第7期 张国芬等：$G492150型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析 745。 保证牵引装置足够的活动空间，此车架纵梁的前段 近增加了加强板；为减小局部应力集中，在一些拐角 较高，且鹅颈处设计成变截面；而后段的货箱较低， 处采用圆弧过渡.在轮轴座附近也增加了加强板 便于装卸货物，增加半挂车的稳定性.为了减轻车 (图1中轮轴座附近).由于半挂车较宽，为防止中 架的重量，纵梁后段下翼板也采用变截面. 间局部变形过大，车架的中间增加了倒T形的纵梁 加强板（图1中的加强板4）.同时还在每侧纵梁的 外侧与横梁位置对应的位置设置16对带通孔的立 板以便于穿绳固定货箱上的物品（图4(），(b)),在 两对立板之间以及车尾的纵梁外腹板与上盖板之间 增加了图4(c和(d所示的两类加强板.所有加强 板都采用点焊，以减小对纵梁和横梁的影响 1一外腹板：2一下翼板：3一内腹板：4一上盖板 图2纵梁截面示意图 Fig 2 Schematic sketch of the longitudlinal girder's cross section 纵梁鹅颈形状有平鹅颈和弧形（上翘）鹅颈两 种.平鹅颈结构适合普通公路的半挂车：而对于非 a (b) (c) (d) 公路用的半挂车，因道路条件差，半挂车相对牵引车 图4部分加强板示意图 有较大的纵向俯仰，采用弧形鹅颈较好).根据半 Fig.4 Schematic sketch of some reinforced plates 挂车的整体布局、强度和刚度计算和校核，车架采用 弧形鹅颈结构，在鹅颈下方设置了牵引板和专用的 在纵梁尾部采用图5所示的15斜面，并在横 牵引销.鹅颈形状如图3所示，上翘角Y=6°和过渡 梁焊接两对带有中100mm通孔的连接板，这样就可 圆弧R=500mm比一般非公路用半挂车的Y=4° 以在斜面搭接与之配合的专用搭接板，在圆柱销定 和R=250mm要大，从而可以保证车架有较大的俯 位车架和搭接板后，车辆等可以运动的物件就可以 通过尾部直接运动到货箱上，而不必另外使用起吊 仰和减小应力集中.美国MEGA公司生产的 ET200(载重量200t)和ET250(载重量250t)都是 设备 采用平鹅颈，纵梁采用等截面，质量大；美国 ☑1：5 T0WHAL公司生产的RGT-550(载重量550t)半 挂车是目前世界上载重量最大的半挂车，采用凹梁 式.鹅颈上翘弧度大，纵梁采用变截面.质量小：国内 120t凹式伸缩挂车采用凹梁式，在鹅颈与货台之间 图5纵梁尾部示意图 Fig 5 Schematic sketch of the longitudinal girder's end part 安装一对升降液压缸，实现货台的升高和降低，结构 复杂.总之，本车架采用变截面的鹅颈式纵梁，与 1.3横梁 国内外同类车型相比，具有重量轻、结构简单等 横梁是车架中用来连接左右纵梁，构成车架的 优点. 主要构件.横梁本身的抗扭性能及其分布直接影响 着纵梁的内应力大小及其分布 由于SGA92150型半挂车在采场运输道路上运 行，路面为砾石路面，所以必须考虑车架的抗扭能 R00 力.在车架扭转结构中，横梁是最主要的元件，采用 R500 轻而密的横梁，不但可以增加车架的扭转刚度，而且 还可以降低与横梁连接处的纵梁扭转应力？， 本车架的19根横梁，主要分为两种结构形状， 如图6所示.在鹅颈处采用箱形结构（图6(a),与 图3纵梁鹅颈示意图 鹅颈处纵梁对齐焊接：而其他的横梁采用倒T形的 Fig.3 Schematic sketch of the longitudinal girder's gooseneck 结构（图6(b).在轮轴座周围的横梁虽然形状与其 他部分一样都是倒T形，由于此处作用力大，所以 为了保证纵梁具有足够的强度，在牵引销座附 立板高度增大到与纵梁腹板一样.而且在轮轴座附保证牵引装置足够的活动空间, 此车架纵梁的前段 较高, 且鹅颈处设计成变截面 ;而后段的货箱较低, 便于装卸货物, 增加半挂车的稳定性.为了减轻车 架的重量, 纵梁后段下翼板也采用变截面. 1—外腹板;2—下翼板;3—内腹板;4—上盖板 图 2 纵梁截面示意图 Fig.2 Schematic sketch of the longitudinal girder' s cross-section 纵梁鹅颈形状有平鹅颈和弧形( 上翘) 鹅颈两 种.平鹅颈结构适合普通公路的半挂车 ;而对于非 公路用的半挂车, 因道路条件差, 半挂车相对牵引车 有较大的纵向俯仰, 采用弧形鹅颈较好[ 3] .根据半 挂车的整体布局 、强度和刚度计算和校核, 车架采用 弧形鹅颈结构, 在鹅颈下方设置了牵引板和专用的 牵引销.鹅颈形状如图 3 所示, 上翘角 γ=6°和过渡 圆弧 R =500 mm 比一般非公路用半挂车的 γ=4° 和 R =250 mm 要大, 从而可以保证车架有较大的俯 仰和减 小应力 集中 .美国 M EGA 公司 生产 的 ET200( 载重量 200 t) 和 ET250( 载重量 250 t) 都是 采用 平 鹅颈, 纵 梁 采用 等 截 面, 质量 大 ;美 国 TOWHAL 公司生产的 RGT -550( 载重量 550 t) 半 挂车是目前世界上载重量最大的半挂车, 采用凹梁 式, 鹅颈上翘弧度大, 纵梁采用变截面, 质量小 ;国内 120 t 凹式伸缩挂车采用凹梁式, 在鹅颈与货台之间 安装一对升降液压缸, 实现货台的升高和降低, 结构 复杂[ 4] .总之, 本车架采用变截面的鹅颈式纵梁, 与 国内外同类车型相比, 具有重量轻、结构简单等 优点 . 图 3 纵梁鹅颈示意图 Fig.3 Schematic sketch of the longitudinal girder' s gooseneck 为了保证纵梁具有足够的强度, 在牵引销座附 近增加了加强板;为减小局部应力集中, 在一些拐角 处采用圆弧过渡 .在轮轴座附近也增加了加强板 ( 图 1 中轮轴座附近) .由于半挂车较宽, 为防止中 间局部变形过大, 车架的中间增加了倒 T 形的纵梁 加强板( 图 1 中的加强板 4) .同时还在每侧纵梁的 外侧与横梁位置对应的位置设置 16 对带通孔的立 板以便于穿绳固定货箱上的物品( 图 4( a) , ( b) ) , 在 两对立板之间以及车尾的纵梁外腹板与上盖板之间 增加了图 4( c) 和( d) 所示的两类加强板.所有加强 板都采用点焊, 以减小对纵梁和横梁的影响. 图 4 部分加强板示意图 Fig.4 Schematic sketch of some reinforced plates 在纵梁尾部采用图 5 所示的 1∶5 斜面, 并在横 梁焊接两对带有 100 mm 通孔的连接板, 这样就可 以在斜面搭接与之配合的专用搭接板, 在圆柱销定 位车架和搭接板后, 车辆等可以运动的物件就可以 通过尾部直接运动到货箱上, 而不必另外使用起吊 设备. 图 5 纵梁尾部示意图 Fig.5 Schematic sketch of the longitudinal girder' s end part 1.3 横梁 横梁是车架中用来连接左右纵梁, 构成车架的 主要构件.横梁本身的抗扭性能及其分布直接影响 着纵梁的内应力大小及其分布. 由于 SGA92150 型半挂车在采场运输道路上运 行, 路面为砾石路面, 所以必须考虑车架的抗扭能 力 .在车架扭转结构中, 横梁是最主要的元件, 采用 轻而密的横梁, 不但可以增加车架的扭转刚度, 而且 还可以降低与横梁连接处的纵梁扭转应力[ 5] . 本车架的 19 根横梁, 主要分为两种结构形状, 如图 6 所示.在鹅颈处采用箱形结构( 图 6( a) ) , 与 鹅颈处纵梁对齐焊接;而其他的横梁采用倒 T 形的 结构( 图 6( b) ) .在轮轴座周围的横梁虽然形状与其 他部分一样都是倒 T 形, 由于此处作用力大, 所以 立板高度增大到与纵梁腹板一样.而且在轮轴座附 第 7 期 张国芬等:SGA92150 型半挂车车架的结构设计与强度和刚度分析 · 745 ·