主副一體式自卸車車架動(dòng)力學(xué)分析及優(yōu)化.pdf

1、車架是自卸車的主要承載基體。在自卸車行駛過程中，車架要承受路面和動(dòng)力傳動(dòng)裝置等的激勵(lì)，當(dāng)車架的固有頻率與外部其他因素產(chǎn)生的激勵(lì)頻率傳遞至車架發(fā)生耦合時(shí)，車架就會(huì)發(fā)生共振，這不僅會(huì)影響車架使用性能，甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)和零部件的破壞和疲勞失效；車架外部激勵(lì)是車架動(dòng)態(tài)特性分析的基本輸入，因此如何經(jīng)濟(jì)、方便、準(zhǔn)確地獲得外部激勵(lì)就成為車架動(dòng)態(tài)特性分析的基本任務(wù)；此外，車架作為基礎(chǔ)部件，其結(jié)構(gòu)尺寸是否合理在很大程度上影響整車的重心和動(dòng)態(tài)特性等性能參數(shù)。

2、因此，本文以DT002主副一體式自卸車車架為研究對象，在對車架進(jìn)行模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對整車數(shù)值動(dòng)力學(xué)模型、多體動(dòng)力學(xué)模型和實(shí)車試驗(yàn)測得的車架動(dòng)態(tài)載荷歷程進(jìn)行了對比，并以車架一階模態(tài)和車架重量為目標(biāo)，對其進(jìn)行了尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了車架的低重心、輕量化設(shè)計(jì)。
　　為了分析DT002車架的動(dòng)態(tài)特性，本文首先利用六分力測量儀采集了實(shí)際路面載荷，經(jīng)過分析處理得到了路面載荷的頻域響應(yīng)譜，由結(jié)果可知路面激勵(lì)產(chǎn)生的車架動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻率大多在5H

3、z以下。其次建立了車架的有限元模型，對車架進(jìn)行了計(jì)算模態(tài)和試驗(yàn)?zāi)B(tài)對比分析，獲取其前十階模態(tài)特性，分析表明，除了二階與十階外，各階計(jì)算模態(tài)誤差均小于5％，其低階模態(tài)表現(xiàn)良好，避開了路面激勵(lì)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)頻率，驗(yàn)證了車架有限元模型的合理性；然后，為了得到在典型路面行駛狀態(tài)下車架的路面激勵(lì)，分別建立了整車動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型和多體動(dòng)力學(xué)數(shù)字模型，進(jìn)行了整車場地及道路試驗(yàn)，對模型的仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析，為車架的動(dòng)態(tài)特性分析提供了基本的輸入；在上

4、述分析的基礎(chǔ)上，對整車多體動(dòng)力學(xué)數(shù)字模型在C、D級(jí)典型路面工況下的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析，得到車架的動(dòng)態(tài)應(yīng)力特性曲線，找出了車架最大應(yīng)力點(diǎn)位置；最后，在保持車架原有結(jié)構(gòu)形態(tài)的基礎(chǔ)上，考慮到車架結(jié)構(gòu)件板厚對其低階模態(tài)頻率和整車輕量化的影響，以板厚為設(shè)計(jì)變量，以整車質(zhì)量和一階模態(tài)頻率為目標(biāo)，對車架主要部件進(jìn)行了靈敏度分析，以確定各部件板厚對車架整體性能的影響大小，而且對優(yōu)化后車架的靜態(tài)特性和模態(tài)進(jìn)行了校核。
　　本文較為系統(tǒng)地對DT002一