混凝土搅拌运输车副车架结构模态分析

李金伟1，朱龙龙2，付祥云3，刘大维1

(1.青岛大学 机电工程学院，山东 青岛266071)

(2.南车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛266111)

(3.中国重汽集团青岛重工有限公司，山东 青岛266031)

    车架结构模态是影响车辆结构动态特性的主要因素，采用有限元方法是获得车架结构模态的简便有效的方法。应用HyperMesh有限元分析软件计算某后卸料混凝土搅拌运输车副车架结构模态，同时进行车架结构模态实验，验证有限元模态计算结果的正确性。结果表明，有限元模态计算得到的副车架前8阶模态频率与实验测得的副车架前8阶模态频率最大相对误差为8.66%，所建立的后卸料混凝土搅拌运输车副车架结构有限元模型，可为今后副车架结构动态特性的改进提供有效的分析模型。

    后卸料混凝土搅拌运输车主要包括汽车底盘和混凝土搅拌专用装置等部件。其中副车架是连接汽车底盘和混凝土专用装置的关键部件。混凝土搅拌运输车正常使用过程中，副车架不仅起着支撑搅拌筒的作用，还要承受各个传动部件产生的振动载荷，而且因路面不平整而产生的随机动载荷也会对副车架的性能有一定的影响。为了避免副车架结构在各种振动源的激励下引起共振，造成结构破坏，需要研究副车架结构的固有频率特性，以降低副车架在正常使用过程中所存在的安全隐患。

    通过模态分析可以获得结构的振型、固有频率等模态参数。在汽车车架或车身动态性能研究中，大多采用有限元模态分析或试验模态分析方法来辨识汽车的结构动态性能［1-7］。本文将这两种方法结合使用，对后卸料混凝土搅拌运输车副车架结构的模态属性进行深入研究，为副车架的改进设计提供依据。

1副车架结构模态有限元分析

1.1副车架结构的有限元模型建立

    后卸料混凝土搅拌运输车副车架实际结构（图1），主要包括2根主纵梁和4根横梁，横梁与纵梁焊接连接，前台、后台和拉筋与副车架纵梁焊接连接，人字梯与后台焊接连接，主车架与副车架的连接方式为U型螺栓连接。

    采用Pro/E三维软件建立副车架实体模型，将各个零部件以IGES格式保存，最后将实体模型导入有限元分析软件HyperMesh进行网格划分。经过前处理之后的副车架有限元模型如图2所示.......

作者简介：李金伟（1988—），男，山东日照人，青岛大学硕士研究生，主要研究方向为车辆动态模拟仿真技术。
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