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安世亚太:有限元工具在中集车辆产品开发中的应用

2.3.6 立柱扭转破坏试验

  对于厢式半挂车来说,其上部结构中四个角立柱是主体框架的主要承载件,一般情况下是足够强壮的。

  但如果侧墙为开放性结构,则显得单薄,所以这时候需要考察其抗弯和抗扭两性能。图10某型厢式半挂车的角立柱的扭转破坏试验,有限元模拟的结果趋势对破坏形式预测和试验一致。有限元分析结果对随后结构的改进设计给出了具体的形式和尺寸,该车经长期使用相当可靠,其刚度好,承载能力强。


 
图10 半挂车立柱扭转破坏试验的模拟

  2.3.7 复合材料板承载能力试验

  作为发达国家主流半挂车的厢式半挂车,厢体材料使用复合材料板已经非常普遍。中集从一开始就非常重视车用复合材料的开发,种类目前已相当齐全。由于复合材料的复杂性,在使用和试验过程中其中心夹层的情况是不可测量的,一般只有在割开表层金属后才能了解。因此使用有限元进行复合材料的分析具有先天的优势,可以随时对各组成层进行详细的描述,结果具有可视性。更重要的是可以对各层的材质、密度和厚度进行选择,然后预测板的整体性能和局部应力,这种可预测性对复合材料板的开发设计是非常重要的,是传统的实验摸索法不可比拟的。图11 示是某型复合材料的弯曲实验模拟结果,计算预测中心层将在0.33*payload时断裂,实验中在0.34*payload时出现断裂声。


 
图11 半挂车复合材料板弯曲试验的模拟

  2.3.8 焊逢应力分析


  
图12-1 原始方案焊逢应力


 
图12-2 改进后焊逢应力

图13焊逢方案的改进

  在半挂车结构中大量使用焊接作为零部件主要的连接形式。根据前人的研究知道,焊逢形式、焊逢长度等因素对应力的影响巨大,最坏的结果表现为不是应力集中就是失效撕裂。图12示焊逢应力在焊逢结构略微修改后迅速下降,达到强度要求。

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