所谓有限元分析,是指分析设计的各个方面,如大小、形状、制造成本、自然频率、材料性能等,达到满足设计条件的目的。有限元分析真正的普及,主要得益于电子计算机的迅速发展。可以说有限元和计算机是分不开的。现如今,产品的结构越来越复杂,如果依赖于人工进行有限元分析,计算量将使一个天文数字,无法完成,而且结果与实际相差甚远。但是运用有限元分析软件增加了运算速度,提高了结果的精度。
传统的车架设计,主要是根据设计人员的经验来进行设计,只是进行了简单的静、动力分析,对不满足要求的地方进行修改,致使车架结构冗杂,车架变得厚重,整体性能变差。运用计算机的有限元分析则可以将车架离散化进行拓扑分析,使每一部分都做到设计合理,在减轻了车架自重的同时也使车架整体结构达到最优。
1.2 半挂车运输现状
据最新的统计数据显示,目前国内半挂车销量占专用车销量的比重不断加大。经过长期发展,半挂车产品在技术上取得了长足的进步,但是,在产业一片大好的情况之下,我们要认识到半挂车行业仍然存在的不足之处。在与其他专用车相比,低技术、工艺单一仍然是半挂车的短板。这一特性使得该行业准入门坎非常低,许多企业把投资的目光转向这一行业,由于短时间内大量企业的加入,一些问题也随之出现:没有任何制造资质的非正规厂家滥竽充数,导致产品粗制滥造,拉低了半挂车行业的整体质量;半挂车行业缺少监管及行业标准,致使非正规企业产品由于价格低而迅速抢占市场;用户不清楚各类半挂车的运输货物类别,导致半挂车使用不当,减短了半挂车的使用寿命。
1.3 半挂车运输优势
    目前货物运输的重要方式是半挂汽车运输。半挂汽车相比于航空铁路等其他运输方式,拥有不可比拟的优势,可以实现点与点之间的直达运输,并可以甩挂运输,好处就在于当半挂车无法卸货时,牵引车仍能不间断使用,提高了车辆的周转率。半挂汽车运输已逐步普及并成为主要的货物运输方式。此外,半挂车可以促进公路运输的综合经济效益,所以国内许多物流企业选用半挂车作为主要运输方式。据数据显示,半挂车运输效益至少提高 ,成本降低 。
1.4 半挂汽车运输的发展前景
随着我国基础建设的不断深入发展,其中,公路运输网络的建设速度尤为迅速,公路网络达到了全方位、多角度覆盖。在这种情况下,运输市场竞争,就是运输效率的竞争。汽车运输离不开半挂车的使用,这就使半挂车的需求量不断加大。由于半挂车的诸多优点,企业在较之铁路、水路运输是更愿意选择半挂车这种高效的运输方式。而且,随着生产技术的不断更新,各个企业的产能在不断扩大,产品销往各地,地域跨度大,短时间内很难实现货物装卸,这就用到了半挂车甩挂运输。
1.5 课题研究方法和技术路线
1.5.1 研究方法
首先收集资料和实例对半挂车车架结构进行合理的结构设计。通过理论载重量及车架的长度、转向轴的位置、轮胎位置来计算设计半挂车车架的总体结构,通过有限元软件对已设计的车架结构进行分析优化,验证设计的结构是否合理,如有不合理的地方进行修改 以满足其结构设计要求。
1.5.2 技术路线
1.收集、查阅、整理并分析相关资料及工程实例,制定车  架结构方案;
2.根据实际应用要求设计半挂车车架结构;
3.应用Pro/E绘制车架三文实体模型并将车架的三文模型导入有限元分析软件,对车架各参数进行分析,验证极限状态下车架结构是否满足设计要求,优化车架各结构参数;
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