汽车车架中的铆钉结构应力分析研究

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汽车车架中的铆钉结构应力分析研究在汽车上，车架的纵梁、横梁，以及横梁连接板
之间大多是采用铆钉连接在-起的，铆钉承受了很大
的载荷。例如，额定载重50t的某车，其车架长12
000 mm，宽1 000 mm，纵梁为双层主副梁结构，纵梁
之间有10根横梁，整个车架中铆钉连接达940处。
50
t的载重加上车子本身的重量-共接近60 t，如此
大的载荷通过板与板之间的接触和铆钉连接共同来传
力，铆钉所承受载荷的大猩想而知。
由于车架是其上所有零部件(包括驾驶室、发动
机、装载箱、前桥、后桥、制动系统、操纵系统等)
的支承骨架，且结构、受力工况复杂并在实际使用
中承受着随机的动态激励，使得车架动态响应和应力
分布情况难以按传统方法确定，而依据经验的类比设
计必然存在较大的盲目性，难免产生设计隐患或缺
陷，因此，在车架的设计和改进中，以基于有限元理
论的CAE分析技术预测车架结构的动态特性、动态
应力分布、疲劳寿命，并通过优化手段得到结构性能
更为优越的车架已越来越成为现代汽车车架开发与改
进的趋势。但是，对于像本文中分析的车架，由于结
构庞大，即使将单元尺寸离散为20 mm，整个车架也
有近20万个单元，做-般的线性求解是没有什么问
题；但如果要建立详细的铆钉连接模型，那么每多建
-颗铆钉，模型就增加1万个单元，显然这是不现实
的，从而导致铆钉的真实应力在车架整体结构强度分
析中常被忽视，但在实际使用中却常出现断裂、脱落
的现象。本文拟先对其整体车架只作线性求解，再通
过建立子模型对铆钉进行非线性求解，力求对车架连
接铆钉的真实应力进行-些探讨。