[实用新型]重量轻强度高的轻型货车车架

说明书

本实用新型所属技术领域为汽车车架结构。

目前国内外对汽车车架的设计均以经验设计为主，有限元设计为辅。而有限元设计多以静力分析为主。1965年W.G    Hurty首先提出模态综合法解决大型结构的动力性质，1974年L.J.Howell将E.H    Dowell的拉格朗日乘子法应用于小汽车模态综合，但只限确定位移与加速度响应。例如1985年翻译〈美〉M.M凯墨尔，J.A.沃尔夫编著的《现代汽车结构分析》一书，其中叙述有关汽车车架的内容只限于用模态综合技术确定位移与加速度响应。1990年12月北京汽车摩托车联合制造公司开发的《汽车CAD》的车架有限元分析中，计算了静载荷，动荷只按静荷的三倍估计。

汽车车架的损坏是由于疲劳所造成的，汽车行驶时车架处于随机激励下振动，其破坏应按随机疲劳破坏理论进行计算，由于动荷计算复杂，目前仍按静载下弯曲与扭转计算应力后再乘以若干倍动载系数，这是不符合实际情况的。

本实用新型发明创造的目的在于改变原1040型及1041型系列车架强度设计方法，从而提高车架强度，减轻车架的重量，产生良好的经济效益。

本实用新型发明创造的基本点是：车架动应力采用随机疲劳破坏理论进行优化设计，改善了现有动力的不均匀度，减轻自重，得到优化设计的应力分布最佳状态。其车架的两条纵梁（1）为槽型钢（4），h中间大，两头小，为变截面。共有7条横梁（2），中间5条圆管（3）横梁（2）其厚度一般小于5mm而大于2.9mm，在两者之间。前后两头槽型钢（4）的横梁（2）和两条槽型钢（4）纵梁（1）的厚度均小于5mm而大于4.4mm（见图1），在两者之间为宜。

附图

图1    重量轻强度高的轻型货车车架结构示意图。

图2    原1040型，1041型车架结构示意图。

图3    重量轻强度高的轻型货车车架中间5条横梁断面形状示意图。

图4    重量轻强度高的轻型货车车架两条纵梁及前后两头横梁断面形状示意图。

结合附图详细描述本实用新型的具体结构。

汽车车架的损坏是由于疲劳所造成的，汽车行驶时车架处于随机激励下的振动，其破坏应按随机疲劳破坏理论进行计算，由于动荷计算复杂，目前仍按静载下弯曲与扭转计算应力后乘以若干倍动载系数，用这种方法设计的1040型，1041型车架（见图2），其中1040型有7条横梁（2）而1041型有8条横梁（2），前后两头槽型钢（4）横梁（2），中间圆管型（3）横梁（2）及两条槽型钢（4）纵梁（1）其厚度均为5mm。

本发明创造的轻型货车车架是按随机疲劳破坏理论进行优化设计，从而改善了车架强度，降低最大应力，降低应力的不均匀度，同时减轻自重，得到优化设计应力分布的最佳状态。在车架加工工艺工装条件不变的情况下，去掉1041型原车架第6条横梁（2），即轻型货车车架为7条横梁（2），其中间5条横梁（2）为圆管（3），其管壁厚小于5mm而大于2.9mm为两者之间（见图3），前后两头横梁（2）为槽型钢（4）。两条槽型钢（4）的纵梁，h两头小，中间大，为变截面（见图4）。对1040型车架经优化设计后，中间5条圆管（3）横梁（2）厚度小于5mm而大于2.9mm为两者之间。前后两头槽型钢（4）横梁（2）及两条槽型钢（4）纵梁其厚度均小于5mm而大于4.4mm为两者之间。两条槽型钢（4）的纵梁，h中间大，两头小，为变截面。

本实用新型所设计的轻型货车车架，在原加工生产线上得以实现，经测试及1.5万公里的可靠性实验验证，该车架不仅结构简单，减轻自重，同时提高强度，降低动应力及其不均匀度，得到最佳优化设计，节省材料，降低成本，推广应用，经济效益显著。