一种客车车架结构的有限元分析(4)

Dynamic analysis and optimization design of the frame

第4期刘素红,等:一种客车车架结构的有限元分析

23

接触面积可以降低最大位移及应力,但对其动态性能影响不大。

表3 各改进方案的分析结果

方案

最大位移/mm最大应力/MPa频率最大变化量/(%)

18.73418411.9

213.1641765

311.151511

4 结束语

本研究运用shell93单元自下而上建立有限元模型。对其进行静力学分析后,得出了车架的位移分布及应力分布,并分析了最大应力和最大位移产生原因;同时也校核了该车架的强度和刚度,并对模型进行了模态分析,求得了车架前8阶的固有频率和振型。针对车架静力学和动态特性本研究提出了3种降低车架变形和应力及改善其动态特性的方案,其结果显示改变车架结构对其动态特性影响较大,增加载荷接触面积可以降低最大位移及应力,但对其动态性能影响不大。

采用在后部添加横梁的方法改善。

车辆在怠速时的激励主要来自发动机的激励。发动机的激励频率可按下式计算

f=

[8 12]

参考文献(References):

[1] 鄢 月.客车车架的优化设计[D].锦州:辽宁工业大学

汽车与交通工程学院,2008.

[2] 吴君希.汽车车架的修理[M].北京:人民交通出版社,

1980:27-30.

[3] 梁 冠.轻型客车车架模态分析[J].内江科技,2008,29

(2):116.

[4] 廖 君,杜里平,王冯良,等.基于OptiStruct的电动轿车

副车架的结构优化[J].机电工程,2008,25(5):42-44.[5] 杨 涛.基于ANSYS的专用车车架模态分析[D].武汉:

武汉理工大学汽车工程学院,2008.

[6] 张盛兰,严 飞.基于HyperWorks的车架模态分析[J].

机械设计与制造,2005(4):10-11.

[7] 杜文学,俞德津.基于有限元理论的重型半挂车架模态分

析[J].专用汽车,2007(8):33-36.

[8] 冯国胜.汽车车架动特性分析及应用[J].汽车技术,1994

(8):9-12.

[9] 张先刚,朱 平,韩 旭.摩托车车架的动态特性分析及

减振优化研究[J].中国机械工程,2005,16(12):1114-1117.

[10] 王虎奇.有限元分限中求解装载机前车架载荷的研究

[J].机械,2008,35(2):6-8.

[11] 王忠全,刘小兵,刘德民.基地ANSYS的WC5型防爆胶

轮车车架的力学分析[J].机械,2008,35(5):32-34.

[12] 邓小雷,周兆忠,汪建平.工程塑料齿轮疲劳寿命有限元

分析[J].轻工机械,2008(6):44-47.

:

60

式中 z、n及 #发动机的缸数(6缸)、怠速转速(一般600r/min)和冲程数(4冲程)。

据此计算,该车发动机的爆发频率为30Hz。车辆在正常行驶时所受激励包括路面激励、发动机激励、车轮不平衡激励及传动轴激励。城市道路激励频率一般小于3Hz。随着制造和安装水平的提高,车轮不平衡激励一般小于5Hz。城市公交车速在40km/h~70km/h时,传动轴激励在30Hz以上。

通过比较可知该客车在怠速和正常行驶时不会发生过度振动和噪声。

在此,本研究提出了3种减小车架变形和应力及改善其动态特性的方案: 车架后部增加横梁; 改变后轴所支撑的纵梁段厚度,使其由5mm变为6mm; 适当增大发动机支撑面积。各方案的分析结果如表3所示。

综合以上分析可知,方案1不但对车架的振动频率影响较大,而且也改变了其各阶振型。这是由于车架的振动与其空间结构密切相关。由于方案1改变了车架的结构,所以相对另外两种方案而言,车架的动态,[:]

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库一种客车车架结构的有限元分析(4)在线全文阅读。