一种挂车车轴轻量化方法技术

本发明专利技术公开了一种挂车车轴轻量化方法，包括以下步骤：S1、挂车车轴参数化建模，对车轴实体内腔尺寸进行测量，并使用三维建模软件进行建模；S2、建立CAE有限元模型，将建好的参数化三维模型导入软件中构建车轴优化有限元模型；S3、建立多目标优化模型，采取数值优化法对车轴进行优化设计；S4、响应曲面构建；S5、多目标遗传算法求解，得到挂车车轴轻量化最优解。本发明专利技术方法不改变原先的车轴外观尺寸和外表的配合面的前提下，通过仿真分析，与试验分析实现了对挂车车轴的轻量化。现了对挂车车轴的轻量化。现了对挂车车轴的轻量化。

【技术实现步骤摘要】
一种挂车车轴轻量化方法


[0001]本专利技术属于轻量化设计
，具体涉及一种挂车车轴轻量化方法。

技术介绍

[0002]车轴作为半挂车的一个关键部件，其产品的强度和寿命对整车的可靠性和安全性及整车性能的影响很大，所以对车轴进行疲劳强度分析和优化设计对降低成本、减轻重量、提高经济效益有重大意义。
[0003]一部分人利用有限元仿真，在单倍载荷工况、疲劳载荷工况、6倍载荷工况下进行了挂车车桥的性能校核以及结构改进，改善了应力集中的问题，测试得到了挂车车桥材料合金结构钢20Mn2的相关力学性能以及S
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N曲线，在6倍载荷工况的有限元分析中，使用双线性材料模型求解了挂车车桥的弹塑性问题。还有人依据淬火水槽负荷能力调整装炉量，按照20Mn2材料特性选择淬火冷却介质及其搅拌方式，通过试验确定挂车车桥材料的最优淬火温度，解决了车桥热处理后端部硬度及金相不合格的问题。相关工作者分析了我国重型商用车车桥轻量化的现状，车桥企业越来越重视产品的轻量化，而且车桥轻量化设计的能力和水平不断提高，指出了我国重型商用车桥轻量化的措施主要有结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挂车车轴轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、挂车车轴参数化建模，对车轴实体内腔尺寸进行测量，并使用三维建模软件进行建模；S2、建立CAE有限元模型，将建好的参数化三维模型导入软件中构建车轴优化有限元模型；S3、建立多目标优化模型，采取数值优化法对车轴进行优化设计；S4、响应曲面构建；S5、多目标遗传算法求解，得到挂车车轴轻量化最优解并验证。2.根据权利要求1所述的一种挂车车轴轻量化方法，其特征在于，步骤S1具体为：利用测厚仪对车轴实体内腔尺寸进行测量，选取多个控制内腔结构的尺寸作为优化尺寸参数，并使用SolidWorks和DesignModler建立了车轴参数化三维模型，其中，参数的选择包含整个车轴内腔。3.根据权利要求1所述的一种挂车车轴轻量化方法，其特征在于，步骤S2具体为：将建好的参数化三维模型导入ANSYS Workbench中构建车轴优化有限元模型，确定好有限元模型的约束载荷，梁支座为滚动支座，左右对称分布；根据轻量化的预期目标对最小载荷和最大载荷进行设置，设置的依据为厂定的最大轴载荷；载荷作用位置为钢板弹簧座位置，左右对称；垂直弯曲刚度和强度测试时加载量为最大载荷，垂直弯曲疲劳寿命的测试载荷设为脉动循环载荷，设置相应的循环载荷范围与加载频率；由于热处理使车轴轴承部位材料屈服极限与本体材料屈服极限不同，所以在有限元环境中将轴承位区域切分出来，单独考察轴承位区域强度及独立进行优化约束；采用实体单元对模型进行离散化，设置车轴方管及一部分过渡部分的网格单元尺寸和另一部分及圆管部分的单元尺寸，设置后，会形成总计的节点和实体单元，经过网格质量检查，若所建模型满足计算分析的要求，则目标模型建立完成，若所建模型不满足计算分析的要求，则需要对车轴方管及一部分过渡部分的网格单元尺寸和另一部分及圆管部分的单元尺寸进行合理的调整以满足计算需求。4.根据权利要求1所述的一种挂车车轴轻量化方法，其特征在于，步骤S3具体为：采用数值优化法对车轴进行优化设计，确定哪些因素会影响优化结果和产品性能以及这些影响因素之间的相互关系；设计过程中需要对车轴的设计变量，即在车轴中选定的一系列优化目标点；对车轴的总体质量、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新，李杰，吴伟斌，罗茂林，黄俊鹏，郑泽锋，韩重阳，曾治亨，唐婷，胡智标，马宝淇，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：