1．目的及意义

1.1、目的和意义

目的：作为车辆的承载基体，车架是整个自卸车的基础，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、车厢等有关部件和总成，承受着各种力，在装载、运输和卸载过程中也承受主要的载荷。自卸车的使用条件比较恶劣，其车架结构比较复杂，在工作中易受到复杂载荷的作用。因此车架的强度和寿命直接影响着整车是否正常工作及其安全性[1]。

自卸车在行驶过程中，车架受到来自道路的连续冲击载荷，也受到自身发动机工作时产生的周期载荷的激励及其他载荷的影响，从而产生振动和噪声[2]。当车架结构与外界载荷频率发生共振时，整个车架的强度将会大幅降低，振动变形和噪声也会急剧增加，从而严重影响自卸车的行驶稳定性、舒适性以及使用寿命。此外，自卸车车架作为自卸车底盘系统中重要的组成部分，其自重是整车整备质量的重要贡献源，所以车架轻量化的实现对自卸车整体轻量化也具有积极的意义。本次研究目的是分析某一自卸车在静载下的车架刚度、强度情况，并从结构上对自卸车车架轻量化设计给出合理建议。

意义：近几年随着国家积极投资基础建设和兴建大型工程，所以对自卸车的需求量逐年增加。自卸车在国家建设中发挥着重要而广泛的作用，在矿山、水利工程、城市建设、公路、环卫等行业中应用[3]。本次毕业设计对静载下自卸车车架的受力情况进行分析，进而对自卸车车架服役过程中出现的问题进行合理解释，根据有限元分析结果从结构上对自卸车车架轻量化设计给出合理建议。

1.2、国内外研究现状

国内：2016 年，国务院发布《中国制造2025》，当中明确指出[4]，掌握汽车低碳化、轻量化材料核心技术工程化和产业化能力。国家在汽车工业投入了大量的精力，轻量化、节能、减排等要求也越来越被主机厂和各大科研院校所重视。国内的汽车产业规模较大，但是在技术领域仍有较大发展空间，轻量化的理论距离应用到实际的工程生产还有许多工作有待研究，同时与国际市场的同类新型车也存在一定距离[5]；由于国内政策的支撑，自卸车市场需求大，针对自卸车的研究较三十年之前也取得了长足的发展。

2 0世纪7 0年代末，谷安涛和常国振开始了国内利用有限元理论解决车架设计问题的先河[6]。1982年，清华大学的郑兆昌分析了车架的模态之后，发现可以对车架结构的某些NVH性能直接进行评价[7]。2006年，冯国胜和刘玉杰等人结合优化设计算法，建立了车架零件截面的尺寸优化有限元模型，编制了相应的优化程序获得了系统的最优解[8]。如此，有限元分析的方法在车架设计乃至汽车设计中广泛应用。

紧接着，诸多学者对于基于有限元分析的车架轻量化设计做出探讨。展新针对卡车的轻量化途径进行了研究，通过建立卡车车架模型，设计出卡车车架轻量化的基本步骤，为产品开发奠定了基础[9]；余传文对车架静力学特性及模态进行了分析，并着重针对车架的优化方法进行了拓展，从而实现了技术工程应用[10]；曲伟则针对中型客车车架的模态参数进行了分析和试验，针对板材厚度和结构提出了优化方案，实现了模态参数的优化[11]。