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SX360自卸卡车的有限元分析和车架优化设计

作者：Yuan Ren, Yongchang Yu, Binbin Zhao, Chuanhui Fan, He Li

摘要

作为汽车的轴承基座，车架具有承受来自于发动机，离合器，车身和货物重量所传递的各种力和转矩的作用。分析车架的自然振动频率和动态模式是确保汽车功能的重要一步。用传统方法难以得出准确的分析结果，不过，FEA软件ABAQUS可以提供准确的车架应力分布，分析其两端和中点处的应力偏转规律，以及进行瞬态的车架动力分析。以往大多数的有限元分析只关注于车架质量和模型优化分析，缺乏振动和模式分析，但是本文将使用大型软件ABAQUS来分析固有振动频率和SX360自卸车车架的动态模式，为车架结构的优化设计提供必要的理论依据。

关键词：车架；有限元分析；应力；瞬态动力分析；偏转

1. 绪论
作为汽车的轴承基座，车架具有支撑着所有汽车零件，包括发动机，车身和货物集装箱，并承受从发动机，离合器，车身和货物集装箱传递的各种力和扭矩的作用。在整体设计中车身强度和车架刚度非常重要，当刚性不足时会引起振动、噪音、降低乘客舒适度，影响车辆的运行稳定性和可靠性 [1] 。若要提供必要的理论结构改进的基础并完成车架结构的最佳设计，必须了解自然的分析振动频率和动态模式。ABAQUS是具有丰富几何的强大的有限分析软件元素库和各种材料模型库。它可以仿真各种工程材料的许多参数包括性能和性质，以及单一部件的地址力和联系分析，并结合起来部分，进行许多压力和物理场的分析和计算。以前的有限元分析着重于车架质量和模型优化分析。在本文中，使用了大规模的ABAQUS软件为SX360自卸车的车架建立参数有限元模型，以提供结构优化设计车架，确保合理的车架设计，提高其整体运行性能 [2-5] 。
2. 车架分析模型
2.1. 车架的三维物理模型

车架主要结构参数：Q235钢材，密度为、，长度为1500mm，宽度为500mm，5＃槽钢用作标准零部件，尺寸为520mm和980mm。 如下图1所示。