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客车前轴的强度有限元分析

发布于:2018-04-04 18:04
有限元分析

       随着我国经济的快速发展,城市交通规划也日趋合理化、节能化、便捷化和人性化。轻型城市公交车的开发也显得越加迫切。本研究设计了一款符合轻型公交理念的车桥,可以匹配7米左右车型。使用低门前轴,乘客上下车更加方便,经有限元分析验证强度和结构的设计是合理的,还具有轻量化的特点。
       汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷,本车型为39200,汽车制动时对前桥的质量转移系数,这里可取1.3轮胎与路面的附着系数,这里取0.7,车轮总重力,本车型为1078N,轮胎中线至板簧座中线的距离,本车型为494.5mm;r-轮胎滚动半径,本车型为407mm。制动时前轮承受的制动力P和垂向力Z,传给前轴,使前轴承受弯矩和转矩。考虑到制动时汽车质量转移给转向桥,则前轮所承受的地面垂直反向力为前轮所承受的制动力为P=z1和P对前轴引起的垂向弯矩M、和水平方向弯矩Mh在两板簧座之间达到最大值,制动力P还使前轴在主销孔至钢板弹簧座之间承受弯矩T,由于前轴使用的是工字型断面,可保证质量最小面垂直。
       前轴在板簧安装面处承受来自板簧的垂直载荷,满载垂直轴荷时的受力,分别在板簧座中心处加载1000x9.8x3.5/2=19600N,利用三维建模进行分析。在满载垂直轴荷情况下,上方最大应力在落差圆弧处,为123MPa,在满载垂直轴荷情况下,下方最大应力在圆弧过渡处,为97MPa。在制动工况下,最大应力在受力点下方侧面处,为210MPa,结论:在满载垂直轴荷工况下,上方最大应力123MPa,后备系数为785/123=6.38>6,符合QC/T534要求,在3.5倍满载轴荷下安全系数为785/123/3.5=1.82,下方最大应力97MPa,正下方受力处最大应力为73MPa,3.5倍满载轴荷下安全系数785/73/3.5=3.1。在制动时的最大应力为210MPa,安全系数为785/210=3.73,均满足使用要求。


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