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摩托车车架系统疲劳强度分析及寿命预估

车身骨架强度分析

客车车身骨架疲劳强度分析 [周俊杰，严伊莉] [郑州大学化工与能源学院，郑州450001] [ 摘要] 运用有限元方法建立了某轻型客车车身骨架的有限元模型，在确定载荷的简化和施加方法后，进行了该车身骨架在满载弯曲工况下的有限元仿真，以此在ANSYS Workbench的 Fatigue（疲劳）模块对其进一步的疲劳分析，为该车车身骨架的优化设计和进一步研究提供了理论依据。 [ 关键词] 车身骨架；有限元；疲劳分析 Fatigue strength analysis of bus body frame [ZHOU Jun-jie, YAN Yi-li] [School of Chemical and Energy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001,China] [ Abstract ] Finite element modeling of the bus framework is established by using finite element methods. When the simplified load and load way exerting on the framework are ensured，the finite element simulation of bus framework is executed under fully loaded bending condition. And then further fatigue analysis with ANSYS Workbench Fatigue finishes. These results provide theoretical basis for optimization and further study of the bus framework. [ Keyword ] Bus framework；Finite element analysis；Fatigue analysis 1前言车身骨架是客车的主要承载结构，车身骨架的强度、刚度及疲劳性能都直接影响着客车的使用寿命、安全性、操作稳定性等基本性能。本文运用通用有限元分析软件对某

(完整word版)半挂车设计计算书

概述半挂车，具有机动灵活、倒车方便和适应性好的特点，这种车可以提高装载量，降低运输成本，提高运输效率。由于装载量的不同要求，对于车架的承受载荷也有不同，该半挂车的轴距较大，因而对车架的强度与刚度的要求也较高。对车架的强度与刚度进行了分析计算。半挂车参数表车架结构设计本车架采用采平板式，为了具有足够的强度和刚度,所设计车架材料选用Q235钢板,采用焊接式结构。 2.1 总体布置

图1 车架总体布置图 2.2 纵梁纵梁是车架的主要承载部件，在半挂车行驶中受弯曲应力。为了满足半挂车公路运输、道路条件差等使用性能的要求，纵梁采用具有很好抗弯性能的箱形结构，纵梁断面如图2所示。上翼板是一块覆盖整个车架的大板，图中只截取一部分。图2 纵梁截面示意图为了保证纵梁具有足够的强度，在牵引销座近增加了加强板；为减小局部应力集中，在一些拐角处采用圆弧过渡。在轮轴座附近也增加了加强板(图1中轮轴座附近)。由于半挂车较宽，为防止中间局部变形过大，车架的中间增加了倒T形的纵梁加强板。

图3 部分加强板示意图 2.3 横梁横梁是车架中用来连接左右纵梁，构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能及其分布直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。本车架的19根横梁，主要结构形状为槽形。 2.4纵梁和横梁的连接车架结构的整体刚度，除和纵梁、横梁自身的刚度有关外，还直接受节点连接刚度的影响，节点的刚度越大，车架的整体刚度也越大。因此，正确选择和合理设计横梁和纵梁的节点结构，是车架设计的重要问题，下面介绍几种节点结构。一、横梁和纵梁上下翼缘连接（见图4（a ））这种结构有利于提高车架的扭转刚度，但在受扭严重的情况下，易产生约束扭转，因而在纵梁翼缘处会出现较大内应力。该结构形式一般用在半挂车鹅劲区、支承装置处和后悬架支承处。二、横梁和纵梁的腹板连接（见图4（b ））这种结构刚度较差，允许纵梁截面产生自由翘曲，不形成约束扭转。这种结构形式多用在扭转变形较小的车架中部横梁上。三、横梁与纵梁上翼缘和腹板连接（见图4（c ））这种结构兼有以上两种结构的特点，故应用较多。四、横梁贯穿纵梁腹板连接（见图4（d ））这种结构称为贯穿连接结构，是目前国内外广泛采用的半挂车车架结构。它在贯穿出只焊接横梁腹板，其上下翼板不焊接，并在穿孔之间留有间隙。当纵梁产生弯曲变形时，允许纵梁相对横梁产生微量位移，从而消除应力集中现象。但车架整体扭转刚度较差，需要在靠近纵梁两端处加横梁来提高扭转刚度。贯穿式横梁结构，由于采用了整体横梁，减少了焊缝，使焊接变形减少。同时还具有（a ）（b ）（c ）图4（d ）贯穿式横梁结构图4 半挂车纵梁和横梁的连接

用有限元方法进行摩托车动力响应分析报告

用有限元方法进行摩托车动力响应分析文>>月辉史春涛骞郝志勇摘要本文采用有限元方法对某125型骑式摩托车进行了动力响应分析。文章首先建立了摩托车整车的有限元模型，并利用该模型进行摩托车整车的动态特性计算，取得了和实验模态分析一致的结果。而后分析了摩托车在发动机激励和路面不平度激励下的整车动力学响应特性，得出了具有工程参考价值的结论。关键词摩托车应力有限元法本文采用有限元方法研究了摩托车整车结构的动态特性，并进行了在各种激励作用下的动力响应分析，得到了发动机车架的应力场，可用于进一步的摩托车强度分析。 1、摩托车有限元模型的建立摩托车有限元模型如图1所示。摩托车的车架结构大多是由各种截面形状的梁组合而成的空间框架结构，而且其截面尺寸，包括直径、壁厚，与构件长度相比很小，因此选用空间的直梁或者曲梁单元来离散车架结构，而车架的一些板件和加强盘可以采用空间板元模拟，各种梁单元的截面力学特性可用有限元程序的前处理模块或CAD软件计算。摩托车的发动机具有较大质量，同时也具有很大刚度。考虑到发动机在车体结构中所起的作用及变形小的特点，将发动机简化为若干个板单元，这些板的总质量应与发动机的质量相同。然后，根据发动机与车架的实际连接方式，将由这些板单元模拟的发动机与车架组装到一起。摩托车的减振器主要作用是支撑车体并缓和振动与冲击。考虑到减振器的结构与作用，简化后减振器的模型在受到载荷时应具有较大的轴向位移，同时又要有较大抗弯刚度。本文把减振器简化为一种梁单元和弹簧阻尼单元的综合体——轴向刚度由弹簧阻尼单元提供，而抗弯刚度由梁单元提供。摩托车车轮主要由轮胎和轮辋组成，其中轮胎直接与路面接触，与摩托车悬挂共同缓和摩托车行驶时所受到的冲击，并协助减振，轮辋是固定轮胎的骨架，它与轮胎共同承受作用在车轮上的负荷。轮辋可以采用若干个梁单元模拟，轮胎

摩托车车架结构动力分析

课程设计指导书——摩托车车架结构动力学分析班级：机制0606 学号：012006008018 姓名：张勇杰指导老师：王彦伟

目录 1. 本课程设计目的 (3) 2．摩托车车架分析条件 (5) 3．分析模型 (8) 4．模态分析 (9) 5．瞬态响应分析 (14) 6．结果分析与总结 (20)

1. 本课程设计目的近年来,我国摩托车工业飞速发展，在短短十几年间己超过日本一跃成为世界第一摩托车生产大国。然而，与急剧增长的产量相比较极不相称的是国产摩托车的设计开发能力和产品技术含量显得很低，相当多的产品仍是低水平的重复，技术含量高、较为先进的车型都是引进技术或在引进技术基础上改进的车型，国内企业尚无能力独立自主地开发自己的产品，仅仅是在模仿测绘国外的产品。造成这种局面的主要原因，一是对知识产权保护力度不够;二是企业对产品开发投入不足，目前一般大型企业开发投入不足销售额的 1.5%，而国外一般在5%左右:三是缺少高水平的设计开发人才;四是缺乏产品验证手段，至今还没有一个国家级摩托车综合试验场。这就使我国摩托车行业的发展极不健康，如不及时采取措施，面临激烈的市场竞争以及加入世界贸易组织后国外先进车型的冲击，我国摩托车工业将陷入艰难的境地。因此，加大摩托车的科技投入，深入开展提高摩托车设计开发水平的科研工作显得尤为迫切。目前，许多发达国家及我国台湾省等，摩托车产品的开发设计、模拟分析过程全部计算机化和动态化，而国内摩托车的设计水平还停留在测绘仿制、进行传统的静强度校核的静态设计阶段。这种把本属动态性质的问题简化为静态问题来处理的方法，弊病很大.实际摩托车在行驶过程中，受到来自路面连续载荷的冲击及发动机自身工作时运动件惯性力的激励，是在一种振动状态下工作，特别在发生共振时会大大降低结构强度，并增加车体的振动和噪声。传统的方法把整个结构当作刚性系统来设计，

模具结构强度分析方法

模具結構強度分析方法當我們在進行模具設計時,首先進行的動作便是結構確定.模具結構的合理性,對模具的承載能力有很大的影響,不合理的結構可能引起嚴重的應力集中或過高的工作溫度,從而惡化模具的工作條件,降低模具壽命,造成生產成本增加. 為確定合理的模具結構,以下幾點我們必須要有一些初步的了解: 一模具的失效形式及原因: 在正常情況下,模具的失效主要過程為:損傷--->局部失效--->失效模具損傷的基本形式有五種:塑性變形,磨損,疲勞,冷熱疲勞(主要出現在熱作模具),斷裂及開裂. 1沖壓模具的結構對損傷過程的影響: 1>模具的沖裁間隙是一個重要的結構參數,對模具刃口的應力水平以及其磨損速度有很大的影響. (1)沖裁間隙過小在沖頭的刃口和凹模刃口處易產生裂紋.此時,被沖下的材料外形大于凹模刃口的內徑,板料上沖孔的直徑小于沖頭的直徑.當進行沖壓工作時沖頭和凹模刃口的側面將受到劇烈的磨擦,使磨損加劇. (2)沖裁間隙過大間隙過大時,板料變形量增大,使刃口和板料的接觸面積減少,刃口端面的壓應力急劇增大,加速了刃口的塑性變形 (鈍化). 2>模具鋼的力學性能指標及治金質量對模具的失效形式及壽命有很大的影響. 3>模具的熱處理是非常重要的工序,模具要通過此工序賦予其所需要的性能,才能保障模具的壽命. 二模具結構強度分析方法: 模具結構強度分析方法到目前為止還未有統一的標準,大體上依據: (1)應力分析(塑性變形抗力,斷裂抗力,疲勞抗力,耐磨性,韌性或沖擊韌度ak), (2)材料在復雜應力狀態下的強度分析(例如建立有限元模型, 利用速度和加速度傳感器進行模擬分析), (3)材料疲勞的工程分析; (4)工程斷裂分析; 不同的試驗研究單位有各自的試驗方法,由於試驗方法不同,結果也不相同.並且此類方法也不適應目前的模具結構強度分析, 此類試驗研究尚停留在材料或模型分析過程,無法適應現在的模具設計進度要求.但是此類的研究對設計人員預防模具早期失效有很大的幫助,對提高模具的承載能力有極大的潛力. 三模具局部結構強度改善模具工作部份的幾何形狀,決定于沖壓產品的外形,模具非工作部份的幾何形

半挂车设计计算书样本

概述半挂车, 具有机动灵活、倒车方便和适应性好的特点, 这种车能够提高装载量, 降低运输成本, 提高运输效率。由于装载量的不同要求, 对于车架的承受载荷也有不同, 该半挂车的轴距较大, 因而对车架的强度与刚度的要求也较高。对车架的强度与刚度进行了分析计算。半挂车参数表车架结构设计本车架采用采平板式, 为了具有足够的强度和刚度,所设计车架材料选用Q235钢板,采用焊接式结构。 2.1 总体布置

图1 车架总体布置图 2.2 纵梁纵梁是车架的主要承载部件, 在半挂车行驶中受弯曲应力。为了满足半挂车公路运输、道路条件差等使用性能的要求, 纵梁采用具有很好抗弯性能的箱形结构, 纵梁断面如图2所示。上翼板是一块覆盖整个车架的大板, 图中只截取一部分。图2 纵梁截面示意图为了保证纵梁具有足够的强度, 在牵引销座近增加了加强板; 为减小局部应力集中, 在一些拐角处采用圆弧过渡。在轮轴座附近也增加了加强板(图1中轮轴座附近)。由于半挂车较宽, 为防止中间局部变形过大, 车架的中间增加了倒T形的纵梁加强板。

图3 部分加强板示意图 2.3 横梁横梁是车架中用来连接左右纵梁, 构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能及其分布直接影响着纵梁的内应力大小及其分布。本车架的19根横梁, 主要结构形状为槽形。 2.4纵梁和横梁的连接车架结构的整体刚度, 除和纵梁、横梁自身的刚度有关外, 还直接受节点连接刚度的影响, 节点的刚度越大, 车架的整体刚度也越大。因此, 正确选择和合理设计横梁和纵梁的节点结构, 是车架设计的重要问题, 下面介绍几种节点结构。一、横梁和纵梁上下翼缘连接( 见图4( a) ) 这种结构有利于提高车架的扭转刚度, 但在受扭严重的情况下, 易产生约束扭转, 因而在纵梁翼缘处会出现较大内应力。该结构形式一般用在半挂车鹅劲区、支承装置处和后悬架支承处。

半挂车设计浅析

“半挂车设计浅析” 作者：于平，吴迎波，郭维{陕西德仕汽车部件(集团)有限责任公司, 锡诺汽车(山东)有限公司摘要:本文介绍了半挂车技术特点及半挂车在设计过程中需注意的一些事项,运用有限元软件ANSYS对车架模型进行静力学和模态分析,验证了该车型结构安全可靠,为设计半挂车设计提供了参考,减少了设计中问题的发生。前言：随着我国高速公路的快速发展,公路运输己成为货物运输的一种重要方式,半挂车以及用于城市配套服务车辆的需求量将大大增加。半挂车设计虽然技术含量较低,但不明白其设计原理的一味仿制, 制造出来的产品就有可能发生大梁断裂的事故,有的厂家为了防止大梁断裂,一味地盲目增加车架强度,设计的半挂车“粗大笨重'',费油费车,严重浪费资源,增加用户的使用成本,也会造成大量索赔的发生。所以,采用新材料、新工艺,减轻自重,提高运输效率,对于推动我国专用汽车技术进步,缩短与国外产品的差距无疑具有十分重要的意义。内容：包括以下六方面 1.半挂车的轻量化设计通过有限元软件进行模拟仿真后对车架结构进有行优化,纵梁尾部可采用变截面设计,同时采用贯穿梁结构的横梁设计可大大减轻整车的重量；车架、车厢、悬架等采用高强度钢板材进行设计,根据经

验法则,应用髙强度钢板的车辆重量可以减轻25%~30%，在保证车厢强度不变的情况下,高强度钢半挂车比普通半挂车降重约一吨,同时,使用高强度钢进行设计能提高了车辆使用寿命,减少了车辆的维修成本,随着车辆自重的减轻,油耗也随之减少,间接增加客户的运输利润。

图1. 50t重载条件下车架应力分布和车架变形图

2.半挂车的制动系统当气管路漏气或牵引车在行驶中突然与半挂车脱开造成管路开脱时,半挂车可自行制动。挂车的制动不能成为一个单独、完整的体系,它必须与牵引车一起才能实现制动作用。反之,牵引车的制动虽能成为一个单独、完整的体系,但它并不能代表或反映整个汽车列车的制动性能。因而，只有将牵引车和挂车制动装置合在一起,才能统称为完整的汽车列车的制动。牵引车和挂车的制动应协调，并满足一定的制动顺序。图2.两轴汽车气路图半挂汽车列车的制动顺序是: 牵引车前轮--》半挂车后轮--》牵引车后轮

摩托车发动机连杆断裂原因分析

摩托车发动机连杆断裂原因分析陈明，谭莹，曹标，周崎，刘健斌 (广州出入境检验检疫局化矿金属材料检测技术中心，广东广州510623) 要：对断裂的摩托车发动机连杆进行宏观、金相及断口分析。结果表明连杆与输出轴之间曾发生强烈磨擦，连杆局部区域应力集中及温度过高，降低了该区域的疲劳强度。同时该区域组织中存在的较粗大的碳化物了基体组织的连续性，加速了裂纹的形成和扩展。词：连杆；疲劳断裂；失效分析东某摩托车厂一辆摩托车在运行了2000km后发生机械故障，经拆机检查，发现发动机曲轴连杆断裂。厂家送来断裂连杆要求进行断裂原因分析。据悉该连为20CrMnTi，表面经过渗碳处理。连杆工作原理见图1，连杆的往返运动带动两传动曲轴转动。图1 曲轴连杆工作示意图宏观检查失效连杆件有两个断口，杆身未发现明显变形(图2)，在连杆断裂端的轴承弧面可见许多与断口平行的裂纹[图3(a)]；断裂端一侧面存在强烈磨擦痕迹[图3(深度达0.5mm；轴承弧面靠近磨擦侧面一端可见蓝灰色的高温氧化痕迹[图3(c)]，连杆另一端未发现裂纹。断口1(图2左边的断口)较为光滑平整，断口损，中部可见疲劳弧线[图3(d)]；断口2(图2右边的断口)未见疲劳弧线。

图2 曲轴连杆全貌 (a)连杆断裂端的轴承弧面裂纹；(b)连杆的一个侧面受到磨损； (c)曲轴轴承弧面靠近磨擦侧面一端蓝灰色的高温氧化痕迹；(d)断口1全貌图3 磨损及断裂处的宏观形貌扫描电镜分析断口1在扫描电镜下显示疲劳弧线[图4(a)]；根据弧线的走向可以找到疲劳源，疲劳源在[图4(d)]右下方拐角处，局部放大，源区的细微组织大部分已磨看到放射棱特征[图4(b)]；在疲劳扩展区可见疲劳条纹及二次裂纹[图4(c)]；断口2未见疲劳条纹，只有韧窝，可见断口1是最先开始断裂的断口，而断次断口。

外文翻译---应用计算机辅助工程设计重型卡车车架

应用计算机辅助工程设计重型卡车车架 Carlos Cosme, Amir Ghasemi and Jimmy Gandevia Western Star Trucks, Inc. 摘要：近年来，重型卡车市场变得非常的注重重量和降低成本。这对设计工程师是重大挑战，因为这些车辆被用在各种各样的公路环境，从高速公路到严重的越野环境。目前的挑战是在不牺牲耐用性和性能降低的前提下满足质量和成本。本文论述了运用计算机集成、计算机辅助设计和工程软件代码（Pro / Engineer，ADAMS软件和ANSYS）来辅助设计更改车架。特别是，本文集中论述了一个ADAMS多体动力学模型，一个完整的卡车和拖车来模拟车辆的侧翻稳定性，平顺性，和耐久性载荷。该模型包括一个采用灵活的框架模型模态综合模式，探讨了有限元分析程序。之间的多体仿真链接与有限元程序也可以用来传输、加载应力分析有限元模型。所有代码之间紧密连结，确保新的设计并行计算可快速用于设计和分析。一个说明这是如何已被使用的技术详细的个案研究也包括在内。简介最近，重卡行业经历了汽车降低成本和重量的大发展。这一直是卡车制造商的主要挑战，在不牺牲耐用性和性能的前提下，寻找好的方式来优化他们的汽车设计。由于车架是车辆系统的重要组成部分，它经常被用于完善。本文概述了电脑辅助工程（CAE）分析更改车架以及这些变化会如何影响车辆性能。重型卡车的车架是该车辆的骨干，上面集成了主要的卡车组成系统，如车轴，悬架，动力总成，驾驶室。典型的结构框架是梯形框架，中间交叉几根横梁。纵梁的断面尺寸变化很大，根据在卡车上的受力而定。而且，需要考虑各种因素：重量，复杂性和成本。这些变化将取决于横梁的作用和位置。请参考图1插图，一辆卡车的车架。然而，横梁布置的变化带来的影响还无法看出来。例如，如果横梁的抗扭刚度降低，对汽车的侧倾稳定性和耐久性的影响是怎么的呢？设计工程师们需要对这些类型的问题给出答案以指导他们的工作。特别是，及时的设计和分析程序是必需的，这样新的设计可以快速评估。

车架受力分析基础

车架受力分析基础一、对车架整车的受力要求二、车架的受力情况具体分析三、车架的结构分析 1.车架的基本结构形式 2.车架宽度的确定 3.纵梁的形式、主参数的选择 4.车架的横梁及结构形式 5.车架的连接方式及特点 6.载货车辆采用铆接车架的优点四、车架的计算 1.简单强度计算分析 2.简单刚度计算分析 3.CAE综合分析五、附表 2000年7月1日

一、整车对车架的要求车架是整车各总成的安装基体，对它有以下要求： 1.有足够的强度。要求受复杂的各种载荷而不破坏。要有足够的疲劳强度，在大修里程内不发生疲劳破坏。 2.要有足够的弯曲刚度。保证整车在复杂的受力条件下，固定在车架上的各总成不会因车架的变形而早期损坏或失去正常工作能力。 3.要有足够的扭转刚度。当汽车行使在不平的路面上时，为了保证汽车对路面不平度的适应性，提高汽车的平顺性和通过能力，要求车架具有合适的扭转刚度。对载货汽车，具体要求如下：3.1车架前端到驾驶室后围这一段车架的扭转刚度较高，因为这一段装有前悬架和方向机，如刚度弱而使车架产生扭转变形，势必会影响转向几何特性而导致操纵稳定性变坏。对独立悬架的车型这一点很重要。 3.2包括后悬架在内的车架后部一段的扭转刚度也应较高，防止由于车架产生变形而影响轴转向，侧倾稳定性等。 3.3驾驶室后围到驾驶室前吊耳以前部分车架的刚度应低一些，前后的刚度较高，而大部分的变形都集中在车架中部，还可防止因应力集中而造成局部损坏现象。 4.尽量减轻质量，按等强度要求设计。二、车架的受力情况分析 1.垂直静载荷：车身、车架的自重、装在车架上个总成的载重和有效载荷（乘员和货物），该载荷使车架产生弯曲变形。 2.对称垂直动载荷：车辆在水平道路上高速行使时产生，其值取决于垂直静载荷和加速度，使车架产生弯曲变形。 3.斜对称动载荷在不平道路上行使时产生的。前后车轮不在同一平面上，车架和车身一起歪斜，使车架发生扭转变形。其大小与道路情况，车身、车架及车架的刚度有关。 4.其它载荷 4.1汽车加速和减速时，轴荷重新分配引起垂直载荷。 4.2汽车转弯时产生的侧向力。 4.3一前轮撞在凸包上，车架水平方向上产生箭切变形。 4.4装在车架上总成（方向机、发动机、减振器）产生的作用反力。 4.5载荷作用线不通过纵梁的弯曲中心（油箱、悬架）而使纵梁产生局部受扭。因此车架的受力是一复杂的空间力系，纵梁和横梁截面形状和连接的多变多样，使车架的受载更复杂化。车架CAE分析时一轮悬空这种极限工况，即解除一个车轮的约束，分析车架弯扭组合情况下的最大应力。

看图讲解半挂车主要结构

看完分类，我们再对挂车进行一次解剖，详细为大家介绍一下挂车的各个组成部分,上图是普通栏板半挂车的结构简图，从图中我们可以看到挂车的主要组成部分及位置，下面就是对这些部位的详细解析。 1.车架车架主要由大梁--焊接工字钢、支撑横梁、连接横梁、边梁、锁头、牵引销连接装置、面板等组成。边梁一般都是槽钢或者折弯件，目前大多挂车都用槽钢，轻体挂折弯件边梁会多些，因为对强度的要求不是太大。支撑横梁就是贯穿梁，现在大多都是W梁了（上图就是W梁做贯穿梁），重货时才用10#以上的槽钢。 2.上装部分

对栏板车而言，上装部分指栏板、龙门架等。栏板又分平板和竖瓦楞板，竖瓦楞板是典型用板，强度会高些。龙门架栏板龙门架也可以叫做“前挡”，一般不是特别要求的话厂家都会活式可拆卸的，所以常拉重货且易滑动的货物一定要把龙门架做焊死的基础上再加两道斜拉。 3.牵引销牵引销是半挂车与牵引车连接并承受牵引力的重要构件，与牵引座相连接。一般是铬合金结构的钢锻制而成。

对于不同的载货吨位有50#牵引销、90#牵引销之分。一般以50T挂车及货物总重为限，50T以下用50#销，50T以上是90#，90T以上的话保险起见会用90#牵引销了。 4.悬挂系统一般的半挂车悬挂都是采用非独立钢板冲压式刚性悬挂，有串联式钢板弹簧和悬挂支座组成，用来支撑载荷，减缓车货动载的冲击。串接式钢板簧平衡悬架单点悬架空气悬架

刚性悬架（一线两轴）因专用车使用用途不同，对悬挂的设计也有不同的要求，悬挂常用的有4种：串接式钢板簧平衡悬架、单点悬5.行走部分

车桥半挂车车桥为支撑桥，国内主要是广东富华桥、BPW桥、约克桥、安桥，其中广东富华桥最受欢迎，车桥通过板簧和拉杆与悬挂装置与车架相连用以在车架和车轮之间支撑和传递载荷的作用力。

两轮摩托车车架强度分析流程

两轮摩托车车架强度分析流程一、使用范围本分析流程适用于本公司两轮摩托车车架的强度分析，主要包括骑士车、踏板车、弯梁车的车架主体（见图1）。图1车架结构示意图二、分析思路及理念根据两轮摩托车和两轮轻便摩托车车架技术条件和试验方法，两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：水平加载F0、后轮中心部位垂直向上加载F z、副座乘员乘座部位垂直向下加载F s。校核强度分析中，先对车架进行有限元分析，计算车架的应力分布情况。对于出现应力集中的部位，分析其可能产生的原因，并与该部分所用材料的屈服强度进行比较，判断车架是否会发生屈服破坏，计算该处的安全系数。为了校核车架的强度，应先列出车架各部分所使用的材料和这些材料的力学性能。如表1所示：表1车架各部分所用材料力学性能具体部件所用材料屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）车头管20号钢245410 脊梁板和加强板08F号钢175295 其他（管件）Q215号钢335-450215 最后，通过校核车架的安全系数，分析车架的安全性，并指出需要加强的地方。三、分析过程 3.1建立车架的有限元模型（1）检查和清理原始模型，分析车架结构的合理性（如加强板的位置形状是否合理），如有明显不合理之处与设计人员沟通是否有特殊的设计意图，并确定车架结构可改动的位置及余量。在将原始模型导入有限元软件之前，清理原始模型上对车架强度不起作用的附件。（2）网格划分，根据车架的实际情况，通常将车架的单元网格划为3-4mm，将厚度均匀的管件及钣金件划为shell单元，将形状不规则的铸铁或铸铝（如连接座，铸铝车架等）划为四面体单元，

在进行网格划分前应先对几何进行处理，将细小特征清除或释放，以提高网格划分效率及网格质量。对容易出现强度问题的区域可进行网格局部细化，以提高有限元计算精度。（3）将减震器，后摇臂等暂不考虑强度的部件简化为截面相同的梁单元；将发动机假定为一刚性很大的部件，简化为MPC与车架相连。见图2、3、4 图2骑士车有限元模型图3踏板车有限元模型图4弯梁车有限元模型 3.2工况的设定两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：车架前轮受水平冲击力F0的工况；车架后轮受路面垂直冲击力F z的工况；后乘座受垂直向下载荷F s的工况。载荷的计算：式中： G——摩托车整备质量（kg） K——修正常数，骑式车取 160-190，踏板车和弯梁车去130-160。 g——重力加速度 Ψ——轮胎与地面峰值附着系数载荷的模拟： a）水平工况：通过在前轮轴心处施加水平方向的载荷，模拟摩托车在急刹车和

某商用车白车身结构静强度分析

某商用车白车身结构静强度分析本论文依据有限元的基本理论，建立某型商用车白车身有限元模型，并在通用有限元分析系统MSC.Patran/Nastran中进行白车身结构的弯曲、单边扭曲、全扭曲三种工况的静态强度分析。 0 前言从2000年法兰克福国际商用车展到2009年第37届美国中部卡车展，商用车（尤其是重型卡车）在国际主流车市上凸显强劲的增长势头和市场占有率。驾驶室作为商用车辆的一个主要产品总成，由于它是造型和结构功能的有机结合体，同时也是驾驶员和乘员工作和休息的空间，因此它在整车中体现出共性的技术应用和独有的发展特征。本论文某型商用车驾驶室白车身作为研究对象，首先对白车身结构几何进行网格划分，检查网格划分质量，建立精确的有限元分析模型；进而基于此模型，施加适当约束，使用MSC.Patran/Nastran对白车身结构进行弯曲、单边扭曲、全扭曲等不同工况的静态强度仿真分析。 1 白车身有限元模型的建立驾驶室白车身含有零件数目众多，并且常含有复杂的曲面，用网格准确描述其几何特征的难度较高，复杂的曲面会产生许多网格上的问题，如单元畸变、网格细小、网格失真等诸多问题。对数目繁多、曲面复杂的零部件划分高质量的网格工作量大、难度高。除此之外，白车身各个部件之间是通过焊接连接起来的，两部件在焊接处具有完全相同的自由度，为刚性连接，可用一维rigid单元模拟表示。在整个白车身模型中焊点多达上万个，需利用rigid 面板在焊点位置逐个施加。并且焊点与焊点、焊点与约束之间很容易出现过约束的情况。文中将网格的检查标准设为Jacobin=0.6、aspect ratio=5、warpage=15°、skew=40°、min-angle=30°、max angle=120°，经检查后，不合格网格数为162个，网格失效百分比为0.0%，整体上网格的形状较为理想，网格质量较高，为计算结果的准确性提供了一个必要条件。图1为白车身整车的有限元模型。点击图片查看大图

半挂车设计计算书样本

半挂车，具有机动灵活、倒车方便和适应性好的特点，这种车能够提高装载量，降低运输成本，提高运输效率。由于装载量的不同要求，对于车架的承受载荷也有不同，该半挂车的轴距较大，因而对车架的强度与刚度的要求也较高。对车架的强度与刚度进行了分析计算。半挂车参数表车架结构设计本车架采用采平板式，为了具有足够的强度和刚度，所设计车架材料选用 Q235钢板，采用焊接式结构。 2.1总体布置

纵梁是车架的主要承载部件，在半挂车行驶中受弯曲应力。为了满足半挂车公路运输、道路条件差等使用性能的要求，纵梁采用具有很好抗弯性能的箱形结构，纵梁断廂如图2所示。上翼板是一块覆盖整个车架的大板，图中只取一部分。腹板，…下翼板图2纵梁截面示意图为了保证纵梁具有足够的强度，在牵引销座近增加了加强板；为减小局部应力集中，在一些拐角处采用圆弧过渡。在轮轴座附近也增加了加强板（图1中轮轴座附近）。由于半挂车较宽，为防止中间局部变形过大，车架的中间增加了倒T形的纵梁加强板。

摩托车车架可靠性分析

摩托车车架可靠性分析摘要：对摩托车车架进行可靠性分析对保障驾驶者的生命安全，提高企业的声誉有着重要的作用。本文分别通过Steinberg三区间法和MSC.Fatigue有限元分析软件分析计算摩托车车架的疲劳寿命，得到摩托车车架的可靠性分析结果。关键词：摩托车车架；三区间法；有限元 1.基于Steinberg三区间法车架的疲劳分析摩托车车架在摩托车长期的行驶中每时每刻都会受到疲劳破坏作用，最开始是在某个局部小范围内出现裂纹，然后由于摩托车长期的使用，车架的裂纹会逐步的扩散，直至钢管的断裂，情况严重时会给驾驶员的生命造成伤害，因此对摩托车车架的疲劳分析和对其进行寿命预测是分析摩托车车架可靠性的重要因素。 1.1.疲劳分析的相关概念疲劳是设备部件在其最大临界状态以内重复性的受到可以容许的力的作用而出现小范围内断裂的现象。作用力的大小、变化幅度、受力点的位置变化以及受力的次数都是影响设备部件疲劳的主要因素。通常在设备部件疲劳设计的相关问题研究中需要测定各种材料的P-S-N曲线和对应的疲劳极限。 1.2.摩托车车架疲劳失效理论设备部件在载荷的作用下会有一次失效、寿命失效和累计损伤失效这三种失效形式。本文研究摩托车车架的疲劳失效主要考虑车架的累计损伤失效。由于车架的受力是随机的过程，因此进行疲劳损害计算比较困难，为了简化过程，本文采用Steinberg的三区间法计算车架的疲劳损害，即车架在68%情况下，受力值区间为；在95.4%的情况下，受力值区间为；99.73%的情况下，受力值区间为。因此就可以结合miner方法进行疲劳累计计算。Miner是基于受力幅度的大小是固定值的情况下，假设材料在某个固定受力幅度i的情况下材料的寿命为Pi，在随机受力情况下，材料进行了pi次受力实验（pi，1，所以摩托车车架受到疲劳损害，并且已经被破坏了结构。该方法虽然简单易行，但是只能机械判断在一定作用力下车架是否已经因为疲劳而被损坏，而不能具体算出车架的使用寿命。 2.摩托车车架疲劳寿命的有限元分析 2.1.摩托车车架有限元建模假设某车架的材料为Q235，加入前后减震器、发动机的简化单元，共包含46476个板壳单元，46076个节点单元。车架的有限元模型如图2.1所示。 2.2.摩托车车架材料参数和路面载荷参数

10_某重型卡车车架优化设计_张建

某重型卡车车架优化设计张建1，戚永爱1，唐文献1，张攀2 1 江苏科技大学机电与汽车工程学院江苏张家港 215600； 2 澳汰尔工程软件（上海）有限公司 200120 摘要：本文以HyperWorks软件为平台，建立某卡车车架有限元分析模型，并进行了相应的试验验证。再针对车架第一、五横梁进行拓扑优化，最后对主梁进行尺寸优化，得出最优化的车架结构。结果表明：计算结果与试验结果相吻合，验证了模型的正确性。根据拓扑优化结果，第一、五横梁侧面多个圆孔调整为单个椭圆孔结构，质量减少0.53%；由尺寸优化得，主梁厚度减小了3mm，主梁质量减少8.74%。与原始车架相比，最终优化后车架的刚度变化不大。最大应力增加了0.15 %，最大应力的位置由第三横梁转移到主梁。关键词：卡车车架，拓扑优化，尺寸优化，有限元分析 1 前言随着科学技术的进步，汽车工业飞速发展，汽车在人们的生活中占据越来越重要的位置。作为汽车总成的一部分，车架承受着来自道路及复杂载荷的作用。车架上安装着发动机、传动系、悬架、货厢等有关部件，承受着传递给它的给种力和力矩，工作状态比较复杂。因此车架要有足够的刚度和强度以及可靠性与寿命。寻求到一种优化设计车架的方法非常重要，不仅可以简短汽车的设计周期还能够提高汽车安全性能的可靠性。传统的设计方法]1[多是依据经典力学理论对车架进行大量的简化计算，再依靠设计者的经验来设计车架。方案完成后试制样车，对其进行试验以判断设计是否合理。这种方法具有一定的可靠性，但使得设计带有盲目性，汽车的开发周期比较长。随着有限元方法的发展，可以运用复杂的数学方法对车架进行抽象，建立数学模型，计算方面交于计算机，车架的优化设计得到很大提升。在国外，从60年代起就开始运用有限元法进行汽车车架结构强度和刚度的计算。国内大约是在七十年代末才将有限元法应用于车架的结构强度设计分析中。有限元法为复杂车架结构分析设计提供重要的基础，同时也促进车架结构的分析和设计的飞速发展。2006年，韩同群]2[对重型自卸汽车车架作了模态和刚度分析并对其中一横梁进行了优化。2007年，黄贵东]3[等人采用梁单元和壳单元模拟车架，对车架进行了有限元分析。2008年，王国林]4[等人在探索车架梁连接方法上采用GAP单元模拟接触并进行了实验验证。2008年，徐兆勇]5[等人利用虚拟样机技术对一搬运车之间进行分析优化。2008年，叶勤]6[等人在车架建模时采用螺栓和刚性梁单元，对一轻型货车车架进行了有限元分析和刚度优化。2009年，扶原放、金峰达]7[等人将惯性释放原理运用到车架的结构优化中，先进行拓扑优化得到车架整体结构再进行形状优化得到车架的厚度。2009年，钟佩恩]8[等人对一中型货车车架进行了刚度强度分析，采用了加厚纵梁和添加加强板的方法提高车架强度。2010年，Marco Cavazzuti]9[运用拓扑优化方法对一高性能汽车底盘进行设计。2010年，蒋玮]10[对一轿车

基于ANSYS的车身结构强度及刚度分析

南京工程学院本科毕业设计（论文）题目：基于ANSYS的车身结构强度及刚度分析专业：车辆工程（汽车技术）班级：汽车技术091学号：215090105 学生姓名：周文军指导教师：陈茹雯副教授起迄日期：2013.2.25～2013.6.3 设计地点：车辆工程实验中心

Graduation Design (Thesis) Analysis on The Stiffness and Strength of Body Structure Based on ANSYS By ZHOU Wenjun Supervised by Associate Prof. CHEN Ruwen Nanjing Institute of Technology June, 2013

摘要以有限元法为基础的车身结构分析已成为一种面向车身结构设计全过程的分析方法，车身结构设计的过程也随之成为一种设计与分析并行的过程。车身作为车辆的重要组成部分，对整车的安全性、动力性、经济性、舒适性及操控性有着重要的影响。在设计车身时，应用有限元法对汽车车身骨架进行静、动态特性的分析，对其结构的强度和刚度进行评价，对于进一步了解车身结构的应力和变形情况，充分认识掌握车身结构分析方法，进而对整个车身结构设计进行优化，提高整车性能，缩短产品开发周期，降低开发成本，均具有重要的意义。本课题是采用有限元分析法对2046车身骨架结构作适当简化，在ANSYS中建立其有限元模型，并按照实际载荷对车身进行了静力学分析，校验其强度和刚度，根据分析结果找出车身骨架结构的危险断面。同时对车身骨架进行动态分析，并提取前十阶模态，得到了车身固有频率及相应的振型。最后根据静、动态的分析结果，对车身结构提出改进意见。关键词：车身；有限元法；静力分析；动态分析

低货台半挂车车架有限元分析报告

低货台半挂车车架有限元分析报告设计：张平霞张平霞 zpx164@https://www.wendangku.net/doc/c417222751.html,

低货台半挂车车架有限元分析报告摘要低货台半挂车车架几何结构特殊，各构件应力分布也很特殊，难以用常用的计算公式加以计算，其中主纵梁是该半挂车的主要承载部件，本文采用COSMOSWORKS 有限元分析软件对某低货台半挂车车架进行两种载荷工况荷的强度、刚度分析，计算出车架的载荷和应力分布，为设计提供了准确的理论依据，同时可指导进一步改进整个车架结构，实现车身的优化设计。一、项目介绍低货台半挂车是一种低承载面、大吨位的半挂运输车，主要用于运输挖掘机、推土机、压路机等大型工程设备。在该车中主纵梁贯穿整个车身结构，将所有的横梁联接成一体，共同承受载荷，并将载荷传递到牵引销及车桥，是半挂车的重要承载部件（见图1）。也是半挂车最容易破坏的部件。因此对其进行强度分析，并加以改进，可大大提高半挂车的承载能力，满足用户的使用要求。但由于该纵梁几何结构特殊，为一变截面变轴线的鹅颈式结构，并且应力分布非常复杂，所以在以往设计时多采用经验公式进行计算，或待试验后根据实验结果进行修正，不能准确地计算出各部分的受力情况，并且周期较长，给合理设计造成了一定的难度。本文采用COSMOSWORKS 有限元分析软件，可精确地计算出各部分的应力分布情况，找出薄弱环节，为车架的优化设计提供了理论依据。图1低货台半挂车车架（挂车载货台上部无花纹板）１．牵引销，２．鹅颈，３．载货台，４．悬挂支座。１２３４

图2右主纵梁二、低货台车架有限元模型的建立及网格划分模型的建立低货台半挂车的车架主要是由2根主纵梁、11根中间横梁、2根前后横梁和2根边梁组成的焊接件。根据设计图纸，利用Solidworks三维模型设计软件建立低货台半挂车骨架的实体模型（如图1），图2为右主纵梁。网格划分打开COSMOSWORKS有限元分析软件，将所建模型通过接口调入并进行有限元分析工作。车架的材料参数为：弹性模量E=206Gpa。单元类型选为Solid（实体），节点数为4，分析类型为Static（静态），Quality （网格质量）为High（优），Global（全局网格尺寸）为78.051mm，Tolerance（误差）为0.5mm，其他选项采用软件的默认值，单元划分结果为：单元数65931，节点数135584，如图3所示。计算机配置为：CPU主频600MHz，内存为256MB，计算时间为30分钟，网格划分结果如下图。图3 车架网格图三、有限元计算模型假设：在计算时假设各焊接件焊接牢固可靠，无虚焊松脱现象，焊接后残余应力较小，不足以影响车架的承载能力；所载货物按要求均匀分布在挂车载货台上。工况1：车架静载荷有限元分析此时半挂车全部车轮均与路面接触，牵引销支撑在牵引车的牵引座上，半挂车的载货台承受56吨的静载荷，半挂车处于静止状态，所以可将车架模型约束如下：将8个悬挂支座及2个主纵梁前下翼板的下平面进行全约束（如图4所示）。主纵梁

重型汽车双层车架结构传力特征分析

重型汽车双层车架结构传力特征分析作者：黄昶春沈光烈韦志林 1 前言近年来，国内外多种中、重型汽车车架均采用双层槽钢纵梁。采用这种型式的车架纵梁，可以减少对纵梁生产设备的要求，也可以适应生产变型车的需要[1-2] 。但是，由于设计中对用铆钉连接的双层槽钢的传力特征认识不足，使得一些车架出现早期断裂现象，或使车架材料用量过多，增加了生产成本和汽车质量。作者经研究发现，双层槽钢的车架用铆钉连接时，内层槽钢受力参与程度不足，不符合梁理论中梁横截面平面变形的假设，用常用的梁理论计算会使计算应力比实际应力偏低，从而导致车架刚度强度不足。针对以上问题，作者进行多种铆钉布局及间距方案的比较分析，给出合理的计算模型及铆钉连接的设计方案，对此类结构设计有一定的帮助。 2 铆钉连接传力特征的分析材料力学中梁的理论以及有限元法的空间梁单元理论都是建立在梁弯曲时横截面保持平面这一假设基础之上[3] ，该假设称纳维什（Navier）假设。但是，这个假设并非对任何结构型式的梁都适用，并使计算误差保持在工程上可以接受的误差范围之内。双层槽钢梁外层受力变形后，它的变形通过铆钉将弯矩传递给内层槽钢。铆钉的刚度与内层槽钢整个截面的刚度相比是非常小的。一般来说，车架纵梁的同一截面上仅用2 个低刚度的铆钉连接传力，要使大刚度的内层槽钢横截面产生符合平面假设的变形，从理论和实际上都是难以实现的[1-6] 。为研究铆钉传力的特征，作者首先设计长度为500mm的槽形截面悬臂梁，在自由端通过铆钉传力。整个结构用壳单元离散，在外层槽钢与铆钉之间建立刚性联接，给定一个强迫转角位移，进行计算。图1表示Mises应力三维云图，从图中可以看出，传力路线从铆钉开始，向上下翼板和腹板的交界棱线发展，高应力区仅占翼板的很小部分，且离铆钉越远越小，应力分布也完全不符合平面假设。为更进一步从数量上分析，需计算悬臂梁在2种情况下的应变能密度: （1）梁自由端横截面刚性转动1°强迫位移;（2）梁自由端仅通过2

车车架的结构设计与强度和刚度分析.

第２９卷第７期２００７年７月北Ｊ佣ｍａＩ京科技大学学报ＶｏＩ．２９Ｎｏ．７ｏｆＵｎｉｖｅ玮ｉｔｙｏｆｓｃｉｅｎ傥ａｎｄＴ∞ｈｎｏｌｏ科ＢｅｉｊｉｎｇＪｕｌ．２００７ＳＧＡ９２１５０型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析张国芬１’ 张文明１’ 剥、玉亮１’ 董翠燕２）１）北京科技大学土木与环境工程学院，北京１０００８３２）北京首钢重型汽车制造厂，北京１０００４３摘要对渊２１５０型半挂车车架的总体布置、纵梁、横梁、纵梁与横梁的连接等进行了设计．利用有限元软件Ａｎｓｙｓｗｏｒｋｂｅｎｃｈ对车架进行应力和变形计算，利用Ｍａｔｌａｂ软件采用传统方法对纵梁进行受力分析和应力计算．结果表明车架强度和刚度均满足要求．关键词半挂车；车架；结构设计；强度分析；刚度分析；有限元法；实体单元分类号ＴＤ４０２；Ｕ４６９．５＋３；Ｕ４６３．３２ＳＧＡ９２１５０型半挂车是笔者设计、北京首钢重型汽车制造厂２００５年生产的重型运输车辆，它是迄今为止国内载重量最大的半挂车，具有以下四大特点：（１）属非公路平板运输车，适用于露天矿山运输大型设备，工作条件恶劣；（２）载重量大，额定载重质量１５０ｔ；（３）半挂车车架纵梁长（２３ｍ），支点跨距大（１８．８ｍ），货箱面积大（１７ｍ×６ｍ）；（４）半挂车车架采用变截面梁，质量轻（总质量３１ｔ）．因而，半挂车车架的设计与普通车辆不同，需要考虑每部分应力和变形，而且尽可能减轻自身重量．由于车架结构复杂，用经典力学方法分析其强度和刚度不可能得到精确的结果．有限元法以离鹅颈式．为了具有足够的强度和刚度，所设计车架材料选用１６Ｍｎ钢板，采用焊接式结构．１．１总体布置ｓＧＡ９２１５０型半挂车车架总体布置如图１所示，这里总体布置的几个总成是按照焊接次序分层的，牵引销座属于前部鹅颈总成，轮轴座属于后部轮轴座总