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摘要：论文的目的是在最大剪切应力、等效应力和最大负载条件下底盘挠度的约束下，为 Eicher E2 TATA 卡车梯子底盘找出最佳材料和最合适的横截面。目前用于制造公共汽车和卡车的梯子底盘是C和I截面型，由钢合金（奥氏体）制成。在我国，每天都有多余的乘客乘坐公共汽车，因此底盘/车架总是存在故障/断裂的可能性。因此需要具有高强度横截面的底盘，以最大限度地减少设计中的安全因素等故障。在目前的工作中，我们以更高的强度为主要问题，因此对TATA Eicher E2（型号11.10）卡车的现有车辆底盘尺寸进行分析，材料为ASTM A710钢，ASTM A302合金钢和铝合金 6063-T6 承受相同的载荷。通过考虑三种不同的横截面，即 C、I 和矩形盒（空心）型横截面，对不同的车辆底盘进行了建模。本论文要解决的问题是使用合适的CAE软件对梯形底盘进行设计和分析。该报告是针对刚度和强度约束的汽车底盘优化所做的工作。建模使用 Catia 完成，分析使用 Ansys 完成。底盘的悬垂计算应力和挠度分析与分析软件获得的结果进行比较。同时对汽车底盘的焊接进行了分析。

关键词：汽车底盘，底盘载荷，建模，结构分析。

底盘被认为是汽车的重要结构之一。它是支撑车身和动力传动系的框架。各种机械部件，如发动机和传动系统、包括车轮在内的车桥组件、悬架部件、制动器、转向部件等，都用螺栓固定在底盘上。底盘提供支撑不同车辆部件和有效载荷所需的强度，并有助于保持汽车的刚性和刚度。因此，底盘也是整个安全系统的重要组成部分。此外，它还确保整个汽车的噪音、振动和粗糙度都处于低水平。底盘应足够坚固以承受冲击、扭曲、振动和其他应力。除了强度之外，一个重要的考虑因素是底盘设计具有足够的弯曲和扭转刚度，以获得更好的操控特性。因此，强度和刚度是底盘设计的两个重要标准。承载结构是底盘，因此底盘的设计必须能够承受来自它的载荷。

1.使用ANSYS WORKBENCH进行底盘有限元分析

具有 C、I 和矩形箱型横截面的梯形底盘的几何建模是使用 CATIA 完成的。底盘模型保存为IGES格式，可直接导入ANSYS工作台。导入到 Ansys Workbench 的模型。

1.1网格划分和边界条件

网格划分是在具有 3504 个节点和 10282 个四面体单元的模型上完成的。卡车底盘模型由来自卡车车身和负载的静力加载。对于该车型，卡车加车身的最大装载重量为 10，000 公斤。载荷假定为从最大载荷重量除以底盘大梁总长度得到的均匀分布。

1.2梯形底盘结构分析

梯形底盘有限元模型在 Y 方向载荷下的线性有限元结构分析采用三种不同的横截面——“C”、矩形框和“I”型横截面。此外，三种不同类型的材料 - ASTM A710 钢、ASTM A302 合金钢和铝合金 6063-T6 分别用于分析底盘的三个横截面。

1.3 结果参数

2.汽车底盘的焊接

焊接预处理已被要求，以确保生产的焊缝的质量是足够的。特别是，表面已清除油或其他液体，并且由于铝合金焊接容易产生多孔，因此确保基材不含水分。此外，已使用50°C的预热温度。这种预热对于驱除冷凝和湿气很有用。此外，电极已妥善存放以保持干燥。否则，潮湿的电极可能会导致开裂或气孔。因为管子的厚度很薄，所以不需要倒角。此外，在焊接过程之前，管子已正确放置在焊接夹具台中，以便准确焊接。

已选择钨惰性气体 （TIG） 来焊接底盘管。原则上，使用气体保护金属电弧焊工艺的铝合金的可焊性非常好。此外，TIG 焊接方法通常用于在所有焊接位置焊接有色金属的薄截面。由于它相对较慢，因此它对于焊接管具有高度的机动性。它可以实现出色的熔深控制，并且可以产生出色的焊缝。由于电流通过脚踏板或电子控制逐渐减小，因此可以轻松填充焊接端接坑。铝合金基材的经济可焊接厚度范围为 0.6 至 4.0 毫米。因此，由于基材的厚度为 1.5 毫米，TIG 方法对于当前的应用是经济有效的。此外，这种工艺通常选择用于需要小公差的工程应用;因此，它适用于空间框架底盘结构。钨惰性气体方法的其他优点是低热输入、稳定的电弧操作、热输入和沉积效率的单独控制、良好的焊缝表面无飞溅和间隙桥接能力。

结语

在目前的工作中，使用 ANSYS 14.5 软件对塔塔涡轮卡车的梯形底盘车架进行了分析。 从结果可以看出，矩形箱形截面比 C 和 I 截面类型的梯形底盘具有更高的强度。 矩形箱形横截面梯形底盘的挠度最小，即 2.96 mm，铝合金 6063-T6 的最小 Von Mises 应力和最大剪切应力，即 54.31MPa 和 5.98MPa 在所有三种不同横截面的底盘中 . 有限元分析被有效地用于解决设计阶段的概念化和制定。 根据目前工作的分析结果，可以得出以下结论。

参考文献

Vishal Francis， et al， “Structural Analysis of Ladder Chassis Frame for Jeep Using Ansys”， International Journal of Modern Engineering Research， ISSN： 2249-6645， Volume 4， Issue 4， April 2014.