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重型貨車是貨物運輸?shù)闹饕煌üぞ撸{駛室是其關鍵總成，它不僅可以給駕駛員提供舒適的駕駛環(huán)境，也能為乘員提供一定程度的保護。重型貨車的行駛環(huán)境相對比較惡劣，承受載荷形式復雜，而且變化劇烈，行駛過程中，駕駛室由于受到發(fā)動機的振動激勵、路面的沖擊以及傳動系的振動等各種不同振源的激勵而產(chǎn)生振動。由于重型貨車經(jīng)常要長時間連續(xù)行駛，其駕駛室的強度分析和剛度分析就尤為重要。
目前，國內對重型貨車的駕駛室強度開展了較為廣泛的研究，中國汽車工程研究院根據(jù)商用車ECE-R29法規(guī)，對某重型貨車駕駛室進行頂壓、前壓、后壓工況的仿真，在保證貨車安全性的同時，根據(jù)應力分布對駕駛室零件進行優(yōu)化設計。重慶大學張志飛等對某重型商務用車進行了模態(tài)分析，通過合理添加不同厚度加強板提高駕駛室的1階模態(tài)頻率和駕駛室剛度，北京林業(yè)大學程銘等對載貨汽車駕駛室的扭轉工況進。
本研究利用三維建模軟件CATIA建立某重型貨車駕駛室的模型，采用有限元分析軟件ANSYS Workbench對其進行彎曲、扭轉分析以及模態(tài)分析，針對應力集中和變形較大的部分提出改進意見。
建模過程中建立非關鍵結構模型，不僅增加建模難度和單元數(shù)目，而且會使有限元模型的單元尺寸變化過于劇烈，導致計算精度的下降。因此，在建模過程中需要將駕駛室結構進行簡化，忽略掉駕駛室上對整體剛度強度影響不大的開口、小孔、小凸臺等結構。
在貨車的行駛過程中，對稱垂直載荷、非對稱垂直載荷、縱向載荷與橫向載荷可以同時產(chǎn)于車身結構起決定性作用是引起彎曲和扭轉的垂直載荷。
彎曲工況是乘員質量對車身的彎曲作用，利用靜彎曲分析車身結構的實際強度。在彎曲工況計算過程中，對駕駛室前后四個懸置點分別施加六個自由度的約束，在駕駛室地板上座椅安裝的位置施加均布載荷。
車身變形最嚴重的工況是在汽車低速通過不平路面扭轉時產(chǎn)生的，這種扭轉工況下的動載荷變化得很緩慢，慣性載荷也很小，對其分析可采用靜態(tài)扭轉。在扭轉工況計算過程中，對前端兩個懸置點分別施加六個自由度的約束，后端兩個懸置點施加等大反的豎直方向集中力，最大負荷為滿載駕駛室的質量，由乘員滿載質量、駕駛室質量、座椅臥鋪以及附件重量組成，約為7262 N 扭轉工況的應力云圖和變形云圖如圖所示。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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