微型车的车架属于承载式,除了担负的乘员载荷外,另外还需要承受各种负载的作用。由于微型车用户使用的随意性,车辆常超载使用,工作条件不理想,加上它的售价不可能太高,因此微型车车架既要保证质量又不能造价太高,所以设计显得非常重要,而判断微型车车架结构是否合理的一个重要因素则是其强度分析指标。
近年来,随着现代计算机技术的发展,应用大型有限元软件建立车架有限元模型,进行强度分析,完成微型车辆的优化设计,已经是各大汽车公司普遍采用的一种分析手段。国内外汽车公司和科研机构在车架强度分析方而也取得了不少成就。但他们采用的强度分析方法多是应用有限元技术结合测试实验对车架典型工况进行静态分析,在此基础上乘以动荷系数、安全系数来校核车架强度。而实际上,车辆在行驶工作状态主要承受动载荷,破坏形式多数是疲劳破坏,其强度指标应着重考虑疲劳强度,如果仅仅以静载荷乘以动荷系数、安全系数的方法校核车架强度,往往会使车架在某一情况下疲劳强度过大,结构设计保守,而另一情况下又因为疲劳强度不足而发生车辆结构的早期断裂。而疲劳强度的获取往往需要做大量的疲劳实验,对于车架结构设计来说是昂贵和不符合实际的。因此需要一种适合设计的车架强度分析方法。
车架强度分析应从理论和有限元计算出发,分析车架静动态典型工况的应力和变形情况,对车架进行静应力测试及特征路而的动态测试,掌握车架受力的情况和特征路而下的动应力情况,建立相应的数据库模型,再通过类比成熟车型,按照高应力出现的概率,分析判断新设计的车架强度是否合格。以某型微型车车架设计为例进行强度分析,其中各车型表示用作类比参考的经过时间检验的成熟车型。
静态强度分析首先是应用有限元技术分析车架受力情况,主要考虑满载时弯曲工况和弯曲扭转工况的受力情况,根据计算结果,在静态应力较大位置和在动态时可能出现大应力的位置贴应变片,同时也兼顾车架的其他部位,按一定间隔贴上应变片。图所示为车架主梁上部分应变片的贴片位置。
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