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Word第第頁淺談鑄造橫梁結(jié)構(gòu)改進有限元分析論文平衡懸架是重型卡車底盤系統(tǒng)中重要的承載部件,主要由平衡軸支架、橫梁、中后橋、板簧組件和上下推力桿等組成??ㄜ囋谛旭傔^程中,平衡懸架通過連接在橫梁的推力桿傳遞驅(qū)動力、制動力及其相應的反作用力矩,從而保證汽車的正常行駛。
橫梁作為內(nèi)部連接車架縱梁和傳遞上推力桿作用力的重要結(jié)構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)不僅影響重卡的載重,同時對重卡的綜合使用及修理保養(yǎng)有著重要的影響。
鑄造橫梁不僅體積大、結(jié)構(gòu)冗雜,鑄造難度也大,而且技術(shù)要求高,考慮到生產(chǎn)周期及工裝費用,為降低本錢,本文采納有限元分析方法,運用Hypermesh軟件,對鑄造橫梁進行強度CAE分析,進而指導設(shè)計生產(chǎn)。
1、鑄造橫梁有限元模型建立
平衡懸架在汽車行駛過程中,受力較大的工況為:
(1)汽車轉(zhuǎn)向時,車身扭轉(zhuǎn)過程中,V型推力桿對平衡懸架的'側(cè)向推力;
(2)車輛啟動及制動過程中,下推力桿對平衡懸架結(jié)構(gòu)的推力。運用Hypermesh軟件對平衡懸架系統(tǒng)總成進行前處理。
依據(jù)某型重卡的設(shè)計載重量要求,滿載狀況下,平衡懸架支撐結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)彎和制動的極限工況時,受自身重力G,側(cè)向推力0.6G,制動力1G。約束車架兩端的自由度,分別在V推支座處加載表2的載荷。
2、鑄造橫梁強度分析
2.1材料參數(shù)
鑄造橫梁的材料為QT500。
2.2有限元分析結(jié)果
通過對鑄造橫梁的強度分析,得到新、舊橫梁的最小靜態(tài)平安因子,結(jié)構(gòu)件靜態(tài)平安因子≥1時,該結(jié)構(gòu)件到達強度要求。
可以看出,該鑄造橫梁的最小平安因子均大于1,滿意強度要求。但是,該鑄造橫梁,V型推力桿與它的連接孔為盲孔,依據(jù)其鑄造公司反饋,鑄造橫梁在機加工過程中,盲孔加工困難,會大大增加橫梁的廢品率,導致生產(chǎn)本錢增加??紤]以上因素,現(xiàn)對該鑄造橫梁進行結(jié)構(gòu)改良,并運用有限元方法對其進行驗證。
3、新鑄造橫梁強度分析
3.1結(jié)構(gòu)改良的鑄造橫梁
現(xiàn)將鑄造橫梁V推支座處盲孔改成通孔。同時取消原鑄造橫梁凹槽上下側(cè)的筋。
3.2有限元分析驗證
將鑄造橫梁更改為新的鑄造橫梁,對其進行強度分析,得到新橫梁的最小靜態(tài)平安因子。
可以看出:將盲孔變?yōu)橥撞]有對橫梁的強度產(chǎn)生較大影響。舊橫梁在轉(zhuǎn)彎工況下,應力主要集中在凹槽上下側(cè)的筋處;去掉凹槽上下側(cè)的筋,該處的應力集中現(xiàn)象得到改善。而且,新橫梁同樣滿意強度要求。
4、鑄造橫梁強度對比
對比新、舊橫梁的最小靜態(tài)平安因子??梢钥闯觯喝N工況下,新、舊橫梁的最小平安因子均大于1,滿意強度要求,但是轉(zhuǎn)彎工況,平安系數(shù)相對較小;新橫梁轉(zhuǎn)彎工況下的平安因子略有提高。新橫梁比舊橫梁質(zhì)量略有降低,但是在啟開工況和制開工況下,其平安因子較高,還是有優(yōu)化減重的空間。
5、結(jié)論
(1)三種工況下,新、舊橫梁的最小平安因子均大于1,滿意強度要求。
(2)將盲孔變?yōu)橥撞]有對橫梁的強度產(chǎn)生較大影響。而且,去掉凹槽上下側(cè)的筋,在轉(zhuǎn)彎工況下,集中在原筋處的應力得到釋放。
(3)新橫梁轉(zhuǎn)彎工況下的平安因子略有提高。且新橫梁比舊
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