吳成平 程遠(yuǎn)浩

摘 要：文章首先對(duì)通過對(duì)某輕卡車架進(jìn)行模態(tài)分析，結(jié)果顯示仿真與試驗(yàn)吻合，驗(yàn)證仿真模型準(zhǔn)確;然后，對(duì)YC系列縱梁截面的車架總成進(jìn)行對(duì)比分析并選出性能優(yōu)越的方案，可為工程實(shí)踐提供有效參考。

關(guān)鍵詞：輕卡;縱梁;斷面尺寸;剛度;性能

中圖分類號(hào)：U463.32 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）04-43-02

Longitudinal Beam and Frame Assembly Performance Research ofLight Commercial Vehicle

Wu Chengping， Cheng Yuanhao

（Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicles Development Co.， Ltd.， Zhejiang Hangzhou 311200）

Abstract：?At first， the mode analysis of some new energy light truck frame is finished， the results show experiment and simulation meet well， the results shows the FE mode work well. At then， through performance analysis of different longitudinal beam sections and frames， the method of choosing sectional dimension is supplied， and the optimized longitudinal beam sections are recommended， can provide references for engineering application.

Keyword：?Light truck; Longitudinal beam; Sectional dimension; Frame;?Performance

CLC NO.： U463.32 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）04-43-02

1 前言

車架是載貨汽車關(guān)鍵重要件之一，不僅對(duì)安裝于其上的零部件起支撐作用，而且還要承受來自地面的各種復(fù)雜載荷。其直接影響乘員乘坐舒適性、整車的可靠性及安全性^[1][2][3]。國(guó)內(nèi)外輕卡車架多采用槽形縱梁斷面^[4][5]。本文針對(duì)目前各典型斷面輕卡車架抗彎及抗扭性能進(jìn)行了對(duì)比分析，可為工程實(shí)踐提供有效參考。

2 某輕卡車架總成模態(tài)分析

模態(tài)分析通常用來分析零部件或系統(tǒng)的振動(dòng)特性。車架總成可以看成是由多個(gè)自由度組成的振動(dòng)系統(tǒng)，有其固有的振動(dòng)頻率及振型，因此為了避免共振需要對(duì)其進(jìn)行模型分析。本文通過試驗(yàn)與仿真兩種方式對(duì)某輕卡車架進(jìn)行了模態(tài)分析，且兩者相對(duì)誤差小于10%（由表1可知），表明實(shí)驗(yàn)及有限元分析結(jié)果準(zhǔn)確有效。

3 系列化車架性能分析

本文以某能源輕卡車架總成為基礎(chǔ)，通過對(duì)其縱梁、橫梁進(jìn)行尺寸縮放而得到系列化車架模型，其中包含了主流輕型載貨車輛車架典型斷面?；谠u(píng)價(jià)不同縱梁斷面對(duì)車架性能的影響對(duì)比分析，本文定義：1）比彎曲剛度B=K_B/m，單位N.m/kg;2）比扭轉(zhuǎn)剛度T=K_T/m，單位N.m/°/kg。比彎曲剛度值與比扭轉(zhuǎn)剛度值越大，可初步從剛度角度判斷該車架輕量化效果越好^[6]。

由表2及圖1所示結(jié)果可以得出：

（1）YC系列縱梁斷面車架的抗彎性能由比彎曲剛度B決定，從輕量化效果來看，由好到壞依次為YC07（IS）>YC06-1>YC03-2（Gd）>YC05-2>YC06-2>YC03-3（Gs）>YC05-1>YC02-2>YC02-1>YC03-1（g）>YC04>YC01，由結(jié)果可知，車架翼面高度對(duì)彎曲剛度起主要作用。

（2）YC系列縱梁斷面車架的抗扭性能由比扭轉(zhuǎn)剛度T決定，從輕量化效果來看，由好到壞依次為YC06-2>YC03-3（Gs）>YC05-1>YC07（IS）>YC02-1>YC03-2（Gd）>YC04>YC03-1（g）>YC06-1>YC05-2>YC01>YC02-2，由結(jié)果可知，車架縱梁的厚度起主導(dǎo)作用。

（3）對(duì)相同翼面高度及上下翼面寬度的縱梁斷面對(duì)比可知：①局部加強(qiáng)剛度提升效果明顯（其彎曲剛度提升更為突出），如YC03-2（Gd）（局部加強(qiáng)）比YC03-1（g）（單層）彎曲

剛度值提升60.8%，扭轉(zhuǎn)剛度值提升41.2%;同時(shí)，比彎曲剛度值提升26.3%，比扭轉(zhuǎn)剛度值提升11.8%。②雙層梁相比單層梁剛度值提升明顯（相比局部加強(qiáng)扭轉(zhuǎn)剛度的提升更為明顯），雙層梁YC03-3（Gs）相比單層YC03-1（g）彎曲剛度值提升76%，扭轉(zhuǎn)剛度值提升77.8%，比彎曲剛度值提升20.1%，比扭轉(zhuǎn)剛度值提升21.3%。

（4）表2中以YC01（165×60×5）縱梁斷面車架的抗彎、抗扭效能最差，同時(shí)輕量化效果也最差，該車架在實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重變形也能由此得到解釋。

4 結(jié)論

本文分析了目前主流輕卡車架總成性能，結(jié)論如下：

（1）局部加強(qiáng)剛度提升效果均比較明顯，其中以彎曲剛度及比剛度值提升更為突出，說明從輕量化考慮，局部加強(qiáng)對(duì)改善彎曲性能效果明顯。

（2）雙層梁相比單層梁剛度值均提升明顯，兩者基本相當(dāng);相比局部加強(qiáng)雙層的扭轉(zhuǎn)剛度及比扭轉(zhuǎn)剛度的提升更為明顯，比彎曲剛度相對(duì)提升值反而降低（由26.3%下降到20.1%），從彎曲剛度判定其輕量化效果變差。

由于載貨汽車車架彎曲剛度起主導(dǎo)作用，因此，在設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)考慮輕量化效果，推薦采用關(guān)鍵部位局部加強(qiáng)車架。

參考文獻(xiàn)

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[2] Kim， H.S. and Huh， H. Vehicle Structural collapse Analysis Using a Finite Element Limit Method. [J]. Vehicle Design， 2000， 21（4/5）.

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