半挂车栏板结构优化与试验

发布时间：2020-04-06 14:16

【摘要】：栏板式、仓栅式半挂车是中国陆运市场普货运输使用量最大的半挂类车型,年产量超过15万台,占全国半挂车年产量的50%以上。栏板作为栏仓车上装主要的组成结构,使用量大且其性能决定了车辆上装固货的能力和安全性。目前栏板的主要形式为四边方管框架加中间竖波波纹板的焊接结构,存在的主要问题:结构形式个性化多、生产批量小效率低;栏板结构强度、刚度差,使用中胀箱、开裂、变形等问题频发,影响货物运输安全;竖波形式波纹板行驶风阻大、车辆能耗高。本文以现有三种典型栏板结构为现状分析依据,通过对实际使用中栏板失效形式的分析,归类梳理出栏板四种主要失效形式,并分析得出失效原因及影响因素。通过对实际使用工况的研究,将变化的实际装载工况转化为五种可量化的有限元边界工况,分别确定了各类工况的试验参数值。对典型结构进行有限元分析,通过研究零件的尺寸与结构的变化对整体栏板性能造成的影响;同时分析各个部件在栏板整体性能当中的权重关系,从而确定了影响栏板性能的参数变量,为后续结构优化的方向和方法创造了基础。利用形貌优化工具,通过上述分析出的参数变量、边界条件进行计算,设计出了不对称截面的横波栏板结构,此结构可以使用罗拉的加工方式生产。针对新横波罗拉结构栏板样件与现有三种典型结构栏板样件,在五种试验工况下做实际对标试验,试验结果显示新栏板结构在五项工况下四项优于现有传统结构,一项类同略低于现有结构但符合设计要求,试验结果显示新式罗拉横波栏板结构性能与有限元分析结果相符,符合设计预期。横波栏板结构使用罗拉工艺生产,可实现自动化加工;结构强度、刚度性能提升,提高了货物的运输安全性;行驶中风阻小,降低了车辆的能耗。本文最后通过对罗拉横波栏板的商品化分析,对比了外协罗拉和自建罗拉生产线的成本对比,为后续产品的组织生产做出了决策依据支持。
【图文】：

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图 1-1 挂车组合形式.1 国外研究现状美国、欧洲是汽车列车甩挂运输发展比较成熟的国家和地区，经过标准更新和升级，汽车列车的技术标准与普通货运车辆技术标准融为一体。其中，美国分别引车、半挂车的尺寸和承载有着明确规定，但是不限制半挂汽车列车的尺寸。而法规限制对汽车列车的总长，我国的 GB1589 中的要求与欧洲法规 ECE R13 保持7]。美国与欧洲均对牵引车与半挂车的尺寸、电气、制动匹配[8]、稳定性、协调性详细的要求[9]，并在标准中规定了试验方法和标准要求具体数值，保证牵引车与或其他类型甩挂运输车辆的运营安全[10]。中国、美国、欧洲是半挂车最主要的三大市场，占据全球总销量的 85%左右， 1/3 左右的市场份额，如下图 1-2 所示。

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图 1-1 挂车组合形式状汽车列车甩挂运输发展比较成熟的国家和地区，经过的技术标准与普通货运车辆技术标准融为一体。其中尺寸和承载有着明确规定，，但是不限制半挂汽车列车列车的总长，我国的 GB1589 中的要求与欧洲法规 E对牵引车与半挂车的尺寸、电气、制动匹配[8]、稳定在标准中规定了试验方法和标准要求具体数值，保运输车辆的运营安全[10]。欧洲是半挂车最主要的三大市场，占据全球总销量的份额，如下图 1-2 所示。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.53

【参考文献】