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原文传递重型自卸汽车货厢轻量化设计

论文题名：	重型自卸汽车货厢轻量化设计
关键词：	自卸汽车;货厢轻量化;优化设计
摘要：	随着2016年9月21日国家新的超重超限法规GB1589-2016《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》的实施，并且汽车钢材采购成本的增加，特别是重型汽车货厢的钢板材料增加得比较多。以往设计开发的普通货厢结构简单以及所选钢板材料型号偏低，造成货厢过于笨重，已经不能满足目前市场用户的使用要求，造成了生产和使用上的矛盾。为此经过对实际需求的调研和生产工艺的提高，采用轻量化的设计方案是解决此矛盾主要思路。这对于重型货运汽车而言，为达到轻量化的目标，其轻量化方案主要集中在底盘和货厢的两部分。本课题主要针对货厢开展轻量化设计的研究。　　本文以某企业目前销量较好的一款6×4自卸汽车货厢为研究对象，通过对相关货厢轻量化技术的调研和分析，结合目前国内货厢企业在高强度钢板工艺和设计中总结的相关经验，对货厢轻量化进行了深入的研究，并提出了具体的货厢结构优化设计方法。　　通过分析普通厢体主要总成结构特征，得出厢体结构属于典型的板壳结构。在利用高强度钢板来替代普通钢板时，可以根据材料的屈服应力来计算所需材料厚度，并提出等强度替代计算公式。考虑到厢体具体结构和加工工艺，对比不同U型厢体截面形状特点，确定货厢结构的优化设计方案。根据测算，最终的厢体自重为3004Kg。在与原来的矩形厢体自重进行对比，可以发现在原结构基础减轻了996Kg，取得了明显的降重效果。　　然后，基于自卸汽车在运行过程中可能遇到的实际工况，将U型货厢的几何模型导入HyperWorks分析软件，运用软件中OptiStruct模块，给货厢施加静压力载荷，并考虑1.5倍的动载系数，计算了货厢在静载、临界举升、扭转和举升5°时的厢体应力的变化情况，结果表明货厢结构设计的基本合理。　　车型目标市场为郊区砂石或土方的运输工作，为验证厢体结构的可靠性及工厂实际的加工能力，采用该方案货箱自卸汽车进行了小批量的生产验证。并交付用户进行实际运营，后续应对货厢的使用情况进行跟踪，根据用户的反馈的问题，进行后续的优化改进工作。
作者：	刘成武
专业：	车辆工程
导师：	张平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2020