。748 北京科技大学学报 第29卷 400 160 x=10m 300 140 gn=139.281MPa 200 100 0 Q -100 -200 -300 -400 -20 -500L4 0 5 1015 20 25 0 5 1015 20 25 纵粱截面在纵梁轴上的位置，xm 纵梁截面在纵梁轴上的位置，xm 图16纵梁应力图 图14纵梁剪力图 Fig.16 Longitudinal girder's stress diagram Fig 14 Longitudinal girder's shear force diagram 梁采用19根轻而密的横梁增加了车架的扭转钢刚度， 2.5 降低了与横梁连接处的纵梁扭转应力：纵梁与横梁 x=10m 2.0 M.m=2.033 MN.m 的连接采用分段焊接式，减小横梁对纵梁强度的影 M. 响：同时在牵引销座和轮轴座以及横梁中部等位置 1.5 增加了加强板来减小应力.与ET200、ET250和 1.0 RGT一550等国内外同类半挂车结构相比，本车架具 有纵梁长、货箱面积大、质量轻、结构简单等优点. 0.5 为了检验本车架结构设计的合理性，本文利用有限 元软件Ansys Workbench,采用曲棱四面体实体单 -0.5L 元Solid187对本车架计算应力和变形：同时利用 0 101520 纵梁截面在纵梁轴上的位置，xm Mtab软件进行传统方法的纵梁受力分析和应力 计算.计算结果都表明车架强度和刚度均满足 图15纵梁弯矩图 要求. Fig.15 Longitudinal girder's bending moment diagram 式中，。为正时表示拉应力，为负是时表示压应力， 参考文献 MPa;B为纵梁宽度，mm;H为纵梁整个高度，mm; 【】张红兵，杜建红，方勇，等.半挂车车架的三维有限元强度分析 h=H-G-d,mm;b=B-d-G,mm;G为上 与结构改进.苏州市职业大学学报，2000.11(3)：75 盖板厚度，mm;G为下翼板厚度，mm;G为外腹板 【习蒋崇贤，何明辉。专用汽车设计.武汉：武汉工业大学出版社 1994326 厚度，mm;G为内腹板厚度，mm. 【习徐达，蒋崇贤.专用汽车结构与设计.北京：北京理工大学出 纵梁各处的应力如图16所示.从图中可以看 版社.1998.320 到最大应力为139.281MPa大部分截面的应力小 【9韩志凌，孙占刚，许立民，等.120t凹式半挂车鹅颈结构设计与 于100MPa满足车架的强度要求.由于没有考虑横 有限元分析.起重运输机械，2006(3到：50 梁、加强板等.所以传统方法得到的结果比有限元计 【习朱德绵，王耀斌.半挂车车架设计的结构分析.汽车技术， 1999(7):11 算的结果偏大：同时由于传统方法没有考虑鹅颈部 【(雷琼红，赵晶，等.重型凹梁式半挂车车架的设计与计算.专 分以及纵梁受扭，实际最大应力值也没有体现出来， 用汽车，2001(2)：13 但大部分应力趋势与有限元方法得到的结果一致. 【7罗家兰.低平板半挂车车架设计.专用汽车，1999(1)：13 【习邓楚南，何天明.半挂车车架有限元强度分析.武汉汽车工业 4结论 大学学报，1997,19(2：11 SGA92150型半挂车是笔者自行设计、首钢重 【[身朱永强，王辉林，丛红，等。低货台半挂车车架静强度有限元分 析.专用汽车，2002(2)：7 汽2005年生产的迄今为止国内载重量最大的半挂 【10林程，陈思忠，吴志成.重型半挂车车架有限元分析.车辆与 车，它填补了国内大吨位矿用半挂车的空白.本半 动力技术.2004(4)：24 挂车车架纵梁采用鹅颈式来满足矿山道路要求：横 【1川刘鸿文.材料力学.上海：高等教有出版社，2001：174图 14 纵梁剪力图 Fig.14 Longitudinal girder' s shear force diagram 图 15 纵梁弯矩图 Fig.15 Longitudinal girder' s bending moment diagram 式中, σ为正时表示拉应力, 为负是时表示压应力, M Pa ;B 为纵梁宽度, mm ;H 为纵梁整个高度, mm ; h =H -δ1 -δ2, mm ;b =B -δ3 -δ4, mm ;δ1 为上 盖板厚度, mm ;δ2 为下翼板厚度, mm ;δ3 为外腹板 厚度, mm ;δ4 为内腹板厚度, mm . 纵梁各处的应力如图 16 所示.从图中可以看 到最大应力为 139.281 M Pa, 大部分截面的应力小 于100MPa, 满足车架的强度要求 .由于没有考虑横 梁、加强板等, 所以传统方法得到的结果比有限元计 算的结果偏大;同时由于传统方法没有考虑鹅颈部 分以及纵梁受扭, 实际最大应力值也没有体现出来, 但大部分应力趋势与有限元方法得到的结果一致 . 4 结论 SGA92150 型半挂车是笔者自行设计、首钢重 汽2005 年生产的迄今为止国内载重量最大的半挂 车, 它填补了国内大吨位矿用半挂车的空白.本半 挂车车架纵梁采用鹅颈式来满足矿山道路要求;横 图 16 纵梁应力图 Fig.16 Longitudinal girder' s stress diagram 梁采用 19 根轻而密的横梁增加了车架的扭转刚度, 降低了与横梁连接处的纵梁扭转应力;纵梁与横梁 的连接采用分段焊接式, 减小横梁对纵梁强度的影 响 ;同时在牵引销座和轮轴座以及横梁中部等位置 增加了加强板来减小应力.与 ET200 、ET250 和 RGT-550 等国内外同类半挂车结构相比, 本车架具 有纵梁长、货箱面积大 、质量轻 、结构简单等优点. 为了检验本车架结构设计的合理性, 本文利用有限 元软件 Ansys Workbench, 采用曲棱四面体实体单 元 Solid187 对本车架计算应力和变形;同时利用 M atlab 软件进行传统方法的纵梁受力分析和应力 计算 .计算结果都表明车架强度和刚度均满足 要求. 参 考 文 献 [ 1] 张红兵, 杜建红, 方勇,等.半挂车车架的三维有限元强度分析 与结构改进.苏州市职业大学学报, 2000, 11( 3) :75 [ 2] 蒋崇贤, 何明辉.专用汽车设计.武汉:武汉工业大学出版社, 1994:326 [ 3] 徐达, 蒋崇贤.专用汽车结构与设计.北京:北京理工大学出 版社, 1998:320 [ 4] 韩志凌, 孙占刚, 许立民, 等.120 t 凹式半挂车鹅颈结构设计与 有限元分析.起重运输机械, 2006 ( 3) :50 [ 5] 朱德绵, 王耀斌.半挂车车架设计的结构分析.汽车技术, 1999( 7) :11 [ 6] 雷琼红, 赵晶, 等.重型凹梁式半挂车车架的设计与计算.专 用汽车, 2001( 2) :13 [ 7] 罗家兰.低平板半挂车车架设计.专用汽车, 1999( 1) :13 [ 8] 邓楚南, 何天明.半挂车车架有限元强度分析.武汉汽车工业 大学学报, 1997, 19( 2) :11 [ 9] 朱永强, 王辉林, 丛红,等.低货台半挂车车架静强度有限元分 析.专用汽车, 2002( 2) :7 [ 10] 林程, 陈思忠, 吴志成.重型半挂车车架有限元分析.车辆与 动力技术, 2004( 4) :24 [ 11] 刘鸿文.材料力学.上海:高等教育出版社, 2001:174 · 748 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 29 卷