基于惯性释放理论及子模型法的平衡轴支架优化

王康,沈保山,刘治彩

(无锡职业技术学院,江苏无锡 214000)

0 引言

平衡轴支架连接着车架与平衡轴总成(图1)，承载着来自车身以及地面的各向复杂力，其可靠性直接影响到车辆的稳定性和安全性[1-3]，对行驶路况差、超载严重的重卡自卸车更为重要。而对其进行强度分析和优化是提升平衡轴支架可靠性的重要手段。文献[4]通过建立中、后轴及平衡轴总成有限元模型、约束轮胎接地点，对其进行了转弯和制动工况的强度计算。为了反映各工况下轮核的转移及车架刚度对该部件的影响，文献[5]通过建立整车有限元模型、约束轮胎接地点，对其进行了较为全面的五工况强度计算及优化。为解决轮胎接地点等约束点反力及反力矩对结构实际受力状态[6]的影响，避免造成应力结果奇异，文献[7-9]对惯性释放原理在结构分析中的应用进行了研究，提升了边界设定的合理性。为体现部件间接触关系对部件强度的影响，文献[10]利用Gap单元线性计算法近似模拟了部件间接触关系。以上研究虽然在工况、边界等方面提升了部件强度计算的合理性，但均未真正实现部件间接触非线性关系的模拟，将对大接触刚度区域的应力计算结果产生较大影响。

图1 平衡轴在整车中的结构位置

在6x4自卸载货车中，平衡轴处承载了整车3/2以上的载荷，设计时对车架该区域着重进行了局部加强，增大了平衡轴支架与车架的接触刚度。为了提高平衡轴支架强度计算结果的……