无纵梁半挂自卸车箱设计研究

摘要

本文主要研究无纵梁半挂自卸车车箱优化设计，此类半挂自卸车在国内尚无同类产品，该车主要是应用于北美市场。EastMAC公司是最早制造铝合金半挂车的企业。而目前国内只有一个企业从法国引进了吉约姆U型车箱的自卸车，而且是非半挂自卸车式的。所以通过对半挂自卸车研究设计制造出采用高强度材料制造的轻量型半挂自卸车，可填补目前国内在这一方面的空白，亦可增加国内半挂自卸车的产品种类。
　　本文对半挂自卸车车箱结构及运输特性进行了相关分析，分析了车箱在载物时的受力分布，并以这些参数对车箱进行结构设计。半挂自卸车车箱自重大、重心高，以及国家汁重收费的推广，车辆的自重逐渐被用户所重视。为此，本文将半挂自卸车的车架取消，通过改进车箱结构实现半挂自卸车的无车架设计，对车箱进行参数化与优化设计。本文对半挂自卸车车箱进行了三维参数化建模，利用三维设计软件与强度分析软件接口将三维模型导入到强度分析软件中，并对车箱及重要零件进行了静强度分析，得到车箱及各零件在举升初始工况下的应力、应变分布，及横向、竖直方向位移，以提高自卸汽车行驶过程中的稳定性以及卸载的安全性。对车箱的部分零件进行了参数优化，并分析了优化结果，分析结果表明，零件的结构过于复杂，可以将结构进行简化。此外对优化前后结构进行了比较，以及对优化后的结构进行了强度分析，其结果说明在满足强度安全的基础上，结构更加简化。最后，对车箱整体进行了模态分析，得到车箱前六阶模态振型，并对其进行了分析，分析结果表明，该车箱的整体固有频率值不是很高，特别是低阶频率，说明该车架动刚度较小。以上研究结果可为车箱结构的设计改进提出指导性建议。