某載貨車前軸有限元分析論文

1、<p>　　某載貨車前軸有限元分析</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　對(duì)前軸在分別承受4500KG,4600KG,4800KG軸荷，在垂直彎曲、緊急制動(dòng)、側(cè)滑等三種工況下進(jìn)行了剛度和應(yīng)力有限元分析，針對(duì)分析結(jié)果給出了評(píng)價(jià)。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)模型化</b></p&g

2、t;<p>　　本次分析計(jì)算所使用的軟件為MSC.Nastran。</p><p>　　根據(jù)提供的二維圖紙進(jìn)行幾何建模及有限元建模，前軸和轉(zhuǎn)向節(jié)通過主銷軸和軸承連接在一起，在計(jì)算時(shí)考慮了上述部件之間的接觸和摩擦作用，并采用接觸單元模擬其運(yùn)動(dòng)關(guān)系。前軸和轉(zhuǎn)向節(jié)三維幾何造型如圖1所示。前軸為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，對(duì)其一半進(jìn)行有限元?jiǎng)澐郑矂澐謫卧?20047個(gè)，節(jié)點(diǎn)28781個(gè)。有限元模型如圖2所示。</p&

3、gt;<p>　　圖1 前軸總成三維幾何造型圖</p><p>　　圖2 前軸總成有限元網(wǎng)格圖</p><p>　　3．前軸材料為45鋼，轉(zhuǎn)向節(jié)為40Cr，轉(zhuǎn)向節(jié)主銷為20MnCrTi,計(jì)算時(shí)取泊松比μ=0.29，彈性模量E=2.07E+5MPa。</p><p><b>　　受力及約束</b></p><

4、p>　　前軸是汽車行駛系的主要承載部件，也是載重汽車的重要保安件。汽車行駛時(shí)，其受力十分復(fù)雜。汽車在行駛時(shí)，前軸所受載荷有三種工況，對(duì)三種危險(xiǎn)工況進(jìn)行了計(jì)算分析。</p><p><b>　　垂直彎曲工況</b></p><p>　　前軸總成承受垂直方向沖擊載荷作用（見圖3），計(jì)算時(shí)前軸單邊垂直力取滿載軸荷的2.5倍，并以分布力的形式作用于鋼板彈簧座上，在轉(zhuǎn)向節(jié)

5、輪距處施加位移約束。 </p><p>　　圖3 垂直彎曲工況邊界條件圖</p><p><b>　　b.緊急制動(dòng)工況</b></p><p>　　汽車制動(dòng)時(shí)，由于慣性力的作用，使前、后軸荷重新分配，前軸載荷增大，此時(shí)，前軸承受垂直力、前后力和扭矩等共同作用。計(jì)算時(shí)將上述載荷施加于鋼板彈簧座處，扭矩的施加是通過在鋼板彈簧座4個(gè)螺栓孔中心分別施

6、加方向相反的集中力實(shí)現(xiàn)的，在轉(zhuǎn)向節(jié)輪距處施加位移約束。</p><p><b>　　c.側(cè)滑工況</b></p><p>　　汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于側(cè)向慣性力的作用，使左右車輪載荷重新分配，且兩側(cè)受力不等，前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)受垂直力和側(cè)向力作用，這里取受力較大一側(cè)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)將上述載荷施加于鋼板彈簧座處，在轉(zhuǎn)向節(jié)輪距處施加位移約束。</p><p>&

7、lt;b>　　計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)</b></p><p>　　在軸荷4800KG下三種工況計(jì)算得到的位移如圖4、5、6所示，最大主應(yīng)力分布如圖7、8、9所示。前軸計(jì)算結(jié)果見表1。</p><p>　　圖4 垂直彎曲工況位移圖 (單位：mm)</p><p>　　圖5緊急制動(dòng)工況位移圖 (單位：mm)</p><p>　　圖6側(cè)滑

8、工況位移圖 (單位：mm)</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié) 前軸</p><p>　　圖7 垂直彎曲工況最大主應(yīng)力分布圖（單位：KPa）</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié) 前軸</p><p>

9、　　圖8 緊急制動(dòng)工況最大主應(yīng)力分布圖（單位：KPa）</p><p>　　轉(zhuǎn)向節(jié) 前軸</p><p>　　圖9 側(cè)滑工況最大主應(yīng)力分布圖（單位：KPa）</p><p>　　表1. 前軸和轉(zhuǎn)向節(jié)計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　五、結(jié)論</

10、b></p><p>　　三種軸荷的前軸應(yīng)力分布和變形規(guī)律均一致。前軸在緊急制動(dòng)工況變形最大，變形值為3.91mm(4800KG)，垂直彎曲工況次之，側(cè)滑最小；最大變形位置均在前軸中心對(duì)稱斷面處，前軸整體結(jié)構(gòu)變形比較均勻。</p><p>　　前軸在垂直彎曲工況應(yīng)力最高，最大主應(yīng)力值為311MPa（4800KG），部位在轉(zhuǎn)向節(jié)主銷孔處。其次為緊急制動(dòng)工況，側(cè)滑工況最小。</p&