車架計算
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汽車車架是整個汽車的基體,是將汽車的主要總成和部件連接成汽車整體的金屬構架,對于這種金屬構架式車架,生產廠家在生產設計時應考慮結構合理,生產工藝規范,要采取一切切實可行的措施消除工藝缺陷,保證它在各種復雜的受力情況下不至于被破壞。
車架作為汽車的承載基體,為貨車、中型及以下的客車、中高級和高級轎車所采用,支撐著發動機離合器、變速器、轉向器、非承載式車身和貨箱等所有簧上質量的有關機件,承受著傳給它的各種力和力矩。為此,車架應有足夠的彎曲剛度,以使裝在其上的有關機構之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最;車架也應有足夠的強度,以保證其有足夠的可靠性與壽命,縱梁等主要零件在使用期內不應有嚴重變形和開裂。車架剛度不足會引起振動和噪聲,也使汽車的乘坐舒適性、操縱穩定性及某些機件的可靠性下降。
車架受力狀態極為復雜。汽車靜止時,它在懸架系統的支撐下,承受著汽車各部件及載荷的重力,引起縱梁的彎曲和偏心扭轉(局部扭轉)。如汽車所處的路面不平,車架還將呈現整體扭轉。汽車行駛時,載荷和汽車各部件的自身質量及其工作載荷(如驅動力、制動力和轉向力等)將使車架各部件承受著不同方向、不同程度和隨機變化的動載荷,車架的彎曲、偏心扭轉和整體扭轉將更嚴重,同時還會出現側彎、菱形傾向,以及各種彎曲和扭轉振動。同時,有些裝置件還可能使車架產生較大的裝置載荷。
鋼板經冷沖成形后,其疲勞強度要降低,靜強度高、延伸率小的材料的降低幅度更大。常用車架材料在沖壓成形后的疲勞強度約為140~160Mpa。輕型貨車沖壓縱梁的鋼板厚度為5.0~7.0mm,槽型斷面縱梁上下翼緣的寬度尺寸約為其腹板高度尺寸的35%~40%.
隨著計算機技術的發展,在產品開發階段,對車架靜應力、剛度、振動模態以至動應力和碰撞安全等已可進行有限元分析,對其輕量化、使用壽命,以及振動和噪聲特性也可以做出初步判斷,為縮短產品開發周期創造了有利條件。
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