基于应变测试矿用汽车车架结构优化设计分析.pdf

机械设计与制造第4期

234MachineryDesignManufacture2024年4月

基于应变测试矿用汽车车架结构优化设计分析

李伟，杨晨

（郑州科技学院机械工程学院，河南郑州450064）

摘要：矿用铰接车采用液压举升机构实现货物卸载，受力情况复杂，对车架结构影响大且要求高。针对某自卸车后车架

和货箱在不同运行条件下的承载特性进行分析，获取各工况的载荷情况和边界条件；根据前述分析，建立后车架和货箱

的有限元分析模型，选取多个典型工况开展分析，获取应力应变的分布情况；采用材料升级、圆角优化及焊接工艺提升

等，针对应力集中和较大位置进行优化设计，降低应力值，保证安全裕度满足要求；采用直角应变测试法，针对实际自卸

车车架开展应力测试，在分析的关键位置布置应变片，选取典型工况开展测试，并与仿真结果开展对比。结果可知：自卸

车铰接点和液压举升缸鹅颈支撑处应力较大，并且出现了应力集中，但均在许可范围之内；采用厚度提升、直径增大及焊

接工艺提升等方法，有效提升应力分布，最大值明显降低；实车测试和仿真分析，满载工况应力分布基本一致，最大值误

差低于5.8%；优化后结果明显低于优化前；结果表明分析模型和优化方法的可靠性，为此类分析设计提供参考。

关键词：铰接车；车架；满载工况；有限元模型；应变测试；结构

中图分类号：TH16；TP391.7；U463.32文献标识码：A文章编号：1001-3997（2023）04-0234-04

StructuralOptimizationDesignandAnalysisof

MiningTruckFrameBasedonStrainTest

LIWei，YANGChen

（CollegeofMechanicalEngineering，ZhengzhouUniversityofScienceTechnology，

He’nanZhengzhou450064，China）

Abstract：Thehydraulicliftingmechanismisadoptedforthearticulatedminingtrucktorealizetheunloadingofgoods.The

stressconditioniscomplex，whichhasagreatimpactontheframestructureandhighrequirements.Theloadcharacteristicsofthe

rearframeandcontainerofadumptruckunderdifferentoperatingconditionswereanalyzed，andtheloadconditionsandbound⁃

aryconditionsundervariousworkingconditionswereobtained.Accordingtotheaboveanalysis，thefiniteelementanalysismodel

oftherearframeandcontainerwasestablished，andseveraltypicalworkingconditionswereselectedforanalysistoobtainthedis⁃

tributionofstressandstrain.Throughtheuseofmaterialupgrading，filletoptimizationan