文档介绍：基于HyperWorks 的重型自卸汽车车架有限元分析和改进设计
0引言
车架的结构和所承受的载荷十分复杂，概括起来，主要包括纵向弯曲、扭转、横向弯曲、 水平菱形扭转以及它们的组合，因此车架的刚度和强度计算只有采用有限元法才能得到满 意的结果，基于有限元法的车架计算， 应首先根据车架结构， 建立实体模型；然后对实体模
型进行网格划分，建立车架的有限元计算模型，确定载荷和约束条件；计算车架的刚度、 强度、振动模态等关键性能指标；分析计算结果，将其与设计要求对比，确定是否符合要 求；最后将方案进行对比并确定最终设计方案。
是一款功能强大的有限元分析软件，在进行有限元分析
的同时，能对结构进行优化 ,首先利用Pro/Engineer 软件对车架进行了三维实体参数化建
模，并将模型导入 HyperWorks 软件中进行边界条件设定、加载、网格划分、计算及后处
理，具体流程参见图1。
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某重型自卸汽车车架在使用过程中发现，纵梁上与第四横梁连接附近产生裂纹，最终导 致纵梁断裂的严重后果，初步分析认为该区域应力过大所致。
本文中针对该纵梁断裂问题，对车架结构的 #种设计方案分别进行有限元分析 ！分析车
架在纯弯、弯扭组合、侧向转弯、紧急制动、卸载时油缸举升等工况下的应力状况，精细 分析了第四横梁附近纵梁下翼面 6个螺栓孔附近的应力状况。结合各工况分析结果，对该
车车架进行合理评价，并提出改进方案，解决纵梁断裂问题。
1车架的有限元模型
由于该车架结构主要是板材结构，因此模型化时主要采用薄板单元，所有焊接、铆接、 螺栓连接用刚性单元和梁单元模拟， 车架悬置板簧则用弹簧元模拟。 车架有限元模型如图 2
所示。原方案第四横梁处有限元模型如图 3所示。划分后车架的单元数量为
385469,PIII/256M 以上微机在3h内可以完成1个工况的解算工作。
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图4 新方案轉网犠漱模慨
2载荷与工况
新方案改为采用第四横梁与纵梁腹板连接，横梁形状设计以下 如图4所示。
4种方案以供分析比较,
C=29355N/cm。
该车架主要结构都采用优质碳素钢，材料弹性模量 *-6kg/mm3 。前板簧刚度垂直刚度系数
E为208GPa，，密
C=3977N/cm，后板簧垂直刚度系数
进行强度分析时，作用于车架上的主要载荷见表 1,加载时主要考虑了驾驶室、动力总
成、油箱、电瓶、消声器、备胎、储气筒、车厢、货物等质量，载荷及作用点如图 5所示。
衷1作用于车架上的主要載荷
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发诙机及变速箱
i 250
油箱
244
舗气简
97
备胎
130
蓄电池及消声器
207
车厢
2 8K0
货物
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