基于HyperMesh的客车转向机支架的优化设计
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重 １．ｋ。 １ ｇ ２
强度与 刚度 不足 ， 引起前 轮摆振 、 轮转 向反 映迟钝 、 会 前 方 向盘 自由间隙大等后果Ｉ２ ］ －。因此在设计 中 ， 于 Ｈ — 基 ｖ
ｐｒ ｅｈ ｅＭ ｓ 软件 的有限元分析 ， 在满足 强度 、 刚度前 提下对
转 向机支架进行优化设计 ， 实现轻量化 。
摘
要 ： 用 Ｈ ｐｒ ｓ 运 ｙ ｅＭｅｈ软 件对 全承 载 混合 动 力客 车 的转 向机 支 架进 行 有 限元 分 析 和拓 扑优 化 ： 参考
拓 扑 模 型 ， 化 结 构 ， 其 进 行 轻 量 化 设 计 ， 对 新 支 架 进 行 有 限元 分 析 ． 保 其 强 度 和 刚 度 满 足 设 计 优 对 并 确
到整 车轻 量化 的设计 目标 。 因此 ，先从 布置 形式 上着 手， 在确 保转 向机有 足够 的前后 安装 、 拆卸 维修空 间 和 最 小 的离地 间隙 的前提下 ，尽量 减少转 向机 支架 的前
客 １ ４ 第 １ 期
车
技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ ＣＯＡ ＣＨ ＴＥＣＨＮＯ Ｌ０Ｇ Ｙ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡ ＲＣＨ
基于 Ｈｙ ｅ Ｍｅ ｈ的客车转 向机支架的优化设计 ｐ ｒ ｓ
杨 小见 ，杨 胜 ，宁忠翼 ，郝 守海
４ ０５ ） ３０ ６ （ 风 汽车 有 限公 司 东 风商 用 车技 术 中心 ， 武汉 东
图 １ 转 向 机 的 布 置 形 式
簟 —●
图 ２ 转 向 机 支 架 的初 始 设
和支架 的固定方 式
计结构
１ 转 向机 支 架 的 初 始 方 案及 分 析
１１ 初始 结构及 网格划分 ．
运用 Ｈ ｐｒ ｅｈ 件对 该支 架 初始设 计 结 构 的刚 ｙ ｅＭ ｓ 软 度和强度进行分析 【 支 架材料特征如下表 １ ３ ］ ， 所示 。
ｍｏ ｅ ． ｄ１ Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ｓ／ ｏ ｃ ｓｅ ｒｎ ｅ ｒｂ ａ ｋ ｔＨｙ ｅ Ｍｅ ｈ； ｎ ｔ ｌｍｅ ｔ ｎ ｌｓｓ ｏ ｔ ｌ ｅ ｉｎ ｙｗｏ ｄ ： ｕ ｃ ａ ｈ； ｔｅ ｉｇｇ ａ ｒ ｃ ｅ ； ｐ ｒ ｓ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ａｙ ｉ ； ｐ ｉ ｓｇ ｉ ｅ ａ ｍａ ｄ
要 求。
关 键 词 ： 车 ； 向机 支 架 ； ｐ ｒ ｅ ； 限 元 分 析 ： 化 设 计 客 转 Ｈｙ ｅ ｓ 有 Ｍ ｈ 优
中图分类号 ： ６ ． Ｕ４３４
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ３ ３ （ ０ ２ ０ — ０ ４ ０ １０ — ３ １２ １ ）１ ０ １ — ３
Ｏｐ ｉ ａ ｓｇ ｆＢｕｓ｜Ｃｏ ｃ Ｓ ｅ ｒｎｇ Ｇｅ ｒＢｒ ｃ ｔＢａ ｅ ｏ ｙ ｅ Ｍ ｅ ｈ ｔｍ ｌ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｈ ｔ ｅ ｉ ａ ａ ｋｅ ｓ ｄ ｎ Ｈ ｐ ｒ ｓ
Ｙ Ｎ ａ －ｉ ， Ａ Ｇ Ｓ ｅ ｇ Ｎ Ｎ ｈ ｎ － ｉＨ ０ Ｓ ｏ － ａ Ａ Ｇ Ｘｉ ｊ ｎ Ｙ Ｎ ｈ ｎ ， Ｉ Ｇ Ｚ ｏ ｇ ｙ ， Ａ ｈ ｕ ｈ ｉ ｏ ａ
表 １ 转 向机 支 架 的 材 料 特 征
材料 材料厚度 屈服极限 Ｉ 弹性模量 泊松 比
ｌ ｉ
因前悬较 长和采用超低 地板结构 ， 向系统采用 卧 转
式转 向机 布置形 式 。考 虑到全 承载 车身底 架 的结构 特 点， 参考 以往 车型 ， 确定 转 向机支架采 用板式结构 ， 焊接
为使东 风某 全承 载结构 的插 电式混 合 动力城 市 客 车实 现整车轻量 化 ，达到提 高整车燃油经 济性 的 目标 ， 对 转 向系统转 向机支架进 行优化设计 ， 减少重量 。由于 转 向机支架 的强度与 刚度会 影响到转 向系统 盼 ｌ能 ， 生 其
后 跨度 和上下 高度 ， 从结 构上使 支架 外形 轮廓最 小 ， 重 量较轻 ， 到转 向机支架 的初 始设计 结构 如 图 ２所 示 ， 得
在 固定梁上 。初 始设 计方案如 图 １ 所示 。
ＤＬ Ｏ ５ｌ
ｊ
密度
７８ ｅ ／ ．２ 一９ｔｍｍ３
１ ０ ｍｍ
５１ ０ＭＰａ Ｉ２０ ｅ ５ ．８ ＋０
ｊ
Leabharlann Baidu
Ｏ＿ ３
转 向机支 架采 用板 材 ，三边 翻边弯折 后焊 接在 固 定梁 上 ， 构简 单 ， 结 固定也 稳 固 ， 但是 质量 比较大 ， 未达
（ ｏ ｇ ｎ ｏ ｅｃ ｌ ｅｉ ｅ ｅｈ ｉａＣ ｎｅ ｏ Ｆ ， ｈｎ ４ ０ ５ ，ｈｎ ） Ｄ ｎｆ ｇＣ ｍｍ ｒｉ ｈｃ ｃｎｃｌ ｅｔｒｆ Ｌ Ｗｕ ａ ３ ０ ６ Ｃ ｉａ ｅ ａＶ ｌＴ Ｄ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｎｔ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｎ ｏ ｏｏ ｉａ ｐ ｉ ｉａｉｎ ｕ ｉ ｇ Ｈｙ ｒ ｅ ｈ ｓ ｆ ｒ ｏ ｈ ｔａ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｔｐ ｌ ｇｃ ｌｏ ｔ ｚ ｔｏ ｓｎ ｐｅＭ ｓ ｏｔ ｅ ｆｒ ｔｅ ｉ ｅ ｍ ｗａ ｓｅ ｒｎ ｅ ｒｂ ａ ｋ ｔ ｆａｈ ｂ ｉ ｕ ｔ ｎ ｅ ｑ ｅｂ ｄ ， ｈ ｕｈ ｒ ｐ ｉ ｉｅｔ ｅｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｍａ ｅｔ ＥＡ ｏ ｔｅ ｉ ｇｇ ａ ｒ ｃ ｅ ｙ ｒｄ ｂ ｓｗｉ ｍｏ ｏ ｏ ｕ ｏ ｙ ｔ ｅａ ｔｏ ｓｏ ｔ ｚ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｋ ｏ ｈ ｍ ｈｅＦ ｔ ｒ ｄ ｃ ｈ ｉｈ ｆｔ ｅ ｂ ａ ｋ ｔｕ ｄ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉｎ ｏ ｎ ｕ ｈ ｓｒｎ ｔ ｎ ｔ ｎ ｓ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｔｐ ｌｇｃ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｗｅｇ ｔｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｄ ｔ ｆｅ ｏ ｇ ｔｅ ｇｈ ａ ｄ ｓｉ ｅ ｓａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｏ ｏｏ ｉａ ｏ ｆ ｌ
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摘
要 ： 用 Ｈ ｐｒ ｓ 运 ｙ ｅＭｅｈ软 件对 全承 载 混合 动 力客 车 的转 向机 支 架进 行 有 限元 分 析 和拓 扑优 化 ： 参考
拓 扑 模 型 ， 化 结 构 ， 其 进 行 轻 量 化 设 计 ， 对 新 支 架 进 行 有 限元 分 析 ． 保 其 强 度 和 刚 度 满 足 设 计 优 对 并 确
到整 车轻 量化 的设计 目标 。 因此 ，先从 布置 形式 上着 手， 在确 保转 向机有 足够 的前后 安装 、 拆卸 维修空 间 和 最 小 的离地 间隙 的前提下 ，尽量 减少转 向机 支架 的前
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杨 小见 ，杨 胜 ，宁忠翼 ，郝 守海
４ ０５ ） ３０ ６ （ 风 汽车 有 限公 司 东 风商 用 车技 术 中心 ， 武汉 东
图 １ 转 向 机 的 布 置 形 式
簟 —●
图 ２ 转 向 机 支 架 的初 始 设
和支架 的固定方 式
计结构
１ 转 向机 支 架 的 初 始 方 案及 分 析
１１ 初始 结构及 网格划分 ．
运用 Ｈ ｐｒ ｅｈ 件对 该支 架 初始设 计 结 构 的刚 ｙ ｅＭ ｓ 软 度和强度进行分析 【 支 架材料特征如下表 １ ３ ］ ， 所示 。
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要 求。
关 键 词 ： 车 ； 向机 支 架 ； ｐ ｒ ｅ ； 限 元 分 析 ： 化 设 计 客 转 Ｈｙ ｅ ｓ 有 Ｍ ｈ 优
中图分类号 ： ６ ． Ｕ４３４
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ３ ３ （ ０ ２ ０ — ０ ４ ０ １０ — ３ １２ １ ）１ ０ １ — ３
Ｏｐ ｉ ａ ｓｇ ｆＢｕｓ｜Ｃｏ ｃ Ｓ ｅ ｒｎｇ Ｇｅ ｒＢｒ ｃ ｔＢａ ｅ ｏ ｙ ｅ Ｍ ｅ ｈ ｔｍ ｌ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｈ ｔ ｅ ｉ ａ ａ ｋｅ ｓ ｄ ｎ Ｈ ｐ ｒ ｓ
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表 １ 转 向机 支 架 的 材 料 特 征
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后 跨度 和上下 高度 ， 从结 构上使 支架 外形 轮廓最 小 ， 重 量较轻 ， 到转 向机支架 的初 始设计 结构 如 图 ２所 示 ， 得
在 固定梁上 。初 始设 计方案如 图 １ 所示 。
ＤＬ Ｏ ５ｌ
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密度
７８ ｅ ／ ．２ 一９ｔｍｍ３
１ ０ ｍｍ
５１ ０ＭＰａ Ｉ２０ ｅ ５ ．８ ＋０
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转 向机支 架采 用板 材 ，三边 翻边弯折 后焊 接在 固 定梁 上 ， 构简 单 ， 结 固定也 稳 固 ， 但是 质量 比较大 ， 未达
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