1、工程車輛車架特性分析與結構改進1、背景介紹車架是車輛的安裝基礎，支撐發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，承載來自發(fā)動機及地 面的激勵。車架剛度不好，引起各部件相對位置發(fā)生變化，進而導致結構開裂或者 零部件失效該型號車架已經(jīng)在外發(fā)生部分開裂，并且故障數(shù)越來越多，不僅帶來大量經(jīng)濟損 失，而且已引起部分客戶抱怨，危害企業(yè)品牌；112、主車架有限元建模及求解建立的車架有限元模型如圖2所示，單元總數(shù)171472，節(jié)點總數(shù)178577。取鋼材彈性模量210Gpa、泊松比0.3、密度7850kg/m3。階數(shù)固有頻率振型描述18.33一階縱向扭轉210.45一階橫向彎曲321.81二階橫向彎曲427.79一階垂向彎曲

2、533.98二階縱向扭轉223、模態(tài)試驗分析利用Test.Lab進行車架的模態(tài)試驗時，通過激振器或力錘對被測車架施加激勵，同時由傳感 器測量車架上選定測點的加速度信號和力錘產(chǎn)生的力信號。兩路信號FFT處理得到各個測點的 頻率響應函數(shù)，最后擬合得到被測物體的固有頻率、振型、阻尼比等模態(tài)參數(shù)。LMS測試設備33LMS激振器試驗方法激勵方式約束方式方法1力錘激勵輪胎支撐方法2激振器法輪胎支撐方法3力錘激勵軟繩懸掛軟繩懸掛力錘激勵激振器激勵44根據(jù)激勵方式及約束方式，采用 三種方法進行車架模態(tài)試驗，確定最 適合車架的模態(tài)試驗方法。輪胎支撐3、模態(tài)試驗分析車架測點位置示意圖部分測點實際位置55車架縱梁及

3、縱梁與橫梁連接位置均布傳感器，共40個測點。3、模態(tài)試驗分析SANY GROUP三種試驗方法的模態(tài)頻率與有限元法對比1. 激振器法和錘擊 法結果相差不大，都能 用于車架模態(tài)試驗；2.軟繩懸掛優(yōu)于輪 胎支撐， 輪胎支撐剛 度過大， 導致車架剛 體模態(tài)頻率超過8Hz；3. 有限元值高于試 驗值，判斷是由于實際 車架長度比有限元模型 長(實際車架測量長度 8050 mm，有限元車架模 型長度7850 mm)。3、模態(tài)試驗分析6WWW.SANYGROUP.COM6車架有限元模態(tài)頻率與試驗模態(tài)頻率相對誤差在10%以內，表明有限元分析結果與試驗結 果是可信的，能夠反映結構的動態(tài)特性。分析0車架有限元模態(tài)頻

4、率與試驗模態(tài)頻率對比40302010頻率(Hz)有限元模態(tài)頻率8.5912.8326.0927.9336.36試驗模態(tài)頻率8.2212.2325.3727.3135.49一階縱向一階橫向二階橫向一階垂向二階縱向 扭轉彎曲彎曲彎曲扭轉3、模態(tài)試驗分析774、整改驗證88該車使用6缸四沖程發(fā)動機，怠速時轉速控制在520550r/min之間，對應 的發(fā)動機點火頻率在2627.5Hz之間。車架的第四階固有頻率27.75Hz與 發(fā)動機點火頻率非常接近，因此該工程車輛的車架在怠速情況下可能出現(xiàn)共 振現(xiàn)象。該工程車輛屬于專用車輛，在常用車速下，由路面不平引起的激勵頻率，一 般城市路面為13Hz,未鋪裝路面多

5、在10Hz以下8-9。該車車架第一、二 階固有頻率分別為8.48Hz、10.67Hz，均在此頻率范圍內，因此該工程車 輛在行駛過程中可能會發(fā)生整車共振現(xiàn)象。4、整改驗證該車架已投產(chǎn)，結構整體布局已定，縱梁形狀和橫梁基本位置無法改變，主要考慮 改變橫梁截面形狀。根據(jù)分析可知車架：車架第二、四和第六橫梁剛度較弱，位移變形 較大，主要對此三橫梁進行結構改進。改進后結構原結構中第二、四、六橫梁結構形狀99第5階模態(tài)振型 43.49Hz1010第4階模態(tài) 36.31Hz第3階模態(tài) 30.58Hz第2階模態(tài) 13.88Hz第1階模態(tài) 12.99Hz4、整改驗證改進后車架結構的前5階固 有頻率均有提高，避開了發(fā)動 機怠速運轉時的點火頻率（2627.5Hz）；第一階固 有頻率提高至12.99Hz，也 避開了