泡沫鋁填充結(jié)構(gòu)車架一

根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和使用要求可知為保證整車及有關(guān)部件的正常工作，縱梁的撓度必須有所限制，滿足要求。由于車架結(jié)構(gòu)左右對稱，左右縱梁受力基本相同，所以認(rèn)為縱梁是支撐在前后軸上的簡支梁。由材料力學(xué)可知，對于簡支梁其中間受集中載荷F作用時，梁的撓度的最大值為y_max抓住車架填充前后必須滿足形同的載荷情況的特征，并以其作為連接車架填充前后的紐帶，以達(dá)到得出所需添加泡沫鋁。

泡沫鋁填充車架縱梁的依據(jù)

梁的撓度y_max的計(jì)算公式為：y_max=Fl³/48EJ_x，

式中:  J_x--梁的截面慣性矩；

     l--汽車軸距2480mm；

     E--車架材料彈性模量2.0x10¹¹Pa。

由于車架縱梁為矩形管，其橫截面尺寸為外矩形長B₁=8cm，寬H₁=6cm，內(nèi)矩形長為b₁=7cm，寬h₁=5cm，其慣性矩公式如下：J_x=B₁H₁³-b₁h₁³/12，從而可求出其慣性矩J_x=71cm⁴根據(jù)車架設(shè)計(jì)條件可知，車架的縱梁的撓度不得超過0.18cm，即Fl³/48EJ_x≤0.18，可知F≤0.18*8EJ_x/l³，從而可得F≤8043.6N。

因此可知其縱梁的外加載荷的極限值為8043.6N，所以縱梁的泡沫鋁填充結(jié)構(gòu)在同樣的最大外加載荷作用下需達(dá)到不會發(fā)生失效的要求,即當(dāng)車架縱梁自身材料16Mn鋼受到外載應(yīng)力作用后，達(dá)到其屈服應(yīng)力σ_s^f，同時泡沫鋁芯體也在應(yīng)力σ_s^c水平作用下發(fā)生屈服，而判斷失效的方法就是假定車架梁發(fā)生塌陷。所以車架縱梁的填充泡沫鋁結(jié)構(gòu)需滿足在載荷的作用下不發(fā)生塌陷，

即：F<4bt(c+t)/1*σ_s^f +bc²/l*σ_s^c，可以得出以泡沫鋁的填充厚度c為未知量的一元二次不等式，即F<4bt（c+t）/l*σ_s^f+bc²/l*σ_s^c

式中: b--縱梁高，60mm；

σ_s^f--16Mn鋼的屈服強(qiáng)度，360Mpa；

σ_s^c--泡沫鋁的屈服強(qiáng)度，120Mpa；

1--汽車軸距2480mm；

F--縱梁最大外載荷8043.6N。

即可以得出: c²<2931.14，即：-54.14<c<54.14，再結(jié)合車架縱梁的壁厚和實(shí)際情況可知c的變化范圍為:50<c<54.14