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微型車的車架屬于承載式，除了擔(dān)負(fù)的乘員載荷外，另外還需要承受各種負(fù)載的作用。由于微型車用戶使用的隨意性，車輛常超載使用，工作條件不理想，加上它的售價(jià)不可能太高，因此微型車車架既要保證質(zhì)量又不能造價(jià)太高，所以設(shè)計(jì)顯得非常重要，而判斷微型車車架結(jié)構(gòu)是否合理的一個(gè)重要因素則是其強(qiáng)度分析指標(biāo)。
近年來，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用大型有限元軟件建立車架有限元模型，進(jìn)行強(qiáng)度分析，完成微型車輛的優(yōu)化設(shè)計(jì)，已經(jīng)是各大汽車公司普遍采用的一種分析手段。國(guó)內(nèi)外汽車公司和科研機(jī)構(gòu)在車架強(qiáng)度分析方而也取得了不少成就。但他們采用的強(qiáng)度分析方法多是應(yīng)用有限元技術(shù)結(jié)合測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)車架典型工況進(jìn)行靜態(tài)分析，在此基礎(chǔ)上乘以動(dòng)荷系數(shù)、安全系數(shù)來校核車架強(qiáng)度。而實(shí)際上，車輛在行駛工作狀態(tài)主要承受動(dòng)載荷，破壞形式多數(shù)是疲勞破壞，其強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)著重考慮疲勞強(qiáng)度，如果僅僅以靜載荷乘以動(dòng)荷系數(shù)、安全系數(shù)的方法校核車架強(qiáng)度，往往會(huì)使車架在某一情況下疲勞強(qiáng)度過大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保守，而另一情況下又因?yàn)槠趶?qiáng)度不足而發(fā)生車輛結(jié)構(gòu)的早期斷裂。而疲勞強(qiáng)度的獲取往往需要做大量的疲勞實(shí)驗(yàn)，對(duì)于車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說是昂貴和不符合實(shí)際的。因此需要一種適合設(shè)計(jì)的車架強(qiáng)度分析方法。
車架強(qiáng)度分析應(yīng)從理論和有限元計(jì)算出發(fā)，分析車架靜動(dòng)態(tài)典型工況的應(yīng)力和變形情況，對(duì)車架進(jìn)行靜應(yīng)力測(cè)試及特征路而的動(dòng)態(tài)測(cè)試，掌握車架受力的情況和特征路而下的動(dòng)應(yīng)力情況，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，再通過類比成熟車型，按照高應(yīng)力出現(xiàn)的概率，分析判斷新設(shè)計(jì)的車架強(qiáng)度是否合格。以某型微型車車架設(shè)計(jì)為例進(jìn)行強(qiáng)度分析，其中各車型表示用作類比參考的經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn)的成熟車型。
靜態(tài)強(qiáng)度分析首先是應(yīng)用有限元技術(shù)分析車架受力情況，主要考慮滿載時(shí)彎曲工況和彎曲扭轉(zhuǎn)工況的受力情況，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在靜態(tài)應(yīng)力較大位置和在動(dòng)態(tài)時(shí)可能出現(xiàn)大應(yīng)力的位置貼應(yīng)變片，同時(shí)也兼顧車架的其他部位，按一定間隔貼上應(yīng)變片。圖所示為車架主梁上部分應(yīng)變片的貼片位置。
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