车架受力分析基础.pdf

车架受力分析基础

一、对车架整车的受力要求

二、车架的受力情况具体分析

三、车架的结构分析

1.车架的基本结构形式

2.车架宽度的确定

3.纵梁的形式、主参数的选择

4.车架的横梁及结构形式

5.车架的连接方式及特点

6.载货车辆采用铆接车架的优点

四、车架的计算

1.简单强度计算分析

2.简单刚度计算分析

3.CAE综合分析

五、附表

2000年7月1日

1

一、整车对车架的要求

车架是整车各总成的安装基体，对它有以下要求：

1.有足够的强度。要求受复杂的各种载荷而不破坏。要有足够的疲劳强度，在大修里程内不发

生疲劳破坏。

2.要有足够的弯曲刚度。保证整车在复杂的受力条件下，固定在车架上的各总成不会因车架的

变形而早期损坏或失去正常工作能力。

3.要有足够的扭转刚度。当汽车行使在不平的路面上时，为了保证汽车对路面不平度的适应性，

提高汽车的平顺性和通过能力，要求车架具有合适的扭转刚度。对载货汽车，具体要求如下：

3.1车架前端到驾驶室后围这一段车架的扭转刚度较高，因为这一段装有前悬架和方向机，如刚

度弱而使车架产生扭转变形，势必会影响转向几何特性而导致操纵稳定性变坏。对独立悬架的车

型这一点很重要。

3.2包括后悬架在内的车架后部一段的扭转刚度也应较高，防止由于车架产生变形而影响轴转

向，侧倾稳定性等。

3.3驾驶室后围到驾驶室前吊耳以前部分车架的刚度应低一些，前后的刚度较高，而大部分的变

形都集中在车架中部，还可防止因应力集中而造成局部损坏现象。

4.尽量减轻质量，按等强度要求设计。

二、车架的受力情况分析

1.垂直静载荷：

车身、车架的自重、装在车架上个总成的载重和有效载荷（乘员和货物），该载荷使车架产生

弯曲变形。

2.对称垂直动载荷：

车辆在水平道路上高速行使时产生，其值取决于垂直静载荷和加速度，使车架产生弯曲变形。

3.斜对称动载荷

在不平道路上行使时产生的。前后车轮不在同一平面上，车架和车身一起歪斜，使车架发生

扭转变形。其大小与道路情况，车身、车架及车架的刚度有关。

4.其它载荷

4.1汽车加速和减速时，轴荷重新分配引起垂直载荷。

4.2汽车转弯时产生的侧向力。

4.3一前轮撞在凸包上，车架水平方向上产生箭切变形。

4.4装在车架上总成（方向机、发动机、减振器）产生的作用反力。

4.5载荷作用线不通过纵梁的弯曲中心（油箱、悬架）而使纵梁产生局部受扭。

因此车架的受力是一复杂的空间力系，纵梁和横梁截面形状和连接的多变多样，使车架的受

载更复杂化。车架CAE分析时一轮悬空这种极限工况，即解除一个车轮的约束，分析车架弯扭组

合情况下的最大应力。

2

普通载货汽车车架的弯矩图如下：

三、车架的结构分析

1.车架的基本结构形式

边梁式（载货车、大客车常用结构）

框式周边式（复杂的边梁式，越野车、轿车常用）

车架X型式（X型横梁，抗扭性能强）

脊梁式（抗扭性能好）

综合式（前后框式、中间脊梁式）

目前公司各种车架基本都是边梁式车架。

2.车架宽度的确定

车架的宽度主要由前后轮距确定的，确定车架的宽度按以下原则进行：

①车架前部宽度主要考虑前轮的最大转角，选用成型的方向机要考虑方向机的安装，有时结合驾

驶室的安装统一考虑。

②车架中部的宽度要考虑发动机及发动机附件（排气管、变速操纵杆）的安装。

③为考虑高速车的稳定性，希望增加车架后部宽度，以便能加大后簧托距。如BJ1027A和CA1026

的托距都很大。

④对双胎车，车架后部宽度取决于轮胎、板簧、车架三者的间隙。

⑤从简化工艺的角度看，最好做成前后等宽，对低价位的产品，这一点很重要。

⑥考虑标准的要求，我国汽车专业标准规定中型载