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現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)對(duì)于汽車(chē)輕量化問(wèn)題越來(lái)越看重，在滿足強(qiáng)度的條件下使車(chē)身車(chē)架的重量減低，可使整車(chē)重量變小，從而使企業(yè)生產(chǎn)成本及用戶油耗降低，所以足夠的車(chē)身和車(chē)架強(qiáng)度分析就是該過(guò)程中必須保證的。非承載式汽車(chē)性能一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)也是車(chē)身車(chē)架的強(qiáng)度，且整車(chē)的疲勞壽命、剛度和NVH等性能都受到車(chē)身和車(chē)架強(qiáng)度的影響。
建立了某中型客車(chē)車(chē)身車(chē)架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的有限元分析模型(FEM)，利用該模型對(duì)車(chē)身車(chē)架的強(qiáng)度進(jìn)行了理論分析，包括有限元模型的離散簡(jiǎn)化原則、模型中各個(gè)部件及連接方式所采用的單元類型、所施加的邊界條件和載荷條件，最終找出車(chē)身車(chē)架模型的易斷裂位置，然后根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)場(chǎng)道路強(qiáng)化試驗(yàn)，重點(diǎn)測(cè)試薄弱位置應(yīng)力狀況，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確度，并為該車(chē)的輕量化提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)依據(jù)。
一個(gè)車(chē)輛部件系統(tǒng)不管多么復(fù)雜，在給定的載荷作用下，從對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度貢獻(xiàn)大小的角度看，一定有主要承載構(gòu)件與次要承載構(gòu)件。本研究旨在分析車(chē)身車(chē)架整體的強(qiáng)度，一些局部的小結(jié)構(gòu)，諸如小孔，凸肩等可以予以忽略。首先將在CATIA中建立的三維實(shí)體模型導(dǎo)入Hypermesh中。在模型中，橡膠彈墊用CBUSH單元來(lái)模擬，用GELD模擬焊接單元，螺帽墊片及螺母采用RBE2剛性單元建模，螺栓桿采用梁?jiǎn)卧Ｐ汀Ｗ罱K的FEM中，節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)有744753個(gè)，單元個(gè)數(shù)有703126個(gè)。
該中型客車(chē)承受的載荷很多很復(fù)雜，在各種工況中，車(chē)身承受來(lái)自乘客、各種裝置和車(chē)身自重的重量，并將其傳到車(chē)軸上，車(chē)架不僅要承擔(dān)安裝在其上的各種載荷，而且還要承受在行駛中由于壞路不平造成的各種載荷，車(chē)輛在凸凹的壞路上行駛時(shí)，在汽車(chē)單輪升起降下，或者成對(duì)角線方向的前后輪同時(shí)升起降下等情況下，車(chē)身車(chē)架受扭轉(zhuǎn)，這種扭轉(zhuǎn)使得車(chē)身車(chē)架承受的應(yīng)力很大，相關(guān)文獻(xiàn)資料及研究成果也表明：整車(chē)處于彎扭狀態(tài)是汽車(chē)的最惡劣的狀態(tài)，相關(guān)試驗(yàn)表明，靜載實(shí)測(cè)的高應(yīng)力點(diǎn)基本上是動(dòng)載實(shí)測(cè)的高應(yīng)力點(diǎn)，因而在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，可以對(duì)模型加載靜態(tài)扭轉(zhuǎn)來(lái)模擬汽車(chē)動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)，靜態(tài)扭轉(zhuǎn)邊界載荷條件：邊界約束條件是約味后軸正上方所對(duì)應(yīng)的兩縱梁上節(jié)點(diǎn)的Y，Z兩方位上的平動(dòng)自由度，載荷方式是在前軸處施加沿X方向的扭轉(zhuǎn)角度為20°扭矩。
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