基于比利时路的某牵引车车架疲劳分析

白素强　聂成刚　赵莉

摘要： 为分析某牵引车在比利时路上的车架疲劳，建立该牵引车整车多体动力学模型。将试验测得的车轮六分力加载到模型中进行仿真分析，并与试验结果对比，验证模型的可信性。提取多体动力学仿真结果中的车架载荷历程，基于模态应力恢复理论对车架进行疲劳分析，预测车架疲劳寿命。仿真结果表明该分析方法可作为车架疲劳分析的有效手段。

关键词：车架； 疲劳； 比利时路； 模态应力恢复； 车轮六分力； 整车试验； 有限元

中图分类号： U463.321；TB115.1

文献标志码： B

Abstract：To analyze the fatigue of a tractor frame on Belgian road， the multi-body dynamics model of the tractor is built. The six component force of wheel measured by experiment is loaded into the model for simulation analysis， and the credibility of the model is verified by comparing with the test results. The frame load history in multi-body dynamic simulation results is extracted. The frame fatigue analysis is performed based on modal stress recovery theory and the frame fatigue life is predicted. The simulation results show that the analysis method can be used as an effective method for frame fatigue analysis.

Key words：frame； fatigue； Belgian road； modal stress recovery； six component force of wheel； automobile test； finite element

0 引 言

车架是车辆的主要承载结构，支撑着驾驶室、发动机、油箱和蓄电池等部件，车架的疲劳特性直接影响整车的行驶安全性和使用耐久性[1]，因此及时预测车架疲劳寿命，防止车架疲劳破坏十分重要。

本文以某牵引车车架为主要研究对象，通过试验场实车试验，获取试验场比利时路相关试验数据，包括车轮上的六分力、轮心处加速度、悬架位移，以及前轴和后桥所在位置车架纵梁上的加速度等。基于Adams/Car建立该车整车多体动力学模型，车架设为柔性体，将试验获得的比利时路车轮六分力加载到多体动力学模型中进行仿真分析，并将轮心处加速度、悬架位移，以及前轴和后桥所在位置车架纵梁上的加速度等的仿真值与试验值进行对比，结果表明两者基本吻合，验证模型的可信性。提取多体模型中车架的载荷历程，基于模态应力恢复法分析车架及相关附件的疲劳寿命和危险区域，为车架及相关附件的改进奠定基础。……