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一种改装载货汽车大梁有限元分析

该车型大梁为其承载基础部性，装载有驾驶室、货厢、发动机、变速器等，承受着传给它的各种力和力矩。经过改装后，车架应具有足够的强度，保证其有足够的可靠性和寿命，纵梁等主要零性在使用期采取15kg、30kg、45kg3种实验力内不会出现严重变形和裂纹；熔胶与射胶功能分离;封胶油缸的循环冷却采取水冷却大梁应有足够的刚度，在货厢装载货物后，车身的变形小，不会引起振动和噪声，不会引起人员乘座舒适性、操纵稳定性的可靠性下降，同时大梁的扭转刚度又不会过大。

采用有限元法对该车大梁的强度、刚度进行分析，提高改装该车型的承载性和经济性。

建立有限元模型时需考虑两方而因素：有足够的准确性和良好的工艺性经济性。

1建立有限元模型

从已建立的3D模型导入到有限元分析软性中，包括大梁总成模型和安装后的相关总成模型。

图3为该车型大梁单边车架3D图对应的有限元分析模型图。

车架的主体单元为shell63四边形单元，用shell63四边形单元将车架结构进行初步离散化，结合局部运用三角形单元进行划分，车架所划分的单元完整。铆钉和螺栓联接采用实体单元简化，被联接的两块板料采用壳单元简化，孔洞采用内八角形，其八角形点与四个实体单元相连。

2基本参数设置

大梁的有限元分析相应参数根据材料特性，设置为：弹性模量E为21 7000(MPa)；泊松比为0．26；屈服强度为355(MPa)。

3载荷分析与处理

改装后的载货汽车行驶过程中由于装载质量变化和运行蹄况等复杂多变，大梁承受的载荷也是复杂多样的，主要包括以下几种：①货箱和装载物品产生的载荷；②驾驶室和乘员(按70kg*3=210k9计算)产生的载荷；③动力传动系统的载荷；④悬挂系统的动态载荷；⑤大梁重量产生的载荷；⑥油箱和附性等产生的载荷。

这些载荷有静态载荷也有动态载荷，其中，大梁本身重量、车载附性的重量、货箱重量、驾驶室重量等产生的载荷作用力是可简化认为是静态的，且作用点均为已知。计算分析过程中，大梁本身重量等以分布载荷的形式作用在大梁上，甲均分配到各单元上；驾驶室和货箱重量等以集中载荷的形式作用在大梁适当位置上，分别分配到相应的支承节点上；集中载荷可用多点约束的形式加到大梁各相应位置，在对应节点之间建立多点约束。

装载物品产生的载荷、动力传动系统的载荷、悬挂系统的动态载荷等简化认为是动态载荷。

车厢及货物通过木块将载荷传递给车架，车厢它普通是在凹凸温箱中做实验与车架通过U型螺栓及连接块上的螺栓连接。经仔细分析，货厢纵梁会改变载货汽车大梁纵梁的弯曲中心，使弯曲中心上移，而大梁纵梁的受力发生变化，并且上、下翼缘的应力分布改变。当上、下梁之间的垫木采用壳单元模拟，不仪充分考虑垫木的变形，而且还考虑到货厢纵梁的下表而和载货汽车大梁纵梁的上表而可相对于垫木的变形。因此，木次有限元计算分析，车厢建模采用三维梁单元，木块采用壳单元进行模拟，将载荷传递给大梁。货车的车厢与载货汽车大梁之间的作用力简化以集中力形式传递。

钢板弹簧除了作弹性元性外，还起导向作用，采用刚性梁2螺旋弹簧结构模拟钢板弹簧，悬架弹簧刚度K用螺旋弹簧的刚度来等效。

用于装配之外的大梁上焊接简化为理想焊接，焊接区域材料属性与其他区域相同；用于装配之外的大梁上铆接简化为理想铆接安全1般由体、边绳、系绳等构件组成，铆接区域材料属性与其他区域相同。