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原文传递可伸缩集装箱半挂车车架疲劳寿命分析研究

论文题名：	可伸缩集装箱半挂车车架疲劳寿命分析研究
关键词：	可伸缩集装箱半挂车;车架;疲劳寿命;优化设计
摘要：	车架是半挂车各部件总成的核心，其结构强度、刚度对半挂车的载荷、振动、疲劳寿命等多方面性能具有决定性影响。目前，国内的半挂车疲劳分析多是通过有限元法及动力学知识对单一的车架总成或零部件进行分析，但集装箱半挂车在实际行驶过程中，运载货物的集装箱本身也具有较大的刚度，会对车架的整体受力产生较大的影响，因此本文在考虑集装箱刚度和车架与集装箱接触的情况下，对伸缩式半挂车车架进行了分析并与运载散装货物工况下的车架进行了对比，结果表明考虑集装箱刚度的半挂车车架分析结果更符合这类半挂车的实际使用情况，并据此提出了优化设计方案，取得良好的设计效果，为相关车型的设计和优化提供了参考。　　本文主要研究了载运集装箱时集装箱对伸缩式车架疲劳寿命的影响，针对不同工况下伸缩式半挂车车架进行了疲劳分析，并在保证车架疲劳强度不降低的情况下对半挂车车架进行了优化。主要研究内容如下: 　　 1)根据伸缩式半挂车的特点分别建立车架与相应集装箱的有限元模型，并通过1D单元及面接触来模拟各个车架部件之间和车架与集装箱之间的连接。通过模态分析研究车架的振动特性，然后根据不同工况分别对车架进行强度分析，结果分析表明，考虑集装箱时的车架强度分析更符合这类车型的实际使用情况。　　 2)在ADAMS/Car中建立该半挂车的刚柔耦合多体动力学模型，其中考虑车架作为柔性体对载荷分布的影响。通过仿真得到整车在B级路面行驶时车架七个安装点的载荷峰值，输入Hypermesh中，采用惯性释放法计算获得车架七个受力部位各自在单位载荷作用下的应力分布。　　 3)根据整车仿真得到路面载荷谱，并结合车架单位载荷作用下的应力分布状况和车架材料属性，对两种运载工况下的伸缩式车架分别进行疲劳寿命分析，得到寿命云图，通过与实际破坏件对比一定程度验证了其仿真模型的可行性。　　 4)以弯扭工况下车架材料的许用应力为约束条件，将伸缩式车架各构件的板厚做为设计变量，对车架进行优化计算并对优化后的车架结构进行疲劳强度验证，结果显示最终优化车架的质量比原车型减轻了8.6％。　　本文在两种不同的运载工况下，分别对伸缩式车架进行疲劳强度分析并对其进行尺寸优化，结果表明:集装箱刚度会对车架的整体受力产生较大的影响，进而影响整体车架的疲劳强度;在运载相同货物集装箱时，车架拉伸后由于后轴部分载荷向前转移使得拉伸后车架疲劳寿命高于缩短时的车架;在保证疲劳强度不降低的情况下，优化后的车架重量比原先减少了8.6％。同时，本文采用的分析方法可为以后带有货箱的车辆仿真提供一种新的分析流程，并且其拉伸前后车架的分析数据也可为车架改装提供一定的参考价值。
作者：	郑南豆
专业：	车辆工程
导师：	孙桓五
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文