货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

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货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

)R 建立几何模型，应用 ’S/</ 建立有限元模型。
分别在各个铆钉的实际位置，应用短梁元来模拟部件间铆钉连接，短梁元用其真实的材料和截面尺寸，并使其沿自身轴线的转动刚度为零，保持平动自由度。整个车架有限元模型中包括：梁单元 Q13PT ， *.# 个；壳单元 /8(QQ*+ ，节点总数， $" -++ 个； $" .-" 个；共 * 万余自由度。为便于与测试结果进行比较，钢板弹簧、发动机、油箱、驾驶室、车厢等暂未考虑。车架纵梁、横梁部分采用 $*U3 钢，部分采用材料特性如表 $ 所列。 V!+.，
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析
考虑车厢影响的车架有限元模型的建立车厢及货物通过木块将载荷传递给车架，车厢
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车架弯曲工况计算该工况主要对载货汽车在满载状态下四轮着地
与车架通过 > 型螺栓及铆接搭块上的螺栓连接。车厢建模时采用三维梁单元，木块应用壳单元进行模拟以便将载荷传递给车架。整个车架有限元模型中包括：梁单元 ?-*2@，梁单元 A/B,%@@ ， 01# 个； % ##6 个；壳单元 CDE??0’ ， %# @6’ 个；节点总数： %0 6#% 个；共 %" 万余自由度。载荷处理时将车厢自身质量处理为惯性载荷，其它与光车架时基本相同。
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析车辆匀速直线行驶工况时车架强度、刚度分析
表明，车架的变形主要表现为驾驶室部位抬起约 %"
,,，尾部下弯 %1 ,,，与光车架变形相比减小 1 车架应力的最大值为 %@% 9:; ，小于光车架时 ,,；的 %6’ 9:; ，主要位于左右纵梁处。

货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

车架承受的载荷包括自身载荷和有效载荷。自
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身载荷主要是车架自身质量、发动机、变速器、离合器等集中载荷；有效载荷指额定装载时乘员、货物等的质量，它们以集中或分布载荷的形式作用在车架适当位置上，其中集中载荷可用多点约束的形式加到车架各相应位置。所谓多点约束，是指一种特殊的单元类型，在几个特殊节点之间定义刚性连接，将一个或多个节点的自由度（称为非独立点自由度）定义为另外一个或
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计算车架的自由振动模态时，可以不对车架施加任何边界约束，这样会计算出结构的 * 个零频，其 — . —
・设计・计算・研究・对应的振动模态为 ! 个刚体模态。模态提取采用提取前 () 阶。 "#$%&’ 法， !"! 光车架的模态测试试验模态分析是基于系统响应和激振力的动态测试，由系统输入（激振力）和输出（响应）数据，经信号处理和参数识别确定系统的模态参数。常用的模态识别采用频域方法，由实测的频率响应函数，通过优化的方法来确定模态参数。本文采用锤击法进行自由悬挂状态下的车架模态测试。测试时将车架悬挂，要求车架的刚体模态频率低于车架本身第一阶频率的 *) ! ，以减少非零刚体模态对试件动态特性
用一已知频率特性的质量块，通过测试它的频响特性对 ,-..) 系统进行了校准。为保证模态频率没有的左上部。
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光车架第二阶弯曲振型（!*2( 01）
遗漏，测试前进行了多次试测，最终激振点选在试件
从上述的对比可以看出，采用梁单元模拟铆钉

重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化

优化方案
优化方案
根据有限元仿真结果，针对重型载货汽车车架结构的薄弱环节和潜在问题，提出以下优化方案：
优化方案
1、结构改进：对车架结构进行优化设计，减少不必要的焊接部位，增加结构强度。例如，采用局部加强板或增加加强筋等方式对车架关键部位进行加固。
优化方案
2、材料替换：采用高强度材料替代传统钢材，如铝合金、高强度钢等，以减轻车架重量，提高抗疲劳性能。
优化方案
3、尺寸调整：通过对车架结构的关键部位进行尺寸调整，优化结构布局，提高承载能力。例如，调整横梁和纵梁的长度、宽度和高度等参数，以改善车架的抗弯和抗扭性能。
优化方案
4、增加附件：如加强板、减震器等附件，提高车架的抗载荷能力和减震效果。
优化效果
优化效果
实施上述优化方案后，重型载货汽车车架结构的效果显著。以下是优化效果的几个方面：
结论
结论
本次演示通过对重型载货汽车车架进行有限元分析，了解了车架的应力、应变分布情况，并提出了优化建议。这些建议对于提高车架的承载能力和稳定性具有重要意义。在实践中，可以根据具体需求和条件，综合考虑选择适合的优化措施。有限元分析作为一种有效的数值模拟方法，可以为重型载货汽车车架的设计和优化提供重要参考。
1、结构强度提高：通过结构改进和材料替换，车架的强度得到了显著提高，能够有效应对各种复杂工况下的载荷。
优化效果
2、重量减轻：采用高强度材料和尺寸调整，车架重量得到了显著减轻，从而提高整车的燃油经济性。
优化效果
3、疲劳性能改善：优化后的车架结构具有更好的抗疲劳性能，减少了车辆在使用过程中的断裂等现象。
Байду номын сангаас
参考内容
引言

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

铝合金半挂车车架结构设计及有限元分析

铝合金半挂车车架结构设计及有限元分析摘要：现阶段，在各地进行物资交换的运输过程中，半挂车具有高效、灵活的优点，在运输领域发挥着重要的作用。

半挂车不仅可进行滚装运输、区间运输和甩挂运输，而且具有装卸方便，运输效率高、可靠、安全，运输成本低廉的优点。

半挂车将向节油环保、轻量化、专业化、多样化以及标准化未来的发展方向，对于不同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。

因此对半挂车车架进行有限元分析与轻量化问题的研究有着十分重要的意义。

关键词：铝合金；半挂车车架结构设计；有限元分析引言随着我国经济的快速发展，电商、快递业爆发式增长，货物运输量剧增，导致商用物流车需求加大，物流运输行业竞争加剧。

为控制成本，增加货运量，各物流企业对车辆的性能、油耗、载质量利用率要求越来越高，而解决上述问题的最佳方案莫过于减重。

轻量化对传统燃油汽车可显著降低油耗，对新能源汽车可增加续航能力，对于商用物流车最明显的优势是多拉货物，空载降低油耗，从而在相同运费情况下降本增效。

车架是半挂车最关键的部件，承载着整车载荷。

因此，车架轻量化要充分考虑其强度和刚度，目前钢制半挂车车架纵梁、横梁普遍采用高强钢板冲压、折弯成型，再焊接而成。

相对于低碳钢车架，高强钢车架在钢板壁厚上做了一定程度的减薄，因其材料屈服和抗拉强度高，也能满足使用要求，轻量化效果也不错。

但因钢板壁厚薄，工作环境恶劣，容易锈蚀，影响车架强度，使用寿命很短。

铝合金密度仅为钢的三分之一，其表面有一层致密的氧化膜，可隔绝空气与铝的接触，作为车架材料永不生锈。

通过合理的结构设计，将铝合金应用于该领域，实现轻、强、耐用的效果，对半挂车的轻量化很有意义。

1半挂车车架有限元分析1．1有限元法概念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。

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。

半挂牵引车车架的强度特性分析

半挂牵引车车架的强度特性分析摘要：车架是车辆的关键承重结构，各种载荷最终都会传递到车架上。

因此，车架的结构性能直接关系到整车结构性能。

本文以某型半挂牵引车车架设计为例，采用有限元分析法对车架结构强度展开深入分析，提出优化方案并进行仿真验证，结果显示结构优化方案可显著降低车架关键测点的等效应力最大值，实现强化车架结构的目的。

关键词：半挂牵引车；车架；强度分析；有限元分析半挂车是公路运输的重要车型。

欧美等发达国家的公路货运绝大多数由半挂车完成。

而在国内，半挂车是目前第二常见的大型牵引车类型，其车架除了要承受发动机、车架和货物的重量，还要承受车辆行驶过程中产生的各种力和力矩，所以其可靠性不仅与承载能力有关，也关系到车辆的运行安全[1]。

车架出现疲劳裂纹会导致车架断裂等安全问题。

为确保车架结构强度符合要求，需对车架结构强度进行有限元分析，根据分析结果提出结构优化方案。

本文对某型半挂车车架结构强度进行了有限元分析，建立相关有限元分析模型，并利用有限元分析软件对半挂车车架的强度进行了有限元分析，根据分析结果提出车架结构的改进方案并进行验证。

1车架有限元模型建立1.1车架结构某型半挂车车架材料为16MnL，结构为梯形边梁结构，框架外宽876mm，内侧边梁与盖梁采用直径15mm的铆钉牢固连接。

前后梁为槽式结构，第二梁为圆管梁，中梁为铸件，平衡轴梁为背靠背槽式结构，其余梁为上下叶片结构体。

为了增加车架的坚固性和方便挂斗，在车架两侧的轴梁水平处铆接厚8mm的侧角板。

前桥悬架板簧满载垂直刚度为383 N/mm，中、后桥平衡器悬架板簧满载垂直刚度为2285 N/mm。

主成分材料的弹性模量为2.17×105，泊松比为0.30。

图1为优化前的原始车架结构设计。

图1 优化前的原始车架结构设计1.2模型构建改性半挂牵引车车架结构复杂，由大梁、立梁、双梁、平衡器轴、平衡器悬挂支架、前后板簧支架等众多大型部件组成[2]。

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。

汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用

汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用对于汽车制造商和设计师来说，设计一款坚固、耐用且安全的底盘车架是至关重要的。

在现代汽车设计过程中，有限元分析技术（Finite Element Analysis, FEA）被广泛应用于底盘车架设计中，以保证其结构的可靠性和性能。

本文将探讨有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用，并介绍其在结构优化、材料选择和碰撞安全等方面的重要作用。

有限元分析技术是一种计算求解结构力学问题的数值分析方法，通过将底盘车架分割成有限个小单元（有限元），借助计算机进行离散化求解，从而得到车架在外力作用下的应力、应变、位移等力学响应。

这一计算模型可以准确描述车架的力学特性，并预测其结构行为。

首先，有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用之一是结构优化。

通过对车架的有限元模型进行各种负载条件和约束条件的分析，设计师可以确定哪些局部区域受到最大的应力，从而确定哪些地方需要加强或重新设计。

例如，在汽车底盘车架的连接点和受力集中的区域，可以使用有限元分析来评估应力分布情况，以确保其强度和刚度满足设计要求。

此外，有限元分析还可以帮助设计师优化车架的减重设计，在保证结构安全性和刚度的前提下最大限度地降低车重，提高燃油经济性。

其次，有限元分析技术在材料选择方面也发挥着重要作用。

通过在有限元模型中引入不同材料的特性参数，设计师可以比较不同材料组合的效果，选取最佳材料以满足设计要求。

例如，比较不同材料的强度、刚度、耐腐蚀性等特性，以在保证结构安全性的前提下选择最轻最强的材料。

这种材料选择的优化可以有效地提高整个车架的性能，并且在节约成本的同时提高车辆的可靠性和可维护性。

最后，有限元分析技术在碰撞安全方面也具有重要意义。

通过对车架在碰撞事故时的有限元分析，设计师可以模拟和预测车辆受到冲击后的结构变形、应力分布和吸能能力等。

这对于汽车碰撞安全的设计和评估非常重要。

通过有限元分析的结果，设计师可以根据不同碰撞力的作用方式，合理设计车架吸能结构，以保护车辆内部乘客的安全。

轻型货车车架有限元分析与优化

轻型货车车架有限元分析与优化张彦明【摘要】车架是整车的一个重要部件,对其结构进行分析与研究有着重要的意义.运用有限元分析法,采用合理的模型简化方法和连接方式,对某轻型货车车架建立了基于ANSYS的力学模型.对车架进行了静力学分析,以保证车架具有足够的强度,并对其薄弱部位提出了合理的改进意见.%The vehicle frame is an important part of the whole vehicle,it has the important meanings for analyzing and researching the structure,by using finite element analysis method,the reasonable model simplification method and connection mode were adapted,a light truck frame based on ANSYS model was built.The static analysis of frame was did to ensure that the frame has enough strength,and the weak positions was proposed to optimize the reasonable suggestions for improvement.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P43-45)【关键词】车架;强度;有限元分析;优化【作者】张彦明【作者单位】淮安信息职业技术学院汽车工程系,江苏淮安223003【正文语种】中文【中图分类】TP391汽车车架总成是汽车主要的承载部件，其承受着所装载的全部质量，汽车大部分部件，例如发动机总成、驾驶室、货箱和传动总成等都与车架直接相连，传递着全部驱动力和制动力。

【分析】车架刚度及强度的有限元分析

【分析】车架刚度及强度的有限元分析展开全文车架是汽车主要的承载部件，汽车大部分部件如：动力总成、驾驶室、货箱和车桥等都与车架直接相连。

因此车架就必须具有足够的刚度和强度以保证有承受冲击载荷和忍受各种工况的能力。

由于车架本身结构的复杂性。

无法用传统的计算方法实现对车架的精确计算，而随着计算机技术发展所逐渐兴起的有限元方法可有效地计算车架在各种工况下的响应。

进而为后续设计提供有力的理论依据。

有限元法的基本思想是将一个复杂的结构拆分成有限个单元，对这些单元分别进行分析。

建立位移与内力之间的关系，以变分原理为工具，将微分方程化为代数方程，再将单元组装成结构。

形成整体结构的刚度方程后再进行计算。

目前大多的车架有限元分析在模拟车架组成梁之间的连接时，大都采用点对点刚性连接直接将其连接，这种模拟方法相对于实际情况误差较大。

本文采用MPC184单元设计了合理的连接模拟形式。

相对而言可降低结果误差。

1 有限元模型的建立以某边梁式车架为研究对象，其由左右分开的两根纵梁和若干根横梁组成。

纵梁和横梁是由薄壁型钢制成，再通过焊接和铆接而形成整体。

在有限元前处理软件Hypermesh中对车架进行单元划分。

忽略半径5 mill以下的孔、过渡圆角、倒角及2 mill以下的搭接边上的凸台。

单元选用二维4节点壳单元Shell43，Shell43单元可有效地模拟一定厚度的板壳及其线形和弯曲变形。

单元每个节点均具有6个自由度，即，y,z向平动自由度和绕，y，轴的转动自由度。

在平面内变形为线性变形，对于非平面的情况单元采用对组成向量进行混合插补的方法。

从而使对车架的模拟更为合理。

纵梁、横梁及其连接板之间的铆钉连接，选用如图l所示的连接模拟方式。

采用刚性连接单元MPC184单元MPC184单元是由一组通过使用拉格朗日算法来实现运动学上的约束的多点约束单元组成。

可用于模拟两个变形体之间的刚性约束或常在工程实际应用中被用来作为传递力和力矩的刚性组件。

货车车架的有限元分析

图 6 扭转工况的应力分布图 / MPa 4. 3 模态的计算结果
模态计算该车架的自由振型 ,即取消所有约束条件、承载情况和前后悬弹簧的作用 ,用 Block Lanczo s 法提取自由振动时的前 15 阶固有频率 ,前 6 阶的频率为零 ,其余各阶频率如表 1 。其中节选的第 7 阶、第 9 阶的振型 ,如图 8 、图 9 所示。
挠度ix轴的转角ixixiyizixiyiz24个自由度iz节点力矩阵为取决于单元的方位尺寸和弹性性质而与单元位置无关就可以进行车架的有限元分析计算了车架的有限元模型该车架初步设计为长考虑到车架几何模型的复杂性可在三维cad软件里面建立好车架的面模型然后导入到ansys里分析分析时首先要考虑的是各铆接点的位置hptcreatearea相应硬点连接成mpc单元因车架各层间即有压应力mpc的类型应选择rigidbeam方式对于纵梁和横梁选用shell63单元进行网格划分通过mpc与车架连接个弹簧单元与车架后轴连接单元总数为96213节点总数99897mpc单元为1012材料为16mn弹性模量为2e5mpa约束条件及承载情况车架设计最重要的是考察车架在弯曲和扭转时的受力情弯曲工况的边界条件及承载情况计算时约束前后悬弹簧接地处的所有自由度让车架形成一简支梁结构根据实际受力情况在安放驾驶室的地方加上20n在剩余处加上330n13
图 8 第 7 阶振型
图 7 扭转工况下横梁的应力分布图/ MPa 表 1 车架的 7～15 阶固有频率及振型
阶数 7 8 9 10 11 12 13 14 15
频率/ Hz 6. 710 5 13. 325 18. 097 20. 080 23. 718 26. 013 37. 705 44. 159 47. 888
∑R j u j = 0

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

利用三维软件SolidWorks有限元对轻型载货汽车车架自由模态分析

利用三维软件SolidWorks有限元对轻型载货汽车车架自由模态分析【摘要】本文对一款轻型载货汽车的车架，运用SolidWorks有限元分析软件进行自由模态分析，针对分析结果确定车架结构的可行性。

【关键词】汽车；车架；模态；SolidWorks有限元分析前言汽车车架结构的合理性，是提高整车性能开发的基础。

以往都是依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学的经验公式进行强度校核设计。

这种传统的方法都会有一些盲目性。

随着CAD/CAE技术的推广及计算软硬件的发展，这项技术会为工程设计人员提供了可靠性较高的设计工具。

一款轻型载货汽车车架设计方案采用SolidWorks Simulation Professional软件进行有限元模态分析，并根据分析结果，确定车架总成结构。

1 软件简介SolidWorks Simulation Professional是一种基于有限元分析（即FEA数值）技术的设计分析软件。

，具有能进行零件和装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化和疲劳分析功能。

它作为嵌入式软件与基于参数化实体特征的三维软件SolidWorks无缝集成。

SolidWorks Simulation Professional有如下假设：材料是变形是线性的；小变形；静态载荷2 车架结构及模型简化车架作为汽车的承载基体，一方面支承着发动机、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，承受着传给它的各种力和力矩；另一方面车架还通过悬架装置坐落在车轮上，通过车轮来接受不同道路的各种激励。

当汽车在道路上行驶时，随着行驶条件的变化，车架所承受的动载荷也在不断变化，车架结构对整车性能提供必要的保障。

本次设计的车架采用板材件之间用铆钉铆接，管梁与板材件之间用焊接的铆焊结合结构，所以在建立车架有限元模型时，从以下几个方面进行考虑：（1）车架有限元模型应尽可能的从几何特性及力学特性两个方面同时逼近车架真实结构，尤其是从动力学特性上逼近；（2）在进行网格划分时，保证任意一个板壳单元的顶点同时也是其相邻单元的顶点；尽可能的使形状规则，避免单元的某个边过长或过短以及某个内角太大或太小；对于焊接部位和铆钉连接部位的两个零部件的重合部位的网格节点和单元应重合；（3）为了保证计算的准确性以及减小计算规模，在尽可能如实反映车架结构主要力学特性的前提下，应该尽量简化车架结构的几何模型，对于一些很小的或者不重要的螺栓孔、铆接孔和过渡圆角，在建模的时候可进行简化处理。

基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析

基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析摘要：货车车架是车子的关键受力部分，货车上受到的来自内部和外界的各种载荷最后都要传递给货车车架，所以车架结构强度的大小是货车整体设计的关键因素之一。

在汽车设计中，有限元分析法可以对汽车进行动态性能、静态性能和车架结构分析，从而，对车身结构优化，提高整车性能、缩短设计时间。

有限元软件ANSYS具有独一无二的分析优化功能和良好的可靠性，在结构动力分析、静力分析和优化设计方面具有出色的表现。

本文以东风货车为研究对象，运用Pro／E和ANSYS软件，先创建货车车架的三维实体建模型，在对其动态分析、静态分析及模态分析研究。

以实体为基础进行建立他的简单尺寸来优化，以车架的截面面积作为参数，把他最小的体积作为其最终结果。

简单介绍Pro/E三维建模的简化技巧和ANSYS结构优化设计时的基本思想和方法。

通过对东风货车车架结构的有限元仿真和有限元分析，积累许多宝贵的经验，得到一些重要数据，在以后货车车架的设计优化中有借鉴和指导作用。

关键词：东风货车车架；ANSYS；Pro/E；静态分析；动态分析；模态分析Dongfeng truck frame based on ANSYS simulation and finite element analysisAbstract：Truck frame is the car key part of the force, van from internal and external load, the last to be passed on to the truck frame, so the size of frame structure strength is one of the key factors of the overall design of the truck. In the automobile design, the finite element analysis method can be used to analyze the dynamic performance, static performance and frame structure of the vehicle, so as to improve the performance of the vehicle and shorten the design time. Finite element software ANSYS has a unique analysis optimization function and good reliability, and has excellent performance in structural dynamic analysis, static analysis and optimization design.In this paper, Dongfeng truck as the research object, the use of Pro / E and ANSYS software, to create a three-dimensional model of the truckframe, the dynamic analysis, static analysis and modal analysis. Optimization structure based on the entity unit model to create the frame size is simple constraints, with the frame of the longitudinal cross section area size as a design parameter, the frame structure of the total volume minimization as optimization the final result. The simplified technique of Pro/E 3D modeling and the basic idea and method of ANSYS structure optimization are introduced in this paper. Through the finite element simulation and finite element analysis of the frame structure of the Dongfeng truck, accumulated many valuable experiences, and get some important data, which have reference and guidance in the design optimization of the truck frame.Key words：Dongfeng truck frame;ANSYS; Pro/E; Static analysis; Dynamic analysis; The modal analysis基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析1 引言1.1 课题的目的和意义当代汽车工业中，有限元分析法在已经普遍应用在车辆骨架的研发里面。

中型载货汽车车架有限元静力学分析

摘要汽车车架作为汽车关键的承载部件，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。

传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。

设计出的车架结构除了个别部位的应力水平比较高外，大部分部位的应力水平较低。

因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减少汽车的制造成本，提高市场竞争力。

本文以解放J4R中型载货汽车车架为研究对象，在现有CAD图纸的情况下进行简化，通过对ANSYS软件的学习，以Pro/E软件创建车架实体模型，对车架的静力以及模态进行了分析。

得到一些有益的结论，并掌握了一般静力分析中的网格划分、约束加载、分析求解等过程进行了认真的学习，为车架的设计和改进提供了指导作用。

关键词：中型载货汽车；车架；ANSYS；静力分析；模态分析ABSTRACTAs an important component, frame carrying the whole vehicle, such as assembly, take the engine and body together into an organic whole,endure the loads from the road and many kind of complex loads, and many important assemblys are based on frame,use the frame as a vector. So design a lightweight and all aspects of performance to meet the requirements of the frame structure is an important work. The frame structure of traditional design is the idea of experience with analog design, this methed caused two problems: First, simplify the calculation accuracy of the frame is not enough to ensure the strength and stiffness requirements of leaving the frame design is too safe, resulting the frame structure designed overweight. Second is caused by separation of design and calculation of the frame, the frame is not conducive to raising the level of the designer's design. In addition to the frame structure designed for individual parts of the stress level is relatively high, most parts of the stress level low. Therefore, it is necessary to use finite element method to optimize the design of the frame structure to reduce the chassis weight, reduce vehicle manufacturing costs, improve market competitiveness.In this paper, use FAW J4R medium truck frame for the study, in study of ANSYS software ,and use Pro / E software to create solid models of the static frame and the mode were analyzed. Get some useful conclusions, and mastery of the general process of static analysis for improved frame design and provide guidance.Key words: MediumTruck ;Frame;ANSYS;Static Analysis;Modal Analysis目录摘要 (I)A bstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的目的 (1)1.3 选题的意义 (1)1.4 研究现状 (2)1.5 课题主要内容 (4)第2章有限元基础及ANSYS软件介绍 (5)2.1 有限元分析简介 (5)2.2 有限元方法的基本求解过程 (6)2.3 有限元分析的误差及建模准则 (7)2.4有限元分析软件ANSYS简介 (9)2.4.1 ANSYS的发展概述 (9)2.4.2 典型的ANSYS分析过程 (10)2.4.3 ANSYS的主要功能 (11)2.4.4 ANSYS的主要特点 (12)2.4.4 ANSYS软件提供的分析类型 (13)2.5 本章小结 (14)第3章车架有限元模型的建立 (15)3.1 车架的实体建模 (15)3.1.1 Pro/E软件简介 (15)3.1.2 Pro/E软件基本功能 (16)3.1.3 几何建模的简化 (16)3.2 应用Pro/E软件三维几何模型的建立 (18)3.3 应用ANSYS软件对车架模型进行网格划分 (19)3.4 实体单元Solid 45的简介 (21)3.5 本章小结 (24)第4章车架有限元的静力级模态分析 (25)4.1 车架静力分析 (25)4.1.1 车架受力情况 (25)4.1.2车架结构静力分析及约束处理 (26)4.2 车架模态分析 (33)4.2.1 结构动力性能分析方程 (34)4.2.2 车架结构模态分析 (34)4.2.3 分析结果 (41)4.3 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)第1章绪论1.1 选题的背景车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。

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。