非公路自卸车车架强度分析方法

技术领域

本发明涉及车辆设计领域。更具体地说，本发明涉及一种非公路自卸车车架强度分析方法。

背景技术

根据市场需求，非公路自卸车产品吨位不断加大，并且该类车型均在恶劣的矿区环境下作业，为核心承载件的车架可靠性带来极大考验。而车架可靠性验证最节约成本且有效的方法是对其进行强度耐久虚拟仿真分析，找出车架设计中强度不足的位置，并进行局部优化，后实车跟踪验证。但是车架强度仿真分析时，需要分析的工况多、载荷量大、约束难以确定、运算时间长，而且每个工况下的数据导入均需要工作人员操作，导致工作人员工作时间长，容易出错，因此车架强度分析结果容易得出错误结论，进而指导出错误的设计，为车架可靠性带来极大隐患。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种非公路自卸车车架强度分析方法，可实现非公路自卸车车架强度分析更简单、高效、可靠的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种非公路自卸车车架强度分析方法，其包括：

建立非公路自卸车车架的有限元分析模型；

编辑载荷脚本文件，所述载荷脚本文件中包含多种工况的载荷数据，每一工况的载荷数据对应一个载荷编号；

编辑工况脚本文件，所述工况脚本文件中包含多种工况信息，每种工况信息包括该工况对应的载荷编号；

编辑强度分析脚本文件，所述强度分析脚本文件包含静态求解方法以及虚拟约束方法，且所述强度分析脚本文件加载有所述非公路自卸车车架的有限元分析模型、载荷脚本文件和工况脚本文件；

将强度分析脚本文件提交至求解器中得到非公路自卸车车架强度分析结果。

优选的是，所述非公路自卸车车架的有限元分析模型中：车架纵梁和衬梁间建立有GAP单元；安装于车架上的多个总成均在各自的质心位置建立有mass单元，每个mass单元赋予其对应的总成实际质量，每个mass单元与车架安装点间用rbe3单元连接；车架与底盘连接的支架位置分别建立有rbe2单元。

优选的是，所述非公路自卸车车架的有限元分析模型中，rbe2单元的主节点配置有便于识别的节点编号；所述载荷脚本文件中，每一工况的载荷数据中的载荷配置有其对应加载节点的节点编号。

优选的是，载荷脚本文件按hypermesh中对force和moment的格式要求进行编辑，每一工况的载荷数据来源于该工况下的整车动力学取载。

优选的是，所述每种工况信息还包括该工况名称和该工况编号。

优选的是，所述强度分析脚本文件中的虚拟约束方法为惯性释放算法。

优选的是，所述求解器为optistruct求解器或nastran求解器。

优选的是，还包括：在hyperview后处理器中查看所述求解器得到的结果文件，所述结果文件为h3d和/或op2格式。

本发明至少包括以下有益效果：本发明通过编辑载荷脚本文件和工况脚本文件，使多种工况的载荷数据集中于一个脚本文件中，使多种工况信息集中于另一个脚本文件中，在进行车架强度分析时，强度分析脚本文件就可以将多种工况的载荷数据和多种工况信息一次性导入，相比于现有车架强度分析方法，工作人员再无需长时间分批次导入数据进行仿真计算，分析过程更简单、高效、可靠。本发明还通过采用惯性释放的虚拟约束方法，使得车架强度分析结果在保持准确度的情况下，避免了现有技术中节点约束难以确定的问题。另外，本发明通过结合非公路自卸车车架实际结构建立的车架有限元分析模型，能更加准确的模拟车架在不同工况、载荷下各部分的应力情况。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述方法的实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图和实施例所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例方案应用于车架有限元分析设备中，所述车架有限元分析设备可以包括：处理器，例如中央处理器，通信总线，用户接口，网络接口，存储器。其中，通信总线用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口可以包括显示屏、输入单元比如键盘，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器可以是高速的随机存取存储器，也可以是稳定的非易失性存储器，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。作为一种存储介质的存储器中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车架有限元分析程序。

在车架有限元分析设备中，网络接口主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口主要用于与用户进行数据交互；所述车架有限元分析设备通过处理器调用存储器中存储的车架有限元分析程序，并执行本发明实施例提供的车架强度分析方法

如图1所示，本发明实施例提供一种非公路自卸车车架强度分析方法，其包括以下步骤：

S101、建立非公路自卸车车架的有限元分析模型；

可以理解的是，本实施例的执行主体为车架有限元分析设备，所述车架有限元分析设备可以是安装有车架有限元分析程序的电脑或服务器，也可以为其他能够实现相同功能的设备，本实施例对此不加以限制。

需要说明的是，建立非公路自卸车车架有限元分析模型是通过HypermeSh软件对非公路自卸车车架进行有限元模型构建得到的模型。

进一步的，为贴近实际整车结构，我们对非公路自卸车车架有限元分析模型做了如下设置：在车架纵梁和衬梁间建立GAP单元，用于模拟接触；将安装于车架上的多个总成均在各自的质心位置建立mass单元，每个mass单元赋予其对应的总成实际质量，每个mass单元与车架安装点间用rbe3单元连接，这里多个总成包括：驾驶室总成、平台及附件总成、动力总成、电瓶箱总成、油箱总成以及满载货箱总成等；车架与底盘连接的支架位置分别建立rbe2单元，并在rbe2单元的主节点配置有便于识别的节点编号。

S102、编辑载荷脚本文件，所述载荷脚本文件中包含多种工况的载荷数据，每一工况的载荷数据对应一个载荷编号；

这里工况是指非公路自卸车的运行状况，具体可包括：匀速行驶工况、加速工况、制动工况、转向工况及扭转工况等等。

每一工况的载荷数据来源于其对应工况的整车动力学取载。

具体的，载荷脚本文件按hypermesh中对force和moment的格式要求进行编辑，每一工况的载荷数据中的载荷配置有其对应加载节点的节点编号。

S103、编编辑工况脚本文件，所述工况脚本文件中包含多种工况信息，每种工况信息包括该工况对应的载荷编号；

进一步的，每种工况信息还可以包括该工况的工况名称和工况编号。

S104、编辑强度分析脚本文件，所述强度分析脚本文件包含静态求解方法以及虚拟约束方法，且所述强度分析脚本文件加载有所述非公路自卸车车架的有限元分析模型、载荷脚本文件和工况脚本文件；

具体的，所述强度分析脚本文件中的虚拟约束方法可以为惯性释放算法。

S105、将强度分析脚本文件提交至求解器中得到非公路自卸车车架强度分析结果。

具体的，所述求解器可以为optistruct求解器或nastran求解器。

进一步的，本实施例的方法还可以包括：在hyperview后处理器中查看所述求解器得到的结果文件，所述结果文件为h3d和/或op2格式。

另外需要说明的是，本发明所指出的车架强度分析方法，其中工况脚本文件和强度分析脚本文件具有通用性，可用于其他同类车架或者结构件的强度分析，而非公路自卸车车架的有限元分析模型，需要根据车型的不同重新建立分析对象的有限元分析模型，载荷脚本文件则需要根据分析对象重新进行动力学取载，并对载荷脚本文件中的force和moment按动力学取载结果进行替换方可进行强度分析。

本发明所指出的车架强度分析方法，已在公司非公路自卸车的车架强度分析中得到应用，强度分析结果能够反映车架设计中强度不足的部位，并与实车实际出现的故障的问题一致。经对其进行适当优化后，该产品已经在市场验证一年时间并无故障。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。