等组成。
70t级新型通用敞车车体结构车辆设计结构配置
采用制动主管压力满足500kPa和600kPa的制动装置，主要由改进型120控制阀、直径为305mm的新型整体旋压密封式制动缸、新型嵌入式不锈钢材质储风缸、改进型ST2-250双向闸瓦间隙自动调整器、改进型KZW-A型空重车自动调整装置及球芯折角塞门、组合式集尘器、货车脱轨自动制动装置等组成。
c. 采用美国F51AE钩舌结构改进17型车钩钩舌，改善主要承载部位应力分布，提高钩舌S牵引弧面抗拉强度。
d. 采用17型锻造钩尾框，提高内在质量，避免砂眼、气孔、缩松等铸造缺陷，解决运用货车尾框断裂惯性质量问题。
b. 采用不锈钢嵌入式新型储风缸，提高风缸组装质量，减小腐蚀对制动管系清洁度的影响。
c. 采用带有常用加速制动的120控制阀；规范阀体双头螺柱紧固力矩和装配工具等，防止螺纹滑扣；采用不锈钢材质的阀内弹簧，提高耐腐蚀性能；加强滤尘性能，提高阀内清洁度，保证120阀作用可靠性；具备自防盗功能。
d. 细化踏板、扶梯等附属配件与不锈钢材料的连接结构，提高局部结构可靠性。
2 转向架
采用转K6型或转K5型转向架。
2.1 摇枕、侧架
采用先进技术和管理理念，提升摇枕、侧架的制造工艺水平，提高大部件安全可靠性和使用寿命，产品实物质量达到世界先进水平。
a. 采用符合AAR标准要求的B+级铸钢材质的摇枕、侧架，在保证其塑性指标良好的前提下提高力学性能等级。
b. 采用整体制芯工艺，使摇枕、侧架内腔光滑平顺，A、B部位无披缝、无台阶，提高内表面质量。
c. 采用表面强力抛丸，提高外表面质量和疲劳强度。
2.7 转K6型转向架装用符合运装货车〔2006〕162、190、202号文件要求的JC型双作用常接触弹性旁承，一系悬挂采用轴箱橡胶垫，采用链式固定杠杆支点。
(完整word版)半挂车结构设计
系列报道：半挂车的通过性与结构（二）二、半挂车的结构1、有关的尺寸、重量参数：对于非特殊的半挂车，在确定有关的尺寸参数时，应当考虑运输成本，各个渡口的情况，交通安全的有关规定等等。
最大宽度不得超过2500毫米，总长不宜超过15米，总高不得超过3.8米，以便与火车车厢的地板及站台保持一致的高度，以利装卸。
如果大型金属棚式车厢，除车厢后门外，应当有右侧门，其宽度拟不小于1.2米（见图4）；车厢内高一般在2.4米以下，但要便于叉形起重机进行装卸作业。
由于隧道和市区电车线路的关系，为防止事故，高度要严格限制。
集装箱高一般不超过2.5米，如高于尺寸，拟乎用低地板半挂车。
2、载重重量：这与牵引车后桥驱动轮的负荷能力、半挂车的轴距，后轴载重量、轮胎尺寸等等有关。
普通牵引后桥驱动轮负荷能力一般不超过8.5～9.5吨，此轮负荷太小，汽车爬坡、加速时的动力性能要恶化，并会发生前述的“折迭”现象；而下坡时，则会发生前轮转向不稳的发“飘”现象。
同时轴距还影响到转向操作的灵活性与转弯半径。
因此，各轴负荷分配必须合理。
笔者认为中桥（驱动桥）负荷应占整车总量的41～43％较为合理。
3、车架：为降低地板高度，车架纵梁做成阶梯形。
所用材料，目前国内以16Mn钢板压制成型。
可减轻自重，国外普遍采用高强度钢板，甚至还采用高强度耐腐蚀的铝合金压制，并有应力低的部位冲出减轻孔，自重很轻。
目前国内有的半挂车制造厂，限于条件，车架纵梁用型钢（槽钢）制造，结果自重很大，并往往只能做成平直车架，相应提高了地板高度。
就载重8吨的半挂车纵梁而言，在相应的抗弯模量下，采用6～7毫米的16Mn板压制的车架纵梁与用22号槽钢的纵梁对比之下，前者可使地板高度降低80～100毫米，相对降低了重心高度，提高了稳定性。
车架自重也可以降低五分之一以上。
用型刚做半挂车车架纵梁的不合理设计一定要改变。
4、转盘：亦称连接装置，是牵引车与半挂车相连接的装置。
为了提高运输效率，国外往往是把半挂车拉到目的地后，丢下半挂车卸货，而套上另一只半挂车拉往目的地，因此要求能快速连接。
半挂车的车身设计与空气动力学特性
半挂车的车身设计与空气动力学特性半挂车是一种运输工具，常用于长途货运。
它由汽车底盘和半挂车车厢组成。
与传统的汽车相比，半挂车在设计上需要更加注重其车身的空气动力学特性，以提高运输效率和稳定性。
首先，半挂车车身的设计应考虑到空气流动的特点。
空气动力学是研究物体在空气中运动时所受到的阻力、升力及其他相关效应的科学。
在半挂车设计中，减小空气阻力是提高车辆性能和节省燃料的关键。
降低空气阻力的一个重要手段是优化车身外形。
通过改变车身的外形，可以减少空气与车辆碰撞所产生的阻力。
一般来说，半挂车的前部应该尽量平滑，减少前进方向上的流体阻力；车头和尾部的造型也要精心设计，避免产生大面积的气流分离。
车身侧面的设计也十分重要。
流经车身两侧的气流会产生较大的侧向力，影响车辆的稳定性。
为了减小侧向力，设计师可以考虑加装侧翼板或者特殊形状的车身侧面，以减少侧风对车辆的影响。
此外，半挂车车身的下部也需要特别关注。
在车身底部留有足够的空间，可以防止低气压区域的产生，同时也可以减少空气流经车辆底部时产生的阻力。
在车辆底部增加平板或者进气孔，可以改善车辆的空气动力学性能。
半挂车的车身设计还需要考虑到货物的安全性。
在加强车身的同时，也要确保货物的固定和保护。
合理的车身设计可以提高车辆的稳定性，降低货物倾覆的风险，并减少货物在运输过程中的损坏。
另外，要注意车头和半挂车车厢之间的联接部分。
车头和车厢之间的空气流动会对整个车辆的空气动力学特性产生影响。
为了减少这种影响，设计师可以通过改变车头和车厢的结构，使得二者之间的连接更加平滑，减小空气的扰动。
除了车身设计，半挂车的空气动力学特性还受到车速、气温和路面状况等因素的影响。
在设计过程中，需要考虑到这些因素对空气动力学性能的影响，并做出相应的优化调整。
总之，半挂车的车身设计与空气动力学特性密切相关。
通过优化车身外形、减小空气阻力，可以提高半挂车的运输效率和稳定性。
合理的车身设计还可以保障货物的安全和稳定，减少运输过程中的损坏。
新型物流专用运输半挂车车身结构的设计分析
低车辆 自身重量且提升车辆整体的使用功能和安全 性是今后主要研 发的
方向。
１ 车辆参数化设计
得， 和正三角构造相似 ，并具备纵梁支撑结构的斜撑结构进行承荷计算
时 ，总体刚度能够取得 显著提高。
３ ３ 两类 设 计 方案 比较
通过 Ｃ ＋ ＋语言中的公式计算系统简单 明确新型车辆 的各类设计参 数， 利用双层龙骨式车辆底架设计模式确定初期车辆的车身结构 ，其总
１ ）改进 之后的车辆骨架构件的高应 力数 目显然低于传统车身结构
设计 ：
车的质量 中心高。相 关资料显示 ，车自身重量减少 １ 顿 ，能够减少油量 损耗 ６ ％～ ７ ％， 所 以， 该设计不仅减 少车辆 自身重量 ， 还 提升了车辆运 输量 ， 进而使整体运输花费明显 氏 。
２ 车辆材料选择 车辆车身结构杆件以小横截面矩形管材 为主要材料 ，其通 常具 备． ３ Ｏ 毫米 × ６ ０ 毫米 × ３毫米 ，３ ０毫米 × ５ ０毫 米 × ３ 毫 米 ，规格 ３ ０毫 米× ３ ０ 毫米 × ２ 毫米、３ ０毫米 × ２ ０毫米 × ２ 毫米。其运用 ２ ０ ＃ 碳素结 构钢作 为杆件原 料，性能参变量为 ，密度 ．７ ８ ０ ０ 千克 ／ 立 方米 ，流动
４ ２ ３ ６ ％ ，因此改进 之后车 身结构 的总体应力能力获得极 大改观 。而弯 扭工况 分析 中 ， 车 身结构改善之后 的应力均 方差和之前结构相 比减少
极 限：２ ４ ０兆帕，破坏应力 ４ １ ０兆帕，横 向变形系数 ０ ３ １ ， 弹性模
量 ２ ． ０ ７ ×１ ０ ５兆帕。利通过有限元分析软件制定其车身结构模 型，且 通 过工况法针对有限元车身结构模型实行静力学研究 ，研究结论 显示，弯 曲工况最 高应 力 １ ９ ５ 兆帕 ，发生为底架首个独立运输舱前立 柱 部位 ，弯扭工 况最 高应 力 ２ １ ８兆帕 ，发生为底架独立运输舱旁 中间 进行合理的简化 ，得到杆件数 目６ ４ ５ 个。
半挂车结构
半挂车结构随着市场经济的深入，公路运输业有了长足的发展，普通半挂车的使用范围越来越广。
我公司设计的兆鑫牌系列半挂车吸取了国内外同类车型的优点，采用先进的技术和严格的生产制造工艺。
在保证具有较高的机动性的前提下，尽可能设计增加车厢容积，以方便用户使用。
我公司生产普通半挂车主要有四种车型：单轴半挂车、双轴半挂车、三轴半挂车、重型三轴半挂车。
普通半挂车主要结构1.1 车架和车厢半挂车的车架为框架式结构，纵梁为优质成型工字钢或焊接工字钢,其结构做成阶梯形,以降低重心；横梁采用优质钢板冲压成型或成型槽钢，横梁与纵梁连接采用穿梁式结构，增加了车架的抗扭强度。
整个车架是在特制的定位台架上组装、焊接而成，其结构合理、强度高、使用性能好。
车厢为全金属结构，三面开启式，栏板高度为600mm 也可根据用户要求相应增减，左右栏板按车厢长度不同又分为前、中、后若干段，方便货物装卸作业。
1.2 支承装置半挂车选用机械式支承装置，其作用是当牵引装置与挂车脱开时，用于支撑地面，承受半挂车前部载荷。
支承装置有单动式和联动式两种，主要由支承盘、螺杆传动机构、减速箱和操纵手柄等构成，常用的型号有邗江、宝华、富华，、JOST几种。
用户也可自行选择其他型号。
1.3 悬挂1.3.1单轴半挂车悬挂单轴半挂车悬挂采用单轴弹簧悬架装置。
前后支架均采用优质钢板组焊而成，并与纵梁焊成一体，坚固可靠。
钢板弹簧总成由主、副钢板弹簧组成，主钢板弹簧为加厚、重载型，具有足够的承载强度。
1.3.2双轴半挂车悬挂半挂车悬挂采用双轴平衡式弹簧悬架装置。
前后钢板弹簧悬架中间装有质量平衡装置，挂车在任何凹凸不平的道路上行驶，可使前后钢板弹簧挠度等量变化，确保挂车行使的平稳性。
1.3.3三轴（重型）半挂车悬挂三轴（重型）半挂车悬挂采用三轴平衡式弹簧悬架装置。
前后钢板弹簧悬架中间装有质量平衡装置，挂车在凹凸不平的道路上行使，同样可使前后钢板弹簧挠度等量变化使车驾得到缓冲。
货车车体钢结构设计
货车车体钢结构设计货车车体钢结构设计摘要：根据铁路升级换代的过程，以敞车为例通过对不同吨级车型的对比对货车车体钢结构设计优化情况进行分析，并提出建议关键词：货车车体钢结构优化设计建议1、铁路货车升级换代现况铁路作为国民经济的大动脉和大众化交通工具，在国民经济发展中占据着重要地位，在第5次大面积提速后，我国铁路货运能力有了较大提高，但还是不能满足国民经济的持续快速增长的需求，铁路运输能力严重不足已成为制约国民经济发展的“瓶颈”，为提高线路综合运输能力，中国铁路提出了货运重载与提速并举的技术政策，货车提速重载是中国铁路跨越式发展战略和装备技术现代化的重要组成部分，2006年中国铁路快速推出了70t级敞车、棚车等9个品种，实现了中国铁路货车由60t级向70t级的全面升级换代，目前，载重70t 通用货车、载重80t运煤专用敞车已经批量生产，为缓解“瓶颈”制约提供了强有力的保证，在这个升级过程中，对货车车体钢结构的设计也提出了新的要求，本文以C64K型敞车、C70型敞车、C80B型敞车分别做为60t级、70t级、80t级的代表产品，对货车车体钢结构设计进行分析。
2、C64K、C70与C80B车型特点与主要技术参数对比2.1 C64KC64K型敞车车体为全钢焊接结构，车体主要采用材料采用09CuPCrNi-A耐大气腐蚀钢，由底架、侧墙、端墙、车门等部件组成。
底架由中、侧、枕、横、端、小横梁及钢地板组焊而成。
中梁由两根310乙字型钢组焊而成，侧梁为240×80×9槽钢；枕梁、大横梁为钢板组焊结构，底架上铺7mm厚的耐候钢地板；侧墙侧墙为板柱式结构，由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成。
上侧梁采用140×116×6冷弯矩形钢管，侧柱采用热轧帽型钢或8mm 厚冷弯帽型钢。
端墙端墙由上端梁、角柱、横带及端板等组焊而成。
上端梁采用140×116×6冷弯矩形钢管，角柱由140×58×6槽钢与钢板组焊而成。
客车全承载车身技术
客车全承载车身技术来源：佳工网日期：2011-12-04 点击：68更多0应用在客车上的全承载车身技术是高档豪华客车制造技术中的重要项目。
该技术是德国凯斯鲍尔公司于上个世纪50年代首创，并通过严格的碰撞试验，性能优越，使客车具有经济、安全和舒适等性能，尤其适应高速长距离客运。
全承载车身技术的应用，引发了国内客车制造业的一场技术变革。
车身结构特点全承载车身结构的底架不是传统的冲压成型铆接车架式结构，而是由矩形管构成的格栅式结构。
这种底架与前后围、侧围、车顶五大片组成全承载车身。
车身采用封闭环结构，由于没有车架，故可降低地板和整车高度。
整个车身参与载荷，上下部结构形成一整体，在承受载荷时，使整个车身壳体达到稳定平衡状态。
在具有较大的抗扭刚性格栅式结构的底架上，配置发动机、前后桥等总成，可以保证各总成相对位置关系正常工作。
其优点是：车身重量降低，结构强度与刚度提高；简化构件的成型过程，提高材料利用率；整车重心低，高速稳定性好；加工不需要大型冲压设备，便于产品改型，容易实现多品种系列化生产。
它最大的优势是被动安全性好，按照欧洲的客车被动安全测试，这种结构能够在汽车翻滚及相撞时，保证乘客的安全空间。
制造工艺要点全承载车身与传统的车身结构不同，在制作工艺上有显着区别。
客车公司对车身设计已形成各自的设计准则，但基本要求是一致的：1）根据结构设计受力，选用不同规格、材质的矩形管进行组焊。
2）底架基本上是有规则的截面梁、连接梁组成。
3）车身结构件主要是采用低碳钢、低合金结构钢的冷拔或高频焊接矩形管组成。
4）前后围、侧围、车顶五大片除尺寸有所不同，结构基本上是相同的。
因此，在制作工艺上可以实现单一车型和多种车型的批量生产。
制作工艺过程为：矩形管除油，矩形管下料，矩形管弯曲，小总成焊接；格栅式底架和前后围、左右侧围、车顶焊接；车身总拼；车身补焊件，打磨、校正。
装焊必须在焊接工装上进行，这样才能控制各部件的相对位置尺寸，并能有效控制焊接收缩、变形。
客车车架及车身骨架设计
客车车架及车身骨架设计车架设计车架是整个客车的基体，其功用是支承、连接汽车各个总成的零部件，承受来自车内外的各种载荷，并在很大程度上决定了客车总体的布置型式。
现代很多客车都有作为整车支承的车架，车上绝大多数的部件和总成都是通过车架来固定其位置的。
对于由车身骨架承担载荷的客车，称为承载式客车，一般采用桁架式车架结构，现代客车正逐步向这种承载车身形式发展。
车架的结构形式首先应满足汽车总布置的需要。
汽车在复杂多变的道路上行驶的时候，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。
当汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷的作用下可产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形，当一边车轮遇到障碍时，还可能使整个车架扭曲成菱形。
这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置，从而影响其正常工作。
因此，车架应具有足够的强度和适当的刚度。
为了使整车轻量化，要求车架质量尽可能的小些。
此外，降低车架的高度以使得汽车质心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性，这一点对客车来说尤为重要。
客车行业在发展初期，其底盘车架主要始于货车二类底盘的改装，形成了长头客车。
随着时间的推移，有了后来在货车三类底盘上进行改装的过程，并进一步形成专用的客车底盘。
后来对车架的结构进行了改变和发展，形成了分段式车架结构的底盘，这样就可以降低城市客车地板的高度，对长途和旅游客车来说则是为了获得较大的行李舱。
随着全承载车身技术的出现，又形成了适应承载车身的不同类型的各种客车底盘，其底盘车架一般采用桁架式结构。
1、三类底盘的车架改装上世纪80年代前后，我国的客车基本上是以中型载货汽车的三类底盘改装而形成的。
不管作为城市客车还是作为长途客车，其地板高度较高，踏步级数一般是3-4级。
车架型式大部分采用梯形车架（图5-25），也就是纵梁直通式结构，或在此基础上外加牛腿（即支撑梁）；极少数也采用横梁直通式车架，这种车架为纵梁分段与直通横梁以加强角撑板铆接或焊接而成。
运载大型罐体的凹式半挂车结构设计探讨
运载大型罐体的凹式半挂车结构设计探讨摘要：近年来，在现在社会的发展中，超大超重的罐体货物的运输任务仍是一项棘手的问题，为改善上述情况，设计师以炮车结构为基础，设计出了凹式半挂车。
该车采用组合模式，其中包括起到牵引作用的是牵引车，并通过可自由伸缩的货架降低了运载货物的尺寸要求，升降液压缸和鹅颈、后模块的结合简化了货物的装卸，在一定程度上实现了超大型罐体货物的轻松运载。
下面，本文将就此针对凹式半挂车的结构设计展开分析和讨论，以此为大型货物运输的发展提供可观的参考。
关键词：运载大型罐体；凹式半挂车；结构设计探讨引言随着我国经济的发展加快，运输行业发展速度迅猛，而半挂车主要承担大宗商品物流运输任务，一般都是参与长途运输，半挂车对我国交通运输业的发展起着很大的推动作用。
方便超大超重罐体货物的运输，设计师以炮车结构为基础开发了专用的运输车。
整车是由六个部分组成的，具有可伸缩的托架和具有升降能力的货台，利用变心装置和连接销将鹅颈与货台的刚性连接变为现实。
为实现托架的可伸缩性，设计师将可伸缩部分外侧的箱型梁插入货台主梁的方孔中，以此达到设计目的。
如此设计的挂车具有装卸便利等优点，为挂车设计提供了参考。
1参数化模型的建立1.1转向机构的建模思路首先简化模型，对转向机构点位布置影响不大的机构模型可以省去，对杆件等可以不考虑其具体形状，只要其相对位置正确即可，可以直接用link单元代替。
为了建立参数化模型，在Adams中使用DV（设计变量）对整个模型进行建模，首先确定模型有多少个点位，以及点位之间的联系。
比如转向机构是对称的，所以对称点位可以有同一个变量的正负来表示，这样就可减少一个变量，再比如两点是在同轴线水平线上可以用同一个变量表示，最终确定有多少变量。
根据点位数在adams中建立相应的点位，然后建立相应的变量，在将变量命名，给定初值（原设计已经求得初值）之后，赋值到相应的点上，再根据点建立相应的杆件模型，分析转向机构的运动关系，对各个杆件建立约束关系，这样就可以通过修改变量的值来改变模型。
(完整word版)半挂车结构设计
系列报道：半挂车的通过性与结构（二）二、半挂车的结构1、有关的尺寸、重量参数：对于非特殊的半挂车，在确定有关的尺寸参数时，应当考虑运输成本，各个渡口的情况，交通安全的有关规定等等。
最大宽度不得超过2500 毫米，总长不宜超过15 米，总高不得超过3.8 米，以便与火车车厢的地板及站台保持一致的高度，以利装卸。
如果大型金属棚式车厢，除车厢后门外，应当有右侧门，其宽度拟不小于1.2 米（见图4）；车厢内高一般在2.4 米以下，但要便于叉形起重机进行装卸作业。
由于隧道和市区电车线路的关系，为防止事故，高度要严格限制。
集装箱高一般不超过2.5 米，如高于尺寸，拟乎用低地板半挂车。
2、载重重量：这与牵引车后桥驱动轮的负荷能力、半挂车的轴距，后轴载重量、轮胎尺寸等等有关。
普通牵引后桥驱动轮负荷能力一般不超过8.5〜9.5吨，此轮负荷太小，汽车爬坡、加速时的动力性能要恶化，并会发生前述的“折迭”现象；而下坡时，则会发生前轮转向不稳的发“飘”现象。
同时轴距还影响到转向操作的灵活性与转弯半径。
因此，各轴负荷分配必须合理。
笔者认为中桥（驱动桥）负荷应占整车总量的41〜43％较为合理。
3、车架：为降低地板高度，车架纵梁做成阶梯形。
所用材料，目前国内以16Mn钢板压制成型。
可减轻自重，国外普遍采用高强度钢板，甚至还采用高强度耐腐蚀的铝合金压制，并有应力低的部位冲出减轻孔，自重很轻。
目前国内有的半挂车制造厂，限于条件，车架纵梁用型钢（槽钢）制造，结果自重很大，并往往只能做成平直车架，相应提高了地板高度。
就载重8吨的半挂车纵梁而言，在相应的抗弯模量下，采用6〜7毫米的16Mn板压制的车架纵梁与用22号槽钢的纵梁对比之下，前者可使地板高度降低80〜100毫米，相对降低了重心高度，提高了稳定性。
车架自重也可以降低五分之一以上。
用型刚做半挂车车架纵梁的不合理设计一定要改变。
4、转盘：亦称连接装置，是牵引车与半挂车相连接的装置。
为了提高运输效率，国外往往是把半挂车拉到目的地后，丢下半挂车卸货，而套上另一只半挂车拉往目的地，因此要求能快速连接。
新型全承载式半挂车车身结构设计
第一作者：王伟，男，1985年生，硕士研究生，车辆工程专业(专用汽车方向)。
图2 全承载式半挂车车身底架简图
3 车身模型有限元分析
车身骨架杆件为小截面矩形管材，尺寸规格(mm)：。
管材材料为20#优质碳素30×30×2、30×50×3和30×60×3图3 车身整体1阶弯曲振形图4 车身整体1阶扭转振形
车身结构的动态刚度特性通常用车身结构的低阶自由模态的固有频率来表述，主要考察车身模型的整体1阶弯曲和整体率是否分布在合理的范围内，两种固有频率是否发生耦合计算结果可知，新开发车型的车身有限元模型的1阶整体弯曲和阶整体扭转频率均分布在合理的范围内，由此避免了整体发生共。
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1 前言
随着我国经济的飞速发展和基建项目的不断投入，半挂车作为运输能力强、实载率高、物流成本低的有效工具，已成为国民[1]经济中不可或缺的重要运输装备。
近年来，国内众多的半挂车生产企业为了在区域市场占有较高的份额，纷纷投入研发力量，结合地区市场特点，开发出适应于本区域市场的产品。
山西省晋中市拥有全国最大的玻璃器皿生产出口基地，年出口量达4 000万件以上，是当地的支柱产业。
由于产品主要用于出口且企业距离港口较远，通常采用普通厢式半挂车或低平板半挂车进行运输。
因玻璃器皿质量轻且运输时所需空间较大，用普通厢式半挂车运输既浪费了载荷的有效利用率，又因车厢空间限制而不得不进行多次运输，这种模式导致车辆管理混乱和运输成本增加；而采用低平板半挂车运输时，由于货物堆积较高易发生“散货”等交通事故，不仅给企业造成较大的经济损失，也给公路上其他过往车辆带来严重的安全隐患。
为此，本文介绍了一种新研制的玻璃器皿专用运输半挂车，可以有效降低玻璃器皿生产企业的物流成本。
2 新车型的结构功能和经济效益
该车型采用全承载式车身结构，使整备质量大幅减轻的同时又增大了载货容积，且其较低的燃油消耗率和较高的安全性能得到了当地用户的认可，其半挂车骨架模型如图1所示。
图1 全承载式半挂车骨架模型
该车全长10.5 m ，设计载荷23 t ，有效载货容积55 m 。
车身底架采用双龙骨结构，主要由小截面矩形管材组焊而成。
小截面管[2]材一般抗弯和抗扭能力较弱，但承受沿杆轴向力的能力较强。
因此通过合理的结构设计，可使半挂车在行驶过程中产生的弯曲、扭转力均转化为杆件的轴向力。
这样，只要管材自身强度足够，刚度也必定满足。
由于未采用传统的工字型或槽型纵、横梁的车身结构，在承载能力不变的情况下全承载式结构可使半挂车自重降低近35%。
[3]有数据显示，车辆自重每降低1 000 kg ，可降低油耗6%~7%，而该车型在增加了15.5%货厢容积的同时燃油消耗约降低了22%，总体运输成本显著下降。
车身底架中部设有两个独立的贯通式货舱，其容积总量为
3
+中图分类号：U469.53.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)06-0056-02
新型全承载式半挂车车身结构设计
Structure Design of New Monocoque Semi-trailer Body
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王伟 王铁 申晋宪
1WANG Wei et al
1.太原理工大学车辆工程系 山西太原 030024
2.太原长安重型汽车有限公司 山西太原 030032
摘 要：介绍了新型全承载式玻璃器皿专用运输半挂车的结构功能，运用有限元软件ANSYS12.0对车身模型进行静力学和模态分析，验证了该车型结构安全可靠，并提出了全承载式车身设计时应注意的相关问题。
关键词：全承载式车身 半挂车 有限元 结构设计 轻量化
Abstract The structure function of new monocoque semi-trailer is introduced. The model of the monocoque semi-trailer is setup and the static strength analysis and modal analysis is made by engineering analysis software ANSYS12.0, then checking the strength of monocoque body is satisfied. Finally, some problems imperatively concerned when the monocoque body is designed were raised.Key word monocoque body; semi-trailer; finite element; structure design; lightweight 第一作者：王伟，男，1985年生，硕士研究生，车辆工程专业(专用汽车方向)。
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2011/06
37.54 m ，达到同等车长的高三级客车行李舱技术标准，该设计方案既增加了整车的载货容积，又降低了满载时整车的质心高度。
采用双后桥结构，可按客户需要选装钢板弹簧或空气悬架。
车身底架尾部设有内嵌式工具箱，使其桁架空间得到高效利用。
车身底架如图2所示。
图2 全承载式半挂车车身底架简图
3 车身模型有限元分析
车身骨架杆件为小截面矩形管材，尺寸规格(mm)：。
管材材料为20#优质碳素结构钢，其材料性能参数：屈服极限ρ=240 MPa ，强度极限σ=410 MPa ，弹性模量ε =2.06×1 MPa ，泊松比μ=0.3，密度ρ=7 800 3kg/m 。
采用典型工况对车身有限元模型进行静力学分析。
从分析结果中得到，弯曲工况σ=195 MPa ，出现在车身底架第一独立货smax 仓的前立柱处；弯扭工况σ=218 MPa ，出现在车身底架独立货smax 仓一侧的中间立柱处，由材料性能参数可知车身结构满足强度要求。
对车身有限元模型进行模态分析，并提取前6阶自由模态的计算结果（见表1），部分振形如图3、4所示。
30×20×2、30×30×2、30×50×3和30×60×35
0s b 表1 车身自由模态计算结果
阶次频率，Hz 振形特性123456
7.069.3410.7112.1914.7415.78
整体1阶扭转顶盖侧弯整体1阶弯曲整体2阶扭转整体2阶弯曲顶盖局部凸起
图3 车身整体1阶弯曲振形车身结构的动态刚度特性通常用车身结构的低阶自由模态的固有频率来表述，主要考察车身模型的整体1阶弯曲和整体1阶扭转频[4]率是否分布在合理的范围内，两种固有频率是否发生耦合。
从表1计算结果可知，新开发车型的车身有限元模型的1阶整体弯曲和1阶整体扭转频率均分布在合理的范围内，由此避免了整体发生共
振的现象，同时1阶整体弯曲和1阶整体扭转固有频率错开了1.5 Hz 以上，可有效防止低阶弯曲频率和低阶扭转频率的耦合效应。
4 设计环节
考虑到车身受载时力流的扩散形式，采用封闭环结构为最佳方式，即车厢顶盖上的弧形横梁与两侧围的立柱和底架横梁构成一个封闭环，利用纵向构件（如顶盖纵梁、腰梁和底架纵梁）将这些封闭环连接起来，从而构成一个刚性很强的空间框架结构，但车身侧围无法设计成货厢门而影响货物的装卸效率。
为弥补这一缺陷，将车身前后围均设计为厢门，货物装卸时半挂车与牵引车分离，装卸完毕后再将其由牵引车拖走。
全承载式车身结构设计过程中还应注意以下几个方面：a. 车顶横梁杆件布置应与侧围立柱相对应，且适当增加车顶横梁材料的抗弯、抗扭强度规格；
b. 车顶纵梁在车顶承载中的贡献度较低，可适当降低其材料规格；
c. 合理选取车身侧围上下腰梁间距，在两腰梁间设计适当的斜撑，以提高侧围的承载能力；
d. 车身底架上悬架支撑处的结构应合理加强。
5 结语
通过对新开发的全承载式半挂车车身进行结构分析和有限元计算，验证了该车型不仅在轻量化和大容积设计等方面较国内普通厢式半挂车有明显优势，而且在结构上满足设计使用要求。
并提出了在全承载式车身结构设计过程中应注意的一些重要环节，而对于车身的结构优化和生产工艺的精进方面还有待于进一步探讨与研究。
参考文献
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收稿日期：
2011-03-17
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