車架是汽車起重機3大結構件中的一個重要部件，在工作中是整個機器的基礎，其強度和剛度對保證整車正常工作具有重要意義。車架是一個受空間力系的復雜超靜定結構，目前生產廠家仍采用常規的解析法進行設計計算，而為了實現計算，通常需作一些假定：(1)轉臺部分視為剛體，(2)忽略車架中的諸多隔板、加強板等，(3)支腿視為對稱布置，(4)計算時，對上車載荷簡化到轉臺回轉中心的集中力和力矩不作處理。然后再用梁模型計算截面應力。而實際上，車架是用薄板焊接成的大箱形結構，其精確的模型是板殼模型，解算這種模型比較好的方法是有限元分析法，可以全面、細致地分析整個結構的應力和變形。故本研究采用這種方法來分析計算。汽車起重機車架，并以吊臂位于正側方時的工況為例說明整個分析過程。
      汽車起重機車架主體部分為倒凹字型薄壁封閉大箱形結構，為加強車架的抗扭轉剛度，中間還加了8塊橫向隔板。為保證回轉支承的剛性，轉臺部位加設了多塊縱、橫向撐板和斜筋板，其上還焊接有回轉支承座圈。車架采用H型支腿，固定支腿與車架通過焊接在一起。工作時，活動支腿伸出并支承于地面承受載荷。在進行分析時，由于前段外伸部分在起吊重物時不起作用，故只選取包括前后支腿在內的車架后段作為研究的對象，將前段忽略不計。在實體建模時，對車架盡可能不作任何簡化。車架及支腿均視作薄板構成，取薄板中面尺寸造型，而座圈則按實體造型。對于固定支腿與活動支腿的連接，雖然它們是一種接觸連接，而非固定連接，但為了實現整體結構的傳力，故在模型中將2者固連。綜合利用自上而下、自下而上以及布爾運算等方法進行建模。
      劃分網格時，板用板殼元shell63來離散。shell63是一種4節點線彈性單元，遵循基爾霍夫的假定，即變形前垂直于中面的法線變形后仍垂直于中面，且其可以同時考慮彎曲變形及中面的膜力，比較符合車架的實際受載情況。實體采用8節點6面體單元solid45進行劃分，其還可以將實體劃分成四面體形狀。考慮到轉臺座圈與上蓋板連接周圍、活動支腿與固定支腿搭接處附近是應力集中部位，故采用較多單元進行劃分。如圖所示，模型規模為64928個單元、49707個節點。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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