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文档介绍：Thesis Submitted to
Hebei University of Technology
for
The Master Degree of
Mechanical Engineering


FINITE ELEMENT ANALYSIS OF
SEMI-TRAILER FRAME

by
Xing Qiuying


Supervisor: Prof. Zhou Zhige








March 2012
河北工业大学硕士学位论文


半挂车车架有限元分析
摘要
随着汽车工业的高速发展,对汽车的性能要求越来越高,这使得传统的设计计算方法
已经无法满足现代汽车设计的要求。电子计算机的出现以及有限元法的飞速发展为车架的
结构性能的计算分析带来了新的革命。通过有限元法对车架结构进行性能分析,在设计时
考虑车架结构的优化,对提高整车的各种性能,降低设计与制造成本,增强市场竞争力等
都具有十分重要的意义。
以有限元法为代表的 CAE 技术是分析各种结构问题的强有力工具。本文在调研国内
外相关研究的基础上,对某半挂牵引车车架结构进行了有限元分析,所做工作如下:
1. 在 UG 软件中绘制车架结构图并对车架的细节结构进行了适当的简化。将模型导入
到有限元软件中抽取中面,划分二维网格,附加材料和属性,完成车架有限元模型的建立。
2. 对车架在弯曲、扭转、制动和转弯四种工况下施加相应的边界条件和载荷,进行静
态分析,获得车架应力和变形分布云图,对车架的静态特性进行分析。
3. 计算了车架在自由状态下的前八阶模态特性,获得了车架自由状态下的固有频率,
并对其振动特性进行分析。
分析结果表明:在静态有限元分析中,车架设计合理,满足强度和刚度要求。在模态
分析中该车架第六阶和第七阶模态频率较接近随机路面的激励振动频率,应尽量避开,其
余低阶频率均远离随机路面的激励振动频率、发动机及其传动机构的运转频率和悬架工作
频率,且频率变化平缓无突变点,振型连续光顺,所以车架设计合理。
关键词:半挂车,车架,有限元,静态分析,模态分析
i
半挂车车架有限元分析

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF
SEMI-TRAILER FRAME
ABSTRACT
With the rapid development of automobile industry , the performance request es
stricter and stricter ,which makes conventional calculation methods of design can’t meet the
needs of modern automobile design .The appearance puters and the development of finite
element method bring on a new revolution about the calculation and analysis of frame .Using
finite element method to analyze frame and taking frame optimization into account make sense
in improving automobile performance, reducing the cost of design and manufacture of cars and
increasing capability of petition.
The CAE technology, which represents with finite element method, is a powerful tool of
analyzing various of structure problems. This paper based on the domestic and foreign relevant
research, performed finite analysis of semi-trailer frame. Concrete research are as follows:
Firstly, the 3D geometry model is established and simplified geometrical characteri