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重型半掛車車架應力測試分析試驗

2022-5-25 閱讀(476)

半掛車是重型貨物運輸的重要工具,隨著經濟的快速發展,半掛車的使用日益增多,質量和安全問題也越來越受到人們重視。本文主要以10噸半掛車為例,采用電阻應變法對其進行應力測試,分析車架在使用中的應力分布情況。

應力測點選擇

根據車架結構的對稱性和載荷基本對稱的情況,本次試驗以車架左側梁為主。原則上,測點選擇在車架縱橫梁節點附近截面突變處,縱梁前后交接處,以及車架中部彎矩較大區域。因此,共選61個測點,其中54個測點分布在車架左側,貼片部位在梁的翼緣或棱邊上,應變片的軸線與測點邊緣平行,距離邊緣3mm,測點的分布與位置見圖1。

重型半掛車車架.png

在左縱梁上翼面下側面共選13個點,編號為Z1-Z13左縱梁下翼面下側面共選21個點,編號為Z16-Z35(其中Z23Z25點在腹板下側面,Z24在腹板外側面)。在右縱梁下翼面下側面共選7點,編號為Z41-Z47(其中Z45在腹板下側面,Z47在腹板外側面)。橫梁左側與縱梁交接處附近共選6點,編號為H1-H6左側邊梁共選14點,編號為B1-B14其中B1-B9在橫檔與邊梁交接處附近,B10B11位于橫檔支架上,B12-B14分別在左側前、中、后邊框中部下側面。

根據靜態應變測量的結果,從上述61個測點中選擇了以下12個測點進行動態應力測試。即Z8Z23Z24Z26Z27Z32Z34Z45Z47H3H5H6

實驗儀器設備

本次試驗采用聚航科技生產的JHDY動態應變儀,儀器操作簡單,設置方便。軟件式操作,測試數據實時同步,自動保存,自動生成測試報告。

應力測試工況

滿載

裝載10噸砂石均勻布置,在平坦的水泥場地上測量車架的彎曲應力。然后將牽引車左后輪和右后輪抬高350mm,測量車架的扭轉應力。

超載

裝載15噸砂石均勻布置,并按以上要求做彎曲試驗和扭轉試驗。

動態應力測試

車輛在滿載狀態下,以20km/h速度在較差的砂石路面上行駛,用儀器記錄每個測點的應變,計算出*大應力。

應力數據分析

1. 由靜態彎曲試驗和扭轉實驗數據及應力分布曲線圖可知,車架受到靜態彎曲時,車架上、下翼面所產生的應變較小,即使在超載情況下,上翼面*大應變為-392με,下翼面*大應變為368με,所產生的部位均位于車架中部。以外*大的彎曲應變位于腹板的拐角處Z24點,為829με,其應力為182.4MPa。在正常使用條件下,具有足夠的安全系數,車架在超載情況下受到靜態扭轉時,車架上翼面產生的*大應力為-186.8MPa,車架下翼面產生的*大應力為177.8MPa,其位置與彎曲相同。同樣,在腹板的拐角處產生的*大應力為279.0MPa。此外,與彎曲不同之處是Z35測點,扭曲時也會產生較大的應力(-188.8MPa)。這是因為Z35除了承受彎曲變形外,當牽引車右后輪抬高時,縱梁左側的Z35點位于后懸架的前支點處,因此所受的壓應力就更大。

因此,在靜態狀態下受扭,對車架的設計,主要注意腹板的拐角處、車架的中部和后懸架的前支點處。這些問題都可通過選擇結構形式和改變結構尺寸來解決。

2. 除*一橫梁外,其余橫梁均承受著很高的扭轉應力,其中H5*應力為620.8MPa。已接近了材料的強度限值。因此,該半掛車抗扭強度較差。在設計中應加強橫梁的結構形式和尺寸。

3. 根據動態試驗結果可知,半掛車*大動應力點也是縱梁上*大靜應力點Z24,動態應力為122.5MPa。除Z32Z34H3三個點以外其余均在100MPa左右。因此,由試驗結果可知,該半掛車在一般的砂石路面上行駛所產生的動應力均遠小于材料的屈服限制。當在超載情況下,行駛在凹凸不平的壞路上時產生的應力就很大,導致車架受損。



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