搅拌车车架的静动态特性分析和改进.pdf

混凝土搅拌车车架的静动态特性分析及改进 关丽坤1，张凯2 [摘要]为分析某型号12m3混凝土搅拌运输车在短期使用即出现车架裂纹现象，借助ANSYS软件建 立该搅拌车主副车架的实体模型，进行静态和谐响应分析，得到其应力、应变分布情况及振型特征。据此 对车架结构进行改进，并通过对改进后的车架进行实测，验证了改进方案的可行性。 [关键词]车架；静动态特性；有限元分析 [中图分类号]TU646[文献标识码]B [文章编号]1001—554X(2010}04-0074—05 Staticand characteristicsoftheconcretemixerframe and dynamic analysisoptimization GUANLi-kun．ZHANGKai 我国某汽车制造厂生产的12m3混凝土搅拌运 输车，在正常使用6个月左右车架便出现裂纹，甚 至发生车架直接断裂现象，严重影响了整车的使 用寿命和驾驶人员的安全。为了对该车架进行刚 度、强度分析，找出破坏原因，进而提出改进方 案，本文利用ANSYS有限元分析软件对该车架进 行静态和谐响应分析。 1有限元模型的建立 b副车架主要尺寸 混凝土搅拌车的车架包括主、副车架两部分， 两者通过铆接和焊接连接在一起，主要由纵梁、 横梁、斜梁以及加强梁组成。副车架的作用是将 专用装置与底盘连接在一起，同时在使用过程中 随同主车架承受弯曲和扭转的作用力。副车架同 c副车架和主车架的连接方式 底盘采用止推板连接，同时在其前端采用U形螺 栓与主车架连接在一起，止推板可以约束副车架 图1主车架和副车架的主要尺寸及连接方式 在主车架上的水平位移，U形螺栓可以约束副车 架在垂直方向的位移。主车架和副车架的主要尺 板、焊接小件等，不影响整体刚度和强度。由于 寸及连接方式如图1所示。主车架纵梁为槽钢，5 车架均是由一系列薄壁件组成的结构，且形状复 根横梁为工字钢，副梁为钢板焊接的箱形结构； 杂，宜离散为板壳单元SHELL63，车架模型采用 横梁、斜梁的材料为Q235一A，车架纵梁及其加COMBIN 14弹簧阻尼单元来模拟各个支撑。车架 强梁材料为16Mn钢。材料的弹性模量为2．06× 前端通过吊耳与钢板弹簧连接，后端置于钢板弹 105MPa，泊松比为0．3，密度为7．859／era3。为了 簧上，牵引座和吊耳均通过钢板弹簧与轮胎连接。 便于求解，本文把主副车架简化为一体后进行 分析。 [收稿日期]2010—01—06 在建立模型时忽略其些细节如塞焊孔、连接 [通讯地址]关丽坤，包头市内蒙古科技大学机械工程学院 74 建筑札钱2010．04(上半月刊) 万方数据 为使分析结果更接近实际，首先应计算悬架钢板 个车轮驶上70mm凸台，同时后桥另一侧的一个 弹簧和轮胎的刚度，用等效刚度模拟支撑。后轮 车轮驶上70mm凸台，其余车轮处于同一水平路 钢板弹簧采用反吊装，弹簧中部与车架连接，弹 面上时车架的应力和变形情况。 簧两端则分别与2根车轴连接。在每个车轴上共有 2．