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某重卡商用車車門(全開)垂向剛度分析規范

圖2 一階彎曲模態 1.3 車門垂向剛度分析車門的垂向剛度是衡量車門結構性能的一個重要指標，若垂向剛度不足將導致車門變形，影響開閉，嚴重情況將導致車門失效[4]。根據主機廠要求，在門鎖處加載1 000 N垂直向下的力，約束門安裝鉸鏈處6個方向的自由度。在HyperView中查看計算結果，顯示門鎖處的垂向位移為1.63 mm，如圖3所示。

鐵路拉伸工況：模擬列車運行時變速工況，作用載荷：垂向總載荷、側向力和縱向拉伸力。鐵路壓縮工況：模擬列車運行時制動工況，作用載荷：垂向總載荷、側向力和縱向壓縮力。因公鐵兩用車編組時沒有調車作業，不考慮TB/T 3550.2規定的第二工況。公鐵兩用半掛車車架計算各工況見表1。車架制造材料的力學性能及許用應力標準，如表2所示。

Case2 加載剛度(見圖7) 門鎖口位置向外施加560N 的力;目標值 Y 向位移小 于1.5mmCase3 垂直剛度(見圖8) 鉸鏈處約束12345自由度,鎖芯出約束123自由度; 垂直向下施加900N 的力;目標位移<9mmCase4 外板帶線剛度(見圖9)鉸鏈處約束12345自由度,鎖芯出約束123自由度; 垂直向外540N 的力;目標<7mm

因此，本節基于MSC Nastran進行機翼油箱無油情況下的模態分析，分析機翼動特性。表2給出機翼主要振動模態頻率。機翼的前三階模態振型分別為垂向彎曲、弦向彎曲和扭轉模態，前三階模態分布與V-22傾轉旋翼機振動測試模態一致，模態頻率與其測試數據具有較好的一致性，表明所建立的傾轉旋翼機機翼有限元分析結果的可靠性，模型具有較高的可信度。

[6] 霍孝波.基于新型板材的汽車車門輕量化優化設計[D].大連:大連理工大學,2013.[7] 張江峽,袁敏,陳麗珺,等.基于Ansys Workbench的汽車輪轂拓撲優化設計[J].內江科技,2021,42(1):42,111.[8] 楊暢.基于拓撲優化方法的汽車傳動軸輕量化設計[D].湖北:湖北工業大學,2019.

設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。

從表5可以看出：隨著疲勞次數的增加，初始結構錐形彈簧的垂向剛度下降幅度較大，在完成200萬次疲勞試驗后，垂向剛度下降率達14.24%，已接近要求限值（垂向剛度變化率不超過±15%）；而優化結構錐形彈簧的垂向剛度下降趨勢明顯放緩，在完成全部疲勞試驗后垂向剛度下降率僅為8. 27%。可以得出優化結構錐形彈簧的垂向剛度穩定性更好，抗機械損傷能力更強。

坡度變化對輪軌垂向力方均根值影響較小，但對均值有明顯影響，圖 13 為不同線路坡度下輪軌垂向力均值統計結果，從圖中可以看出，輪軌垂向力均值隨線路坡度的增加而減小，并且 1、3 位輪對輪軌垂向力的減小量大于 2、4 位輪對。隨著線路坡度的增加，輪軌垂向力差值也增加，說明齒軌在坡道行駛時存在軸重轉移并且坡度越大軸重轉移越明顯。

3）變更外板加強板結構對車門外板抗凹性能提升明顯，使其能夠達到目標值，且變更后的外板加強板可以一定程度上提升車門的側面碰撞性能。基于經濟性的原因，增加補強膠片可以作為外板剛度進一步提升的備選方案。上述結論為后續車型開發過程中車門抗凹性能的提升奠定了基礎，為后續車門性能的深入研究提供了方向。

設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。

? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系： MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。

</p><p><br></p><p><strong>工況描述</strong></p><ol><li>截取包含前車門總成在內的1/4車模型，截斷線處全自由度約束，在車門鎖芯處建立局部坐標系，以鉸鏈軸線和鎖芯點所形成平面的法向為Y軸，全局坐標的垂向為Z向，局部坐標系原點即為鎖芯中心點，同時約束鎖芯中心點處在局部坐標系下的Y方向自由度（此處約束為防止施加預緊力時，因欠約束導致計算不收斂）。

設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。

仿真工況設置 3.1 側傾仿真工況 基于adams car roll&vertical force/length進行懸架側傾定義roll angle為±5°（繞著整車X向），定義垂向力10000N(按設計狀態或者實驗臺載荷) 測量參數： 車身側傾角（Roll Angle） 車輪外傾角（Camber Angle）

? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系： MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。

? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系： MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。

設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。

基于MSC.Nastran分析過程定義：考慮懸置系統動剛度與頻變阻尼影響，輸入如下圖：為了準確評估結果，計算隔振率，減少開發周期，需要完成下列設置：1、目前，OEM整車NVH模型規模一般都大于2000萬自由度，為了縮短計算時間，需要用到自動部件模態綜合法計算，設置如下：2、 在整車系統中，動力總成剛體模態頻率、振型的識別與確認相比于簡化剛體模型要困難

圖13 扭轉工況應力云圖 2.4.4 鐵路運行時剛度工況：車架的垂向變形為24.29 mm, 如圖14所示，小于轉向架中心距的3‰(39.92 mm),滿足剛度要求。