自卸车车架有限元分析与轻量化设计

自卸车车架的轻量化一直是整车厂的设计目标之一,车架轻量化不仅可以节约材料和成本,也可以减少油耗,提高经济性。文章以某型自卸车为研究对象,运用ANSYS软件对车架进行三种工况静力学分析,根据仿真分析数据对车架进行轻量化设计,选取最佳优化方案,对轻量化的车架进行静态和模态分析,验证其是否满足使用要求,分析及轻量化设计自卸车车架对增加自卸车辆的整车使用寿命,对提高其安全可靠性和经济性有一定的工程实践意义。

8×4轻量化城市渣土车上装结构分析与优化

以8×4轻量化城市渣土车上装为研究对象,分别在举升、转弯和扭转等典型工况下,利用有限元分析方法对其进行结构刚强度校核分析。结果表明,在满载50 t时,厢体在多种工况下整体变形较大且存在部分高应力区域,有胀厢失效和屈服失效风险;底架在举升工况下,前端区域最大等效应力超过了许用应力,结构强度无法满足设计要求。结合分析结果,通过改进结构和调整尺寸分别对厢体和底架进行了优化,厢体变形由最大52.2 mm降为14.8 mm,厢体与底架最大应力总体上也在许用应力范围内,优化后的渣土车上装达到了相应刚强度要求。

氢燃料自卸车车载储氢系统研究与应用

氢燃料自卸车是一种新型的清洁能源交通工具,具备零排放和低噪声的特点。其中,车载储氢系统乃是氢燃料车辆的核心技术要点之一,其性能和安全性直接影响着氢燃料车辆的可行性和应用前景。文章首先介绍氢燃料自卸车和车载储氢系统的基本原理和结构。随后,对自卸车的运行场景进行分析,通过计算氢燃料自卸车所需储氢容量,并对车载储氢系统的关键部件进行详细分析和评价,同时对自卸车进行气瓶型式与压力的选择。接着,对氢燃料自卸车车载储氢系统的实际应用进行研究和探讨,分析框架的结构,并且对装配式框架、焊接式框架的优缺点进行对比。最后,对未来氢燃料自卸车车载储氢系统的部件发展方向和挑战进行展望。该研究结果对于促进氢能源车辆的推广应用和相关政策制定具有重要意义。

基于改进应变能密度法的电动轮自卸车车架焊缝疲劳寿命预测

针对复杂载荷作用下焊接结构应力应变响应出现非完全封闭而交叉的现象,考虑封闭环以外的塑性应变能密度,提出了一种改进的应变能密度计算方法。通过设计制作对接接头试验试件,开展了焊接接头机械性能和疲劳试验研究,获取了Ramberg-Osgood方程参量并构建了基于总应变能密度的疲劳损伤模型。建立了电动轮自卸车车架有限元模型,开展了车架焊缝多载荷步非线性有限元分析。结合新方法和数值模拟得到的应力应变响应计算危险点各应变能密度,依据拟合的疲劳损伤模型进行寿命预测,计算结果与实际失效位置和开裂时间吻合较好。

自卸汽车车架模态试验与分析

针对某自卸汽车在使用过程中出现的横向抖动问题,采用试验模态分析技术对车架动态性能进行了分析,得到了该车架的各阶模态频率、模态阻尼以及模态振型等。分析结果表明,该自卸汽车车架前部刚度较弱,当激励频率接近或等于5.75Hz和10.36Hz时,可使车架共振产生横向抖动。从而为进一步研究整车振动、疲劳、噪声等问题奠定了基础,也为车架结构的优化设计提供了参考依据。

某车架结构基于灵敏度分析的优化设计

建立了某自卸车车架有限元模型,通过模态试验和模态有限元分析得出了车架固有频率,并且验证了该模型的准确性和合理性。依据车架结构的灵敏度分析结果来选择设计变量,在保证车架低阶模态频率和强度的前提下,以车架轻量化为目标优化车架构件厚度,实现了车架质量8.0%的降低幅度;在控制车架质量和强度的条件下,以提高车架低阶模态频率为目标,实现了车架结构的低阶模态频率和动态性能的提高。

6×4重型自卸车车架有限元分析

采用UG软件建立6×4重型自卸车的三维数模,并通过Nastran分析软件建立有限元分析模型。分析车架在弯曲和扭转工况下加载50 t时的应力分布情况,找出该自卸车车架设计中存在的不足,针对存在的问题提出解决方案,并从强度、工艺可行性和轻量化各方面综合考虑,以满足市场需求。

典型路面激励下的工程专用自卸车车架动态响应研究

采用固有模态分析与具有自适应特征的经验模态分解EMD算法相结合的方法,对采集到的车架关键点振动信号进行重构。应用信号处理方法从重构后的信号中有效提取车架的动态特征,分析结果表明,该自卸车车架在工地路面激励下易产生低频共振,严重影响整车性能和使用寿命,需要对车架结构进行进一步优化。

有限元法在自卸车副车架强度分析中的应用

利用有限元法对某厂生产的矿用自卸车副车架强度进行了分析计算,得出了副车架在各种工况下所受的各个关键力的数值以及该自卸车副车架易发生应力集中的部位,为该车的进一步改进提供了依据。在车辆设计方面,有限元分析法可以在车身结构优化设计、发动机零部件优化设计等方面发挥很大的作用。

新型非公路矿用自卸车车架设计

为了使车架在结构强度和布局上更好的满足整车要求,减少设计周期和成本,通过对传统车架结构进行改进,提出了一种使用后桥独立悬架的新型110t非公路矿用自卸车车架结构,将传统车架后部纵梁由向内收窄变为向外扩宽同时去掉了尾部抗扭管,并使用HyperMesh和ANSYS建立了三维有限元模型,计算其在不同工况下的应力分布情况。结果表明,该新型车架质量较轻,且应力分布更合理,强度更高,同时内部空间更大,整车零部件布局更加灵活,为矿用自卸车提供了新的设计思路和相关参考。

重型自卸车车架结构强度分析与改进研究

针对TY型自卸车车架结构设计是否合理的问题,将有限元分析方法应用到车架结构强度分析中。首先对车架模型做了合理的简化,建立了基于Hypermesh的车架结构有限元模型,并分析了弯曲、扭转和举升等多种工况下车架的应力情况;针对举升工况下车架第四横梁区域应力集中现象,提出了相应的车架结构改进方案;将第4横梁及其上连接板高度相应的加高,重新布局该处的螺栓孔,并对改进后的方案进行了强度校核。研究结果表明:改进后举升瞬间车架的最大应力减小了71.8 MPa,举升45°工况下车架的最大应力减小了55.2 MPa,弯曲工况和扭转工况下车架最大应力也有不同程度地降低,避免了该区域的应力集中现象,验证了该改进方案的有效性,为后续车架结构的改进提供了参考依据。

基于ANSYS的矿用自卸车车架结构优化设计

利用有限元分析软件ANSYS对某矿用自卸车副车架进行了轻量化研究,建立了副车架有限元模型,对其进行了典型工况的静力分析。分析结果表明,该副车架强度存在较大富裕,具有轻量化的优化空间。进而选取副车架所受应力最大值作为状态变量,副车架质量作为优化目标函数,基于ANSYS的Design Opt模块,采用一阶优化方法对该副车架进行轻量化分析,提出了自卸车副车架轻量化的优化设计方案。

公矿自卸汽车车架模态有限元及试验分析

建立了以板壳单元为基本单元的公矿自卸汽车车架有限元分析模型,应用NASTRAN有限元分析软件计算了该车架在自由状态下的模态参数;进行了模态试验,提取模态参数。计算结果与试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型和分析方法是可行的,可为分析车架在工作状态下的动态特性及车架结构的进一步改进提供依据。

矿用铰接式自卸车车架动态特性研究

以某矿用铰接式自卸车车架为研究对象,对其动态特性进行了详细的研究。通过模态分析,得到了车架的前6阶固有频率和振型等模态参数。将分析结果与发动机及路面激励进行了比较分析,结果表明整个车架满足动态特性的条件,符合车架设计的要求,所得结论为该车架的改进设计提供了参考和依据。

应用灵敏度分析的TY型自卸车车架结构优化设计

运用Hypermesh软件建立了TY型自卸车主副一体式车架的有限元模型,通过稳态力学分析发现该车架存在构件各部位所受应力严重不均衡的现象,并对车架结构进行了优化设计。通过对弯扭工况下车架构件的柔度系数灵敏度和质量灵敏度的计算,并基于灵敏度分析的结果确定优化设计变量,以车架的总质量最小作为优化目标,以车架的强度和刚度作为约束条件进行优化。优化结果表明:在满足车架整体性能要求的前提下,优化后的车架最大应力值明显减小,避免了应力集中现象,并且车架质量减轻了82kg,验证了该优化设计方法的有效性。

重型自卸汽车车架横梁异常断裂原因分析

针对无副车架的重型自卸汽车在使用过程中出现的车架横梁异常断裂问题,建立了以板壳单元为基本单元的自卸汽车车架有限元分析模型,采用NASTRAN有限元分析软件对车架强度进行分析。有限元分析结果表明,车架横梁异常断裂现象是横梁连接部位应力值大于材料的屈服强度引起的,这与实车车架断裂结果吻合。根据实际工艺要求,改造车架结构,将连接第2根横梁和纵梁的L板厚度变大,并将平衡悬架推力杆支座由整体式支撑改为分体式支撑,从而使两处的最大应力值分别比原结构下降20.4%和51.7%。改进后车架断裂区的强度明显提高,这表明改造方法有效。

ADAMS与ANSYS在自卸车副车架强度分析中的研究

针对副车架在卸载工况下进行有限元分析时所需要的载荷边界条件难以精确测量的实际问题,以某矿用自卸汽车为研究对象,依据多体系统动力学和第四强度理论,联合应用ADAMS和ANSYS两大软件对自卸汽车副车架进行卸载工况下的强度分析.研究结果表明:建立合理的虚拟样机,就能够通过ADAMS/PostProcessor获得副车架在卸载工况下进行有限元分析的精确载荷条件;在货物处于下滑临界阶段,不论是正常卸载,还是极端危险卸载,与副梁的屈服极限343MPa相比,副车架的最大应力值分别增大了1.7%和12.5%,其强度不满足作业要求,为副车架结构的改进提供重要的力学支撑.

YJ3128型自卸车副车架有限元分析及优化设计

采用ANSYS软件针对自卸车在崎岖不平的路面上行驶时,对副车架在弯扭联合工况下的受力情况进行有限元分析,找出副车架疲劳裂纹产生的原因,并对副车架的结构进行改进与优化。所采用的分析方法对矿山等野外场所的载重车车架结构设计及完善提供了重要的参考依据。

基于相对灵敏度分析的自卸车车架轻量化设计

在Hypermesh中建立TY型自卸车车架有限元模型,对车架进行了弯曲和扭转工况下的强度与刚度分析,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性。对车架部件进行柔度灵敏度、模态灵敏度和质量灵敏度的计算,基于相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证车架刚度和低阶模态频率的前提下,对车架结构进行轻量化优化。结果表明:优化后车架的强度、刚度和低阶模态频率均有所提高,避免了应力集中现象,车架质量减少70 kg,验证了该轻量化设计方法的可行性。

基于协同优化自卸车卸料装置有限元优化分析

自卸车卸料装置的布置不但涉及整车前后桥负荷分配,还影响液压油缸结构参数选择及车架强度设计,现有设计忽略三者之间设计变量耦合关系,也没有考虑卸料装置对整车前后桥负荷分配的影响,优化结果具有片面性,将协同优化应用到自卸车卸料装置设计中,实现协同优化设计。根据车架和举升机构的结构参数,设计单独优化数学模型;将改进协同优化方法应用到自卸车卸料装置协同优化设计中,搭建自卸车卸料装置协同优化数学模型;在iSIGHT多学科设计优化软件中实现CAD/FEA分析工具集成和优化求解。在构造协同优化的系统级优化器时,针对卸料装置优化数学模型的特点,将卸料机构优化模块集成到系统级优化器中,减少整个协同优化模型中并行子系统的数目,降低系统级优化问题的非线性程度,提高协同优化的鲁棒性和可靠性。另外,还比较了各子系统单独优化结果和协同优化结果,通过比较结果可以看出,协同优化设计更符合实际工程情况。