重型自卸車主副一體式車架的設(shè)計.pdf

1、目前，國內(nèi)公路型重型載貨自卸汽車整車的生產(chǎn)，主要由改裝車廠在整車廠提供的基本型載貨汽車平臺上派生的自卸汽車底盤上，根據(jù)用戶需求進行自卸作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計和改裝生產(chǎn)，實現(xiàn)最終的自卸汽車整車。隨著我國重型載貨汽車快速發(fā)展，專業(yè)用戶對自卸汽車綜合性能及可靠性要求的不斷提升，使得改裝設(shè)計生產(chǎn)模式已經(jīng)不能適應(yīng)自卸汽車細分市場的發(fā)展需求。將重型自卸汽車以底盤與上裝一體化設(shè)計是解決該問題的主要途徑。取消副車架自卸車的設(shè)計不僅能實現(xiàn)輕量化，而且可降低整車的

2、重心，提高行駛穩(wěn)定性，因此，進行取消副車架的重型自卸車主副一體式車架的設(shè)計研究具有十分重要的實際意義。
　　 本文從重型自卸汽車車架與上裝作業(yè)部分一體化設(shè)計為主線，通過對裝有副車架的TY-1型自卸車車架為分析對象，提出設(shè)計硬點參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，取消副車架，提出直接與上裝作業(yè)部分實現(xiàn)對接的專用自卸車車架總成結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并進行分析，為專用自卸汽車整車一體化設(shè)計，提供核心部件的設(shè)計參考依據(jù)。
　　 首先以裝有副車架的TY-1

3、型自卸車車架為研究對象，運用有限元方法對其進行靜載工況、卸載初工況和貨箱舉升至45°工況的結(jié)構(gòu)強度分析，并分析其自由模態(tài)，獲得該車架的應(yīng)力分布情況和動態(tài)特性，并對該車架進行了模態(tài)試驗，得到車架前8階自由模態(tài)頻率和振型，驗證有限元模型的可信性。在此基礎(chǔ)上，取消了副車架，并重新設(shè)計主副一體式車架。該車架縱梁的結(jié)構(gòu)形式為工字型，基于等強度考慮，縱梁前部采用變截面結(jié)構(gòu)，論文設(shè)計了四種縱梁截面尺寸的車架結(jié)構(gòu)，且車架的靜彎曲應(yīng)力都能滿足強度要求。<

4、br>　　 其次，對所設(shè)計的新車架進行相同工況下穩(wěn)態(tài)力學(xué)分析，并比較各車架結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過綜合分析對比，確定TY-G3型車架為所設(shè)計車架形式，該車架的強度優(yōu)于TY-1型車架，重心降低14.35％，重量降低11.18％，滿足設(shè)計要求。TY-G3型車架的有限元模態(tài)分析結(jié)果顯示，車架的一階頻率有所提高，動態(tài)性能得以改善。
　　 最后，結(jié)合尺寸優(yōu)化和拓撲優(yōu)化的方法對TY-G3車架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，車架的重量減少了0.29t，降低幅度為1