某載貨汽車車架結構改進及仿真分析

趙娟妮　王青春　陳佳

摘要：對某載貨汽車車架現有結構與工藝的特點進行說明，并在此結構基礎上，通過新材料、新結構和新工藝的運用，對車架整體進行了輕量化設計；使用NX Nastran軟件，對輕量化設計前、后的車架進行仿真分析，得出車輛正常行駛時應力應變分布情況，并詳細分析了輕量化設計前、后車架的強度、剛度的變化情況，從而驗證車架設計的合理性。

關鍵詞：車架；輕量化；優化設計；有限元分析

中圖分類號：U463.32+1 文獻標志碼：A

文章編號：2095-5383（2018）02-0005-07

Structural Improvement and Simulation Analysis of a Truck Frame

ZHAO Juanni， WANG Qingchun， CHEN Jia

（Department of Automotive Engineering， Chengdu Aeronautic Polytechnic， Chengdu 610100， China）

Abstract：

The existing structure and process characteristics of a truck frame was described in this paper. Firstly， based on this structure， the whole truck frame was optimized through using new material， new structure and new technology. Then， The unoptimized and optimized truck frame were simulated using NX Nastran software， and the distribution of stress and strain was obtained when the vehicles is traveling normally. Finally， the changes of strength and stiffness of unoptimized and optimized truck frame were analyzed in detail to verify the rationality of the lightweight design.

Keywords：

truck；frame；lightweight design；Finite Element Analysis （FEA）

隨著信息化的快速發展，環境保護和能源問題成為制約國家經濟發展的重要因素，也是國民經濟可持續發展戰略的重要理念[1]。汽車運輸作為國民經濟的重要基礎產業，成為節能降耗的重點管控行業。工信部2012年數據表明[2]：我國汽車油耗占石油年消耗總量的50%左右，而汽車油耗的49.2%是被僅占汽車總量13.9%的中、重型載貨類汽車（>3.5 t）消耗掉的，也就是說，雖然我國中、重型載貨類汽車數量比乘用車少得多，但其消耗的燃油卻與乘用車相當。如果重型自卸車油耗降低10%，即使按2012年底的重型自卸車保有量1 400多萬輛來測算，每年至少可節約900多萬t汽柴油，相當于900多萬輛家用轎車的燃油用量，節油效果巨大。因此，對于汽車，特別是自卸車來說，如何做到節能減排尤為重要。

有研究表明，汽車自身重量約消耗油耗的70%，整車質量每減少100 kg，則百公里油耗可降低0.3～0.6 L[3]。因此，降低車身自重是汽車節能減排的首要選擇。對于自卸車，汽車車架是其重要組成部分，約占其車身自重的1/4，因此，對汽車車架進行輕量化設計十分必要。