半挂车空气悬架支撑梁有限元分析.pdf

机械设计与制造
第7期
6
Machinery Design Manufacture
2010年7月
文章编号:1001-3997(2010)07-0006-03
半挂车空气悬架支撑梁有限元分析
何家兴1杜群贵1杨志伟2方朝辉
(1华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640)(2佛山市永力泰车轴有限公司,佛山528031)
Finite element analysis on sustain-beam of semi-trailers air suspension
HE Jia-xing DU Qun-gui YANG Zhi-wei, FANG Chao-hui
School of Mechanical &Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
( Foshan Yonglitai Axle Co, Itd, Foshan 528031, China)
摘要支荐菜作为半挂车空气慧架的关键部件之一,其强度、劳分析是半挂车空气悬架系统所
发过程中的重要环节。在简要介绍半挂车空气悬架结构的基础上,建立起某挂车空气悬架支撑梁的有限
元分析模型,运用有限元分析软件 COSMOS对支撑梁进行分析,得出该空气悬架支撐梁的应力分布规律
与疲劳寿命特性,为半挂车空气悬架样机设计与制造提供合理的理论参考。
关键词:半挂车;空气悬架;支撑梁;有限元分析
Abstract] The sustain-beum is an important part of semitrailers air suspension. The strength and i
fatigue analysis of the sustain-beam is an important tache of the research on the system of semitrailer
4 air suspension. It set up the sustaun-beam s finite element analysis model on the base of briefintroduction t
t about the structure of air suspension used in semi-trailer. By using COSMOS, the rule of the stress and fa-
i tigue lfe is gol. The conclusion is rational to the devise and mamufacture of semi-trailer s aur suspension s
templet.
Key words: Semi-trailer; Air suspension; Sustain-beam; FE
中图分类号:TH16,U46文献标识码:A
1前言
半挂车是指车轴置于车辆重心(当车辆均匀受载时)后面,并
且装有可将水平或垂直力传递到牵引车的联结装置的挂车。最常
见的半挂车就是拖车、大型集装箱运输车。在发达国家,半挂车运
输方式已经成为其城际之何物流运输的主要方式,其综合经济效
益、技术性能、节能环保效益均明显优于中型、轻型载货汽车传
x
统的钢板弹簧悬架以其结枃简单、价格便宜、维护安装简便的特
点,过去在半挂车上的应用较为广泛。但随着公路运输量的日益
图1半挂车空气悬架结构图
增长以及对车辆行驶安全性、平顺性的更高要求,使得钢板弹簧
1.前支架2减震器3支撑梁4.空气弹簧5.U形螺栓
6.后支架7.支撑梁轴8.车轴
悬架的不足之处日益彰显,从而使性能更优越的空气悬製取代钢2.2支撑梁受力分析
板弹簧悬架逐渐成为一种趋势。
2.2.1垂向载荷工况
支撑梁作为半挂车空气悬架的重要部件,在半挂车运行过程
根据上述空气悬架结构及半挂车实际运行工况对支撑梁进
中,往往受到复杂、多方向的力的作用。
行垂向载荷工况受力分析,其受力简图,如图2所示。
以某企业制造的半挂车空气悬架为例,运用有限元分析软件
COSMOS对其支撑梁进行相关的强度、疲劳分析,为样机的试制
提供合埋的理论参考。
LE
2悬架支撑梁受力分析
2.1空气悬架结构
图2垂向载荷工况受力分析图
半挂车空气悬架主要由前支架、支撑梁、后支架、空气弹簧、
.支撑梁轴安装孔2减震器轴安装孔3U形螺栓安装孔
减震器构成,其结构模型,如图1所示。支撑梁一端通过支撑梁轴
4.空气弹簧安装板
与前支架相连,另一端通过空气弹簧与后支架相连,两侧用U形
该半挂车车轴的满載承载能力为m=13t,由于空气悬架结构
螺栓和减震器轴分别与车轴、减震器连接。
为左右对称,则地面的支撑作用力F=ng。、根据多刚体静力学
次来稿日期:2009-09-12