1.半挂车设计的要点
设计半挂车,首先要根据牵引车的前回转半径确定半挂车的前悬(见图1)。
在确定半挂车前悬时,要考虑在坑洼地带行驶时半挂车的前部不得与牵引车车架相碰,转弯时半挂车前部不得与牵引车驾驶室的后壁或备胎架相碰,其前间隙尺寸(见图2)应≥70mm,在保证上述要求的前提下,前悬应越大越好,因为前悬大,牵引车与半挂车之间的间隙就小,行车中,风阻就小,这样可节省燃油,降低用户使用成本。前悬与牵引车有关,有的牵引车驾驶室为尖头,有的为平头,有的尖头还带卧铺,另外牵引车的驱动形式也不同,因此设计半挂车前悬应结合牵引车综合考虑,表1为几种牵引车相配半挂车的常用前悬值: 图1 图2 表1 几种牵引车相配半挂车的常用前悬值 牵引车型式 半挂车前悬值(mm) 尖头4X2 700—1000 平头4X2 1000-1200 平头6X2 1400-1600 平头6X4 1400—1700 2.2轴荷 半挂车的轴荷是指牵引销支承处和半挂车车轴上的承载质量。
半挂车的轴荷分配比例,一般是根据轮胎磨损均匀,半挂汽车列车主要性能以及牵引车与半挂车的布置形式来确定。在已知半挂车的装载质量和初估半挂车各部件的整备质量后,就可对半挂车的轴荷分配进行计算。
将已知各部件的质量和装载质量对牵引座支承点或后轮轴支承点取矩,就可求得半挂车空载时及满载时的轴荷分配。当轴荷计算出来后,首先校核牵引销处载荷是否符合牵引车牵引座允许载荷,然后校核轮轴载荷是否超载。
如果不能满足上述要求,则应调整轴距,即牵引销至半挂车轮轴中心的距离,直到满足要求为止。表2为半挂车单轴/并装轴最大允许轴荷的最大限值。
表2 半挂车单轴/并装轴最大允许轴荷的最大限值 车辆类型 最大允许轴荷最大限值(kg) 单轴 每侧单轮胎 6000(1) 每侧双轮胎 10000(2) 并装双轴 并装双轴的轴距。
2.有没有半挂车设计相关书籍
1、城市规划原理
2、梁思成全集
3、城市意象 作者 [美]凯文·林奇著
4、城市设计(修订版) [美]培根 埃德蒙
4、交往与空间(第四版)(丹麦)盖尔编
5、寻找失落空间--城市设计的理论 特兰西克著
6、城市策划实战案例 赵卓文著
7、采访本上的城市 作者 王军
8、城市色彩--一个国际化视角 内容简介 (美)斯文诺芙
9、生态城市/60个优秀案例研究 作者 (西)鲁亚诺,这几本书从原理到城市的空间、色彩,发展、生态、新思维到具体事例都有
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浅谈车辆工程CAE中拓扑优化技术的应用 摘要:针对车辆工程中不同车型部件结构的特点,阐述了结构拓扑优化设计的一般流程,报告了代表性较强的相关软件应用现状与发展,包括优化过程中有限元分析模型的数据转换、分析计算、CAD优化模型提取。
对提高整车零部件刚度、降低车身骨架及各零部件自重的优化分析应用研究进行了概括。实例论证了应用有限元法进行机械承载结构拓扑优化设计是一种有效的优化方法,可为机械结构及零部件轻量化设计提供重要的概念化设计参考,对今后结构优化中拓扑优化技术发展方向、应用范围及趋势作出了展望。
关键词:车辆工程;结构优化;拓扑优化;有限元分析;轻量化设计 结构优化设计是一门复杂的多标准[1,2,6]、多学科[2,4]优化理论,按其构造结构优化模型或优化层次可分为三种形式[1,2]:尺寸优化问题(Sizing optimiza-tion)、形状优化问题及材料选择(Shape optimizationand material selection)、拓扑优化问题(Topology opti-mization)。拓扑优化通常又被称为布局优化(或布置优化、广义形状优化),其重要性在于在概念阶段进行适当拓扑结构的选择,通常在开发新型产品的效率上最具有决定性的因素。
在设计过程早期阶段(概念和项目定义阶段),在给定设计目标和约束条件下寻求可能达到的最佳拓扑或布局对于新产品的开发是非常重要的。1拓扑优化在车辆工程中的应用发展及现状拓扑优化在汽车工业中的应用,国外在此方面的研究开始较早[2,5],已近20年,下面是一些实例:托里诺工程大学G.Chiandussi等人运用拓扑优化对某中型商用车后悬架副车架所存在的问题进行改进设计,所开展的优化方法基于优化标准体积约束下的总势能最大化;瑞典沃尔沃汽车公司的H.Fredricson运用灵活铰链联接的框架结构模型对于有关框架拓扑优化中联合惩罚与材料选择问题进行了研究,引入两组设计变量,目标是找出在满足刚度要求前提下最具轻量化的设计方案,提出了向典型框架拓扑优化的两方面的延伸,即结构铰接惩罚及材料查补策略。
国内对此方面研究在20世纪末本世纪初的十年里,特别是在近几年应用日趋活跃[8,9],如:广州本田汽车公司的杜海珍等人[10]将有限元分析与结构拓扑优化相结合,依据汽车车架的结构受力特性及其材料的性能要求,建立了优化数学模型,构建了应力约束下车架拓扑优化准则,并开展了车架结构的仿真设计,得到了合理的结果,以及蔡少群等人针对薄板类的车身内部钣金件,利用ANSYS软件的拓扑优化功能,以单元厚度作为设计变量,对零件的模态进行优化,并形成“伪厚度”图,在后续的设计中将厚度较小的部位删除,厚度较大的部位则进行结构强化,可以迅速得到零件的优化结构;同济大学的高云凯等[9]把拓扑优化设计理论引入某电动改装车的承载式车身设计,利用先进的有限元分析软件,在电动改装轿车车身结构拓扑优化分析中实现了多任务况、多状态变量条件下的拓扑优化设计,确定了下车身的最佳结构方案,进而在此基础上建立了新的有限元模型,并进行了模态、刚度和强度分析,设计出最终的下车身改造结构。以上是一些较典型的实例,可以看出,拓扑优化技术已经渗透于汽车设计始终,形成了汽车界一项较热门的研究领域。
2拓扑优化特点及流程2.1拓扑优化特点车辆产品研发流程一般可分为四个阶段:1)概念设计阶段;2)详细设计阶段;3)产品定型阶段;4)批量生产后结构改进设计。国内外学者已经进行了大量的研究和应用探索,最终得出两个影响车身概念开发CAE的关键环节:实现不同设计方案所需分析模型的快速构造和对尺寸的编辑修改;快速实现多个方案的性能比较和结构优化设计(由于结构分析方法的进步和强大的功能分析软件的应用,此环节技术已相对成熟)。
在概念开发阶段就着手进行结构的拓扑优化,有助于减少开发过程中的设计反复,缩短开发周期,提高产品竞争力。这就要求尽可能地利用有限的信息建立简化的模型,作为分析的基础,力求能反映产品的静态与动态响应要求,用于设计方案的评估及优选。
并随设计阶段的深入,计算机辅助设计模型的细化程度也不断增加。由图1可知,拓扑优化设计与传统设计、CAE分析设计的根本区别是:拓扑优化将产品试制环节从结构分析环节中分离出来,避免了产品基本定型前的实际样车生产,从而达到既节约成本又提高效率的目的。
2.2一般流程拓扑优化是在一定空间区域(骨架结构或连续体)寻求材料最合理分布,是一个迭代过程,力求在满足如体积方面约束条件的同时,将结构的柔性降至最低。利用专业的三维软件UG、Pro-E或CATIA建模,数据输入的一般准则:如果有相关接口,则应首选它来输入模型,否则,使用IGES输入采用IGESCat5./IGESPro./IGESUg或PS-Exchange数据转换软件将其转换为IGES文件形式,读入ANSYS进行数据前处理,之后配合拓扑优化模块,进行拓扑优化分析;但由于ANSYS软件对于大型、复杂结构件的拓扑优化设计的局限性,也可将IGES文件直接输入自身带有拓扑优化模块的软件如OpitStruct、Genesis中进行分析。
总的分析进程及现有的软件见图。
4.半挂车的技术及应用
挂车或半挂车并无自带的动力装置,它们与牵引汽车组成的汽车列车属于汽车范畴.
挂车的总重量由它自身承受的称为全挂车,通常全挂车也简称挂车.特点:本身无动力,独立承载,依靠其他车辆牵引行驶的车辆.如图:/bg7.htm (利达汽车--半挂车系列)
5.半挂车车架设计应满足哪些要求
(1)满足总布置要求:牵引车车架的前端宽度的值受转向轮大转角的限制,little值取决于发动机的外廓尺寸;车架的后端宽度的值则需要根据轮胎和钢板弹簧的宽度和安装情况而定。
(2)节省材料、减轻质量:在保证车架具有足够的刚度和必要的强度的前提下,应尽量简化车架的结构,减少材料的消耗,以降低生产成本。(3)必须有足够的强度:要保证车架在各种复杂的工作条件下长期使用时不至发生严重的损坏。
(4)要有合适的刚度:一方面,在各种使用条件下车架不能有很大的变形,要使固定在车架上面的各总成和部件在车架上的相对位置变化不大,保证它们能正常工作而不发生运动干涉或运行噪声;另一方面,车架的刚度,尤其是扭转刚度不宜过大,以免在通过不平道路时使车架发生不必要的断裂现象,同时,还要与车辆的悬架角刚度相匹配。梁山鹏腾机械致力于半挂车大梁、挂车车架、半挂车工具箱等挂车配件研究开发销售,如果您还对半挂车车架有相关咨询了解,请关注鹏腾机械官网。
6.半挂车车架设计应满足哪些要求
(1)满足总布置要求:牵引车车架的前端宽度的值受转向轮大转角的限制,little值取决于发动机的外廓尺寸;车架的后端宽度的值则需要根据轮胎和钢板弹簧的宽度和安装情况而定。
(2)节省材料、减轻质量:在保证车架具有足够的刚度和必要的强度的前提下,应尽量简化车架的结构,减少材料的消耗,以降低生产成本。(3)必须有足够的强度:要保证车架在各种复杂的工作条件下长期使用时不至发生严重的损坏。
(4)要有合适的刚度:一方面,在各种使用条件下车架不能有很大的变形,要使固定在车架上面的各总成和部件在车架上的相对位置变化不大,保证它们能正常工作而不发生运动干涉或运行噪声;另一方面,车架的刚度,尤其是扭转刚度不宜过大,以免在通过不平道路时使车架发生不必要的断裂现象,同时,还要与车辆的悬架角刚度相匹配。梁山鹏腾机械致力于半挂车大梁、挂车车架、半挂车工具箱等挂车配件研究开发销售,如果您还对半挂车车架有相关咨询了解,请关注鹏腾机械官网。
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