图3车厢骨架翼展式厢式货车车厢骨架强度与模态分析王其光,吴永根(烟台大学机电汽车工程学院,山东烟台264005)摘要:利用ANSYS10.0软件,建立了以梁单元和壳单元为根本单元的翼展式厢式货车车厢骨架有限元模型,并对该车厢骨架进行静态分析和模态分析。计算结果可为车厢骨架结构设计、改良和轻量化提供理论依据。关键词:翼展式厢式货车;车厢骨架;有限元分析;静态分析;模态分析中图分类号:U270.1+2文献标识码:A文章编号:1673-3142(2007)08-0008-06TheAnalysisofStaticandModalCharacteristicsoftheFrameofWingspanVanWANGQi-guang,WUYong-gen(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering&AutomotiveEngineering,YantaiUniversity,Yantai264005,China)Abstract:Thefiniteelementanalysismodeloftheframeofwingspanvanisestablishedbyshellelementandbeamelement.TheanalysisofstaticandmodalcharacteristicsismadebyANSYS10.0.Theanalysisresultsprovidetheoreticalbasisforthedesign,improvementandweightlightingoftheframe.0引言翼展式厢式货车车厢的两侧厢板可以像两翼一样展开,货物可以从两侧及后门进行全方位的装卸,适应了现代物流货物装卸的要求,方便、快捷,极大地提高了运输效率。该翼展式厢式运输车多见于物流基地、港口、码头、超市配货、转运中心等要求自动作业强度高的物流行业,也常应用于影视作业活动舞台、军队医护等车辆。因其更方便的装卸方式和多种灵活的结构组合,与普通厢式货车相比,翼展式厢式货车更具优势。目前翼展式厢式货车在国内正处于设计开发阶段,如何利用CAD、CAE工具快速高效地设计出样车进行批量生产,对于减少产品设计本钱,缩短产品开发周期,具有重要的现实意义。本文针对某企业生产的DR5310XYK型翼展式厢式货车,应用ANASYS有限元分析软件对强度、刚度和模态进行分析,为厢式货车车厢结构的优化与轻量化设计提供可资借鉴的数据。架、地板、前板、后门、侧栏板、中挡板、两翼板底板骨架长度为9467mm,宽度为2482mm,包括2根纵梁、17根横梁、左右边梁及后边梁,为左右对称结构,底板骨架上面铺有压花Q235钢板。翼展式厢式货车如图1、图2所示。图1翼展式厢式货车图2两翼展开两翼板由两个弧型翼与中间的翼支撑纵梁铰链连接,可以向上翻开,翼支撑纵梁固定于前板与后门骨架上。两侧栏板与底板铰链连接,可以自由翻开并能180°下翻。厢车两根纵梁与车架两根纵梁通过5个均匀分1建立有限元模型1.1研究对象实体模型DR5310XYK型翼展式厢式货车车厢是由型钢、钢板组成的焊接式框架结构,主要包括底板骨收稿日期:2007-03-30作者简介:王其光(1978-),男,山东济南人,硕士研究生,研究方向为计算机辅助工程与仿真。·8王其光等:翼展式厢式货车车厢骨架强度与模态分析2007年8月布的U型螺栓、2个止推式连接板连接在一起,车架长为11710mm,宽度为767mm。底板总成和车架一起承当来自车厢和货物的作用力,货物重量(满载时12T)作用在Q235钢板上。因为侧栏板、中挡板和两翼板不承受货物重力,故研究对象不考虑侧栏板、中挡板和两翼板,简化的车厢骨架模型如图3所示。1.2有限元建模在骨架有限元建模的过程中,忽略了对骨架强度影响较小的覆盖件、小装置等部件;将骨架纵、横梁上所有的工艺孔忽略不计,并且把所有的倒角和过渡圆角都简化成直角。整个车厢骨架纵梁、横梁、边梁和肋采用BEAM189单元建模,地板用SHELL93单元建模,连接处共用节点。为了较准确地模拟车厢骨架约束,有限元模型中考虑了车架,将车厢骨架与车架连接成整体,车厢纵梁与车架纵梁U型螺栓连接处应用节点耦合,分别耦合对应节点的X、Y、Z、ROTX四个自由度。货车10个车轮通过4个钢板弹簧共6个支点支撑车架,前悬架共4个支点,后悬架共2个支点。前悬架采用纵置弹簧(COMBIN14)和横置刚性梁图6横梁剖面模型图5中所示。1.3用户化截面图7纵梁剖面模型由于局部梁截面比拟复杂,有限元建模过程中定制了局部BEAM189用户化截面,如图8～图11所示图8侧梁截面图9后梁截面(MPC184)模拟,如图4所示。后悬架用纵置弹簧(COMBIN14)模拟。整个骨架划分网格后包括12149个单元,33653个节点,有限元分析模型及局部纵横梁剖面结构如图5～图7所示,纵梁取X方向,横梁取Y...