呂帥 竇娟

泰安航天特種車有限公司 山東 泰安 271000

提高重型特種車車架強度，必須要使用一定的輕量化措施。這樣有利于重型特種車車架具有更好的使用效果。保證重型特種車在使用過程中可以有更長的使用壽命。所以需要經(jīng)過科學的研究分析，找到有效的辦法。對重型特種車的車架強度和輕量化之間的關(guān)系進行平衡。靈活的使用工藝技術(shù)，可以最大程度的滿足生產(chǎn)與使用方面的需求。除此之外，重型特種車要提高其輕量化問題的處理效率，提高車架實際使用過程中的服務(wù)水平。

1 特種車車架實例分析

重型特種車在實際使用過程中會受到多方面客觀因素的影響，導(dǎo)致車架的整體抗壓強度減弱，最終使得重型特種車的實際使用效果難以滿足生產(chǎn)作業(yè)的需求，降低了其工作性能；并且，因為重型特種車車架過于沉重；在實際使用的過程中會存在移動緩慢、對路面情況要求高等問題，影響了工作效率，所以在重型特種車車架方面，要采取必要的輕量化措施，使其具有更高的使用性能。但是不能以犧牲車架強度為代價，掌握好車架強度與輕量化之間的關(guān)系。

2 重型特種車車架強度分析

2.1 有限元基本思想

有限元法使用過程中主要是把分析目標的整體結(jié)構(gòu)通過一定的方式分成多個有限元微小單元體。然后通過節(jié)點將相鄰的單元相互連接的方法。這些單元體連接集合可以代替原有的結(jié)構(gòu)實體。達到分析目標連續(xù)體的離散化。以節(jié)點基本未知數(shù)為分類原則。有限元法包括混合法和位移法。在分析過程中，其步驟為：

（1）對目標的整體結(jié)構(gòu)進行離散化處理；

（2）選擇可靠的位移模式；

（3）對各個單元力學性能進行重點分析；

（4）對等效節(jié)點力進行科學分析；

（5）將所有的單元剛度方程進行設(shè)置，建立出可以反映連續(xù)體結(jié)構(gòu)的平衡方程；

（6）對單元應(yīng)力以及未知節(jié)點位移進行計算。

2.2 車架強度有限元分析中板殼單元分析

因為重型特種車很多結(jié)構(gòu)部件使用了薄壁梁，這種材料的厚度和截面尺寸都小于部件長度，所以可以將車架的各個組成部分看成是多個板殼組合而成。利用板殼單元建立出科學的有限元計算模型，精確的計算、分析出車架強度。主要過程為：

（1）在板殼有限元的分析過程中， 要注意平板單元組成的折板系統(tǒng)，并且將其科學的使用在分析車架各個組成部件的應(yīng)力狀態(tài)的過程中。找到重型特種車車架在不同的應(yīng)力狀態(tài)下其抗壓強度的分析結(jié)果。

（2）直接建立出曲面單元。通過對殼體理論的分析使用。建立出科學的單元剛度矩陣，達到對車架剛度進行全面評估的目的。并且對其組成部件之間的接頭連接方式和復(fù)雜縱橫梁性能進行重點討論。最終可以得到重型特種車車架剛度的實際信息。

2.3 車架強度有限元分析中其他單元分析

整合重型特種車車架結(jié)構(gòu)分析研究可知，一些部件的幾何形狀特性限制了梁單元模擬和板殼模擬，這就需要使用其他科學的方法進行深入研究。車架強度的有限元分析中，其他單元分析的過程中主要過程為：

（1）用梁單元模擬軸進行模擬分析。徑向力傳遞過程中可以通過桿單元傳遞軸和軸承之間的連接方式進行表示。

（2）要選擇部分桿單元，對其平衡自由度進行分析研究，保證重型特種車的車架強度研究時可以模擬軸梁單元，并且可以展現(xiàn)出自身的軸向自由轉(zhuǎn)動形式同時將這個問題作為重點研究內(nèi)容。為重型特種車車架強度研究分析做出必要的參考。

3 重型特種車車架輕量化問題研究

通過對重型特種車車架的強度和剛度進行科學的研究分析?？芍匦吞胤N車車架輕量化問題處理的有效方式。達到完善車架結(jié)構(gòu)和性能的目的。把重型特種車車架自重力控制在合理的范圍之內(nèi)。所以需要采取科學的措施來對重型特種車車架進行輕量化處理。提高車架的性能。

在重型特種車車架輕量化問題研究過程中。要對多方面因素進行綜合性分析。主要是以下幾個方面：

3.1 優(yōu)化車架截面尺寸

在研究重型特種車車架輕量化問題過程中，首先要對車架結(jié)構(gòu)的尺寸進行分析。設(shè)計合理的車架結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)?？梢赃_到優(yōu)化結(jié)構(gòu)的目的。但是只依靠調(diào)整車架截面尺寸很難達到真正意義上的輕量化優(yōu)化設(shè)計。所以截面尺寸優(yōu)化只能作為一項輔助技術(shù)。

3.2 優(yōu)化車架形狀

在重型特種車車架形狀優(yōu)化的過程中，需要對車架的結(jié)構(gòu)形式進行必要的技術(shù)處理。提高車架各種材料的使用率。保證車架輕量化問題可以有效解決。車架形狀的優(yōu)化過程中，主要是通過分析桿類結(jié)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)來達到優(yōu)化的目的。使用分層優(yōu)化、統(tǒng)一混合法對桿類結(jié)構(gòu)進行尺寸修改和形狀處理。結(jié)合分析法和數(shù)值法等結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法將優(yōu)化過程中的復(fù)雜問題進行解決。從而達到優(yōu)化車架形狀的目的。為重型特種車車架輕量化作出技術(shù)支持。

3.3 車架結(jié)構(gòu)以及重量優(yōu)化

為了保證重型特種車車架具有更好的輕量化措施，需要對其車架組成結(jié)構(gòu)以及重量進行優(yōu)化。同時使用最新的設(shè)計理念和最科學的技術(shù)工藝來進行車架設(shè)計。提高重型特種車車架設(shè)計和合理性。并且在未來重型特種車車架設(shè)計制造過程中，要積極發(fā)現(xiàn)新的制造材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計。降低車架重量，提高車架的強度和剛性。保證達到車架輕量化的目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，我國目前重型特種車的使用率非常高。而且大部分都是用在道路環(huán)境或者自然環(huán)境較為復(fù)雜的位置。所以在重型特種車性能方面，要求其具有較好的靈活性。這就要求重型特種車車架要進行輕量化處理，而且還要保證其具有較好的輕度和剛度。本文通過使用有限元法對重型特種車的車架強度和剛度問題進行研究分析，討論了其輕量化問題措施。主要是在車架結(jié)構(gòu)、截面尺寸以及車架形狀上要進行優(yōu)化處理。保證重型特種車有更好的使用性能?？梢詣偃螑毫迎h(huán)境的工作。為我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展作出技術(shù)支持。