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        汽車底盤副車架的結構設計和結構分析

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        樓主
        少女 發表于 2014-9-21 15:04:18 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
            汽車底盤副車架的結構分析
        對于在汽車設計過程中,汽車底盤設計也是很關鍵性的,專用汽車在使用中,其副車架縱梁出現的裂紋、斷裂及焊縫撕裂現象,以自卸汽車尤為嚴重。 下面以自卸汽車為倒。對副車架所受的靜載荷、動載荷和疲勞破壞三方面進行分析。
        靜彎曲應力
            以自卸汽車為側,設主車架縱梁與副車架縱梁為一整體(簡稱組合梁)。貨物重量與車廂自重的合力G均勻作用在組合梁上面,使后橋支點。的兩邊有向下彎曲的趨勢,即載荷和P一 , 支點后邊的載荷通過后翻轉至副車架。通過下面公式可簡略地計算出組合梁所受彎曲應力。由此可知,汽車大粱與副車架縱梁在后橋部位承受較大的彎曲應力, 其后懸越長,彎曲應力越大。此外作用在組合大粱的垂直載荷在偏離各自的彎曲中心時,除
        產生彎曲應力外,還會產生扭轉變形。
        靜載荷分析
        副車架所受的靜載荷主要有焊接應力和靜彎曲應力等焊接應力副車架在焊接加工過程中產生的焊接應力對其焊縫的強度以及沖擊值都有較大影響,特別是三項應力集中的部位,極易產生裂紋。若焊接尺寸過長、焊縫不均勻,均可使焊接應力增大 焊接應力影響較大的部位,一般出現在梁焊有腹板處。   
          動載荷分析  
           汽車在行駛過程中,上述的彎曲應力與扭轉應力都將變為動載荷,即出現動彎曲應力和扭轉應力, 其值將比靜載荷大3 ~4倍。另外,行駛路面的好壞以及載荷分布不均勻。也使副車架縱梁產生嚴重的扭轉變形。一般來說,在副車架縱梁所受的彎曲和扭轉復合應力中, 扭轉應力是主要的,其值將隨專用汽車副車架的裝置條件的不同而有顯著變化。如縱粱在裝有加強腹板的地方扭轉應力會減小,但在它們的交界處(剛度變化的地方)扭轉應力會增大。
          疲勞破壞分析
        疲勞破壞是由于構件外部形狀的突變以及材料不均勻等原因,使構件某些局部應力特別高。而汽車是一個復雜的多質量振動系統,撮動意睞著交變應力長期重復出現,在交變應力的作用下,應力較高的點或材料有缺陷的點逐步形成了裂紋。當裂紋擴展到一定程度時,遇到偶然的超載沖擊,構件就會沿薄弱的截面發生突然脆性斷裂。由于專用汽車在行駛中其副車架的受力情況比較復雜,結構設計時,必須針對其受力情況進行合理布局。否則副
        車架即會出現裂墳、斷裂及焊縫撕裂等缺陷,嚴重影響專用汽車的使用壽命。
           腹板的采用
        副車架縱梁多數采用槽形截面,在承受較大載荷部位,采用腹板將槽形盒封閉,以提高副粱的抗彎疲勞強度和抗扭疲勞強度。副梁的截面尺寸取決于專用汽車的種類及所受載荷的大小;腹板的厚度是副梁厚度的70%以上,長度可視所受載荷的大小及受載面積長短而定。采用圈4所示的腹板形狀.可使腹板尉性圓滑過渡,減小應力集中,提高副梁的抗彎能力和提高抗扭強度。
          材料的選用
        專用汽車副車架的材料一般選用低碳鋼A材料的型材(如槽鋼、 I字鋼材料) 。 材料自身強度的不足也是引起副車架各種缺陷的主要原因之一.選用A,材料.必須設置較多的腹板才能滿足其強度。如果工藝條件 允許副車架材料可采用疲勞強度高的16 Mn 鋼板沖壓成型,以提高其抗疲勞扭轉強度及其他機械性能。副車架的結構設計
           了解了副車架的受力情況,則可在副車架的設計中采取相應措旌,嘏大限度地避免副車架產生上述各種缺陷。副車架的設計應從兩方面考慮其結構,一是副車架對主車架強度的影響,二是副車架自身的強度問題。
          副車架縱粱(簡稱副粱)的前端形狀
        為避免副粱前端I 孽 I 度的突然變化對主車架造成的應力集中。同時為防止汽車制動時和超載后副車架對主車架沖擊而產生的謝加集中應力,通常在設計中將副梁的前端做成逐步過渡的形式。

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        lyflyq0918 發表于 2015-3-8 20:05:58 | 只看該作者
        樓主,請問你有鋁合金車架設計的資料嗎?
        回復 支持 1 反對 0

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        板凳
        少年 發表于 2016-3-2 12:22:11 | 只看該作者
        斯巴魯車架設計

          斯巴魯BRZ在開發當中,首先強調的就是低重心和低重量。這兩點無疑是保證這款車的成功的最大要素。甚至,豐田本身請求富士重工方面進行聯合開發,也是著眼于富士重工在這兩方面的優秀技術和經驗。而為了在保證低重心、低重量的同時,讓駕駛員操舵時,車輛有敏捷的應答,也為了提供良好的碰撞安全性能,斯巴魯BRZ均使用了超過6成的高張力鋼材。

          斯巴魯BRZ的重心高度僅有460mm,這一水平基本上只比少數超級跑車略高,為今日全球市場上,售價較為低廉的運動性車型當中最低水平。較低的車輛重心,保證了良好的行駛安定性,降低了車輛的側傾幅度,提高了抓地力表現。但低重心隨之也造成了一些通常車輛所不會面臨的問題:難以提供較好的側向碰撞安全性。

          普通車輛由于重心較高,不論在大多數的實際側向碰撞中,還是在側向碰撞試驗中,撞擊障礙物的部分都包括車門、側欄、B柱這三部分。三部分可以共同承受撞擊產生的力。斯巴魯BRZ則為實現低重心而將降低了駕駛員座面,側欄位置隨之降低至離地約150mm的極低高度。

          因此,在碰撞試驗以及大多數實際碰撞情況中,障礙物不會接觸側欄。同時,又由于是Coupe造型,車門長度較大,B柱位置相較之通常的Sedan造型的車型較為靠后,B柱也難以接觸障礙物。可以直接接觸障礙物,承受沖擊能量的部位只剩下了車門。而且,側欄、B柱以及車頂骨架等部分,還要承受隨之而來的額外的彎曲應力。

          同時,考慮到空氣動力學以及工業設計方面的需求,斯巴魯BRZ的側窗玻璃下部附近大幅向內凹進,里側空間變窄,考慮到室內空間,無法使用一般的圓筒狀加強件。為此,富士重工業方面專門設計了新的截面為梯形的專用鋼制加強件,并將厚度加大到了2.3mm,遠超過通常圓筒狀加強件的1.6mm。與此同時,還在安裝加強件的兩端托架上使用了高強度的高頻淬火鋼材,通過犧牲成本的方式,保證了強度。

          由于側欄、B柱以及車頂骨架等部分需要承受較大的彎曲應力的緣故,在側欄和B柱等部位使用了980MPa(加工前原材料數值)的高張力鋼板,在車頂骨架部分更是采用了1500MPa(熱沖壓處理后數值)的高張力鋼板,憑借高張力鋼板的強度,在保持材料輕薄的同時,保證了側向碰撞的安全性能。

          大量的高張力鋼板的使用,也同時為輕量化創造了良好的條件,斯巴魯BRZ的車架重量僅僅300kg,遠遠小于類似體積的普通車輛的350-400kg。再加上以密度低的鋁合金材料制造發動機罩以及車門外板等部件,斯巴魯BRZ的整備質量得以維持在1200kg上下,在今天來講,可以說是相當優秀的水平。


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        地板
        zhuxuguang 發表于 2016-9-7 07:39:34 | 只看該作者
        問下,副車架的承載能用CATIA進行分析計算嗎
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        5#
        OW768193 發表于 2017-6-4 20:53:02 | 只看該作者
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