半掛車(chē)要緊梁設(shè)計(jì)

1、半桂車(chē)要緊梁設(shè)計(jì)摘要在這份報(bào)告中，提出了一種半掛車(chē)橫梁設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是基于規(guī)那么和條例規(guī)定由省級(jí)政府在商業(yè)運(yùn)輸?shù)男袨?，并從?fù)荷拖車(chē)估量實(shí)現(xiàn)。所提出的波束優(yōu)化設(shè)計(jì)減少拖車(chē)總重量。優(yōu)化是基于純粹采納手工計(jì)算和有限元分析的靜態(tài)加載。動(dòng)態(tài)負(fù)載被以為不受確信動(dòng)荷載的困難。最后的梁的設(shè)計(jì)由一個(gè)3/8“法蘭，3/16“Web5”法蘭，寬度，深度和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變沿梁的長(zhǎng)度。利用的材料是一種高強(qiáng)度鋼與900兆帕的最小屈服。一個(gè)原型是必需的，能夠做測(cè)試來(lái)驗(yàn)證理論方面的計(jì)算，并探討動(dòng)態(tài)加載的阻礙。術(shù)語(yǔ)表主銷(xiāo)：高強(qiáng)度引腳焊接到拖車(chē)前，進(jìn)入第五輪拖沓機(jī)連接拖車(chē)拖沓機(jī)。車(chē)輪清洗：時(shí)發(fā)生的一個(gè)拖車(chē)需要轉(zhuǎn)彎的輪胎摩擦，由于如此的事實(shí)

2、，沒(méi)有完美的支點(diǎn)。進(jìn)一步分離軸上拖車(chē)，更多的磨損或“擦洗”將出此刻轉(zhuǎn)彎時(shí)。串聯(lián)：一個(gè)在拖車(chē)后面兩個(gè)車(chē)軸拖車(chē)。三聯(lián)：一個(gè)在后方的拖車(chē)三軸掛車(chē)。支腿：在拖車(chē)，拖車(chē)前面的腿支撐時(shí)，它是不被支持的一個(gè)拖沓機(jī)。簡(jiǎn)介那個(gè)報(bào)告是一個(gè)典型的半掛車(chē)在公元前公路操作的要緊梁設(shè)計(jì)。一個(gè)典型的半拖車(chē)，在公元前會(huì)把負(fù)載如膠合板和木材制品，建筑設(shè)備和用品，機(jī)械，和裝箱的貨物。一種半掛車(chē)要緊有兩個(gè)相同的梁梁運(yùn)行拖車(chē)的長(zhǎng)度是要緊的縱向支撐。其他要緊的支撐橫梁，這是典型的通道管側(cè)梁。本報(bào)告中考慮的只是梁設(shè)計(jì)。關(guān)于梁的設(shè)計(jì)第一考慮的是從商業(yè)運(yùn)輸行為的約束，是省級(jí)立法標(biāo)準(zhǔn)為半掛車(chē)的尺寸和負(fù)荷。尺寸和各類(lèi)選擇的梁的規(guī)格的報(bào)告進(jìn)行了討

3、論，如拖車(chē)長(zhǎng)度和軸的位置。在基礎(chǔ)梁加載的情形下被以為是確信的四最壞的情形下加載方案確信。這些負(fù)載的情形下，來(lái)最終確信梁的構(gòu)造要求。從載荷情形，第一計(jì)算了反映的作用。剪切和彎曲的圖，然后所有四加載的情形下制造。尺寸和材料的光束在專(zhuān)門(mén)大程度上是基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，與梁的腹板高度異樣。典型的Web深度對(duì)拖車(chē)梁不恒定，梁的不同部位進(jìn)行不同的負(fù)載。因此，光束通常有不同的Web深度。從剪切和彎曲的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)深度（沿梁的長(zhǎng)度）需要支持每一個(gè)加載的情形下，利用電子表格的確信。關(guān)于所有四個(gè)負(fù)載的情形下，Web深度的數(shù)據(jù)被編譯，和最后的光束被確信，能夠支持所有四個(gè)最壞的情形下。在此以后，一個(gè)更深切的應(yīng)力分析，對(duì)該

4、梁完成檢查的剪切應(yīng)力和應(yīng)力對(duì)應(yīng)的馮錯(cuò)過(guò)。作為這一分析的結(jié)果，一些修改了對(duì)梁。最后，對(duì)梁CAD模型的成立，和一個(gè)有限元分析（FEA）進(jìn)行。有限元分析的研究應(yīng)力的梁，和撓度。提出了一種最后的光束，和提出建議，成立一個(gè)原型和測(cè)試的某些區(qū)域。專(zhuān)門(mén)是，動(dòng)態(tài)加載的阻礙，必需確信從測(cè)試。將梁的腹板和翼緣的切割的鋼板采納數(shù)控?zé)砘贑AD模型制作。法蘭和Web將焊接一個(gè)完整長(zhǎng)度的焊縫雙側(cè)。討論負(fù)載和尺寸的限制半掛車(chē)的許諾載荷和尺寸由省級(jí)政府的商業(yè)運(yùn)輸?shù)男袨闃?biāo)準(zhǔn)，是在下面討論。在商業(yè)運(yùn)輸行為的人物之一，如圖1所示總長(zhǎng)度整體拖車(chē)長(zhǎng)度，許諾的最長(zhǎng)長(zhǎng)度。這是選擇最大的拖車(chē)區(qū)。主銷(xiāo)后從頭設(shè)國(guó)王引腳連接到拖車(chē)引腳，連接在

5、第五輪拖沓機(jī)。設(shè)置回從拖車(chē)前面的主銷(xiāo)中心的距離置為2,或米。這被選定為它在工業(yè)中的應(yīng)用的一個(gè)典型的挫折。軸距對(duì)掛車(chē)軸距為49”。這是用在工業(yè)的典型值，也能夠同時(shí)維持一個(gè)可同意的間隙之間的輪胎，因此他們不擦用最小的傳播。小軸利差應(yīng)該盡可能減少車(chē)輪擦洗。大輪差許諾一個(gè)較短的不支持的跨度，使主梁的要小，許諾一個(gè)更輕的拖車(chē)。但是，在這些拖車(chē)輪胎磨損加速。拖車(chē)車(chē)輪基地拖車(chē)車(chē)輪基地取決于對(duì)拖沓機(jī)的第五輪定位。通過(guò)對(duì)拖沓機(jī)第五輪可滑動(dòng)它向前或向后調(diào)整。司機(jī)必需調(diào)整第五輪定位保證車(chē)輪基地是在指定的范圍內(nèi)。支腿支腿的位置不受商業(yè)運(yùn)輸?shù)恼{(diào)劑。支腿未標(biāo)示在圖1所示，但只是尾部位于拖車(chē)主梁拖沓機(jī)輪。著陸腿已被置于6米

6、的拖車(chē)前面。這許諾足夠的空間用于拖沓機(jī)拖車(chē)車(chē)輪下。它也使他們到如此的拖車(chē)前面的大負(fù)荷的不梢拖車(chē)前進(jìn)時(shí)，由支腿支撐。負(fù)荷許諾的最大負(fù)載串聯(lián)軸，或在一個(gè)拖車(chē)或拖沓機(jī)，17000千克。最大負(fù)載能力為17000千克，串聯(lián)軸設(shè)置意味著當(dāng)兩軸放置到一個(gè)商業(yè)規(guī)模的高速公路，總負(fù)荷不能超過(guò)17000千克。這意味實(shí)在際的總載荷34000千克減去拖車(chē)的重量，并減去在驅(qū)動(dòng)軸的拖沓機(jī)的重量。例如，一個(gè)拖沓機(jī)重5000千克，2000千克的前轉(zhuǎn)向軸，和3000千克后串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)橋。在串聯(lián)驅(qū)動(dòng)軸最大許諾17000千克，因此司機(jī)只能添加另一個(gè)14000千克。假設(shè)一個(gè)5000千克的拖車(chē)，然后連接到無(wú)負(fù)載的拖沓機(jī)。假設(shè)拖沓機(jī)和拖車(chē)

7、的支持2000千克，串聯(lián)軸集支持剩下的3000千克。拖沓機(jī)串聯(lián)軸設(shè)置此刻支持5000千克，因此只能支持12000千克的有效載荷。拖車(chē)串聯(lián)軸支持3000千克，因此只能支持14000千克的有效載荷。利用那個(gè)例子，在拖車(chē)上許諾的最大有效載荷可達(dá)26000千克，散布有2000千克以上的拖車(chē)串聯(lián)軸將拖沓機(jī)串聯(lián)軸組。這種拖車(chē)的實(shí)際負(fù)載能力已被選定為34000千克。這考慮到tridem軸拖沓性能夠利用。一個(gè)三聯(lián)軸組的最大載荷為24000千克。因此，一個(gè)串聯(lián)拖車(chē)三聯(lián)拖沓性能夠支持24000千克17000千克41000千克的總。利用前面的例子，若是8000千克的老是從那個(gè)總由于拖沓機(jī)和拖車(chē)的重量中減去，然后總載

8、荷容量為33000千克。34000千克（75000磅）被選中是因?yàn)樗慕咏?5000磅力的拖車(chē)，是常見(jiàn)的。超過(guò)34000千克的負(fù)載能力，可能會(huì)是在一個(gè)秤重。一些制造商仍然成立拖車(chē)評(píng)級(jí)較高的因?yàn)樗麄兡軌蚴袌?chǎng)作為一個(gè)過(guò)度的拖車(chē)，因?yàn)槟承┧痉ü茌爡^(qū)，許諾更大的負(fù)荷，或許諾更大的載荷的專(zhuān)門(mén)許可證主梁加載方案為了開(kāi)始主梁的設(shè)計(jì)，不同的方式在拖車(chē)能夠加載需要成立。附錄A顯示了在四種情形下拖車(chē)能夠加載。這些方案涵蓋最多見(jiàn)的方式加載一個(gè)拖車(chē)，并按應(yīng)力加載的最壞情形下的覆蓋。在加載情形下的四個(gè)變量是不是連接到拖沓機(jī)拖車(chē)通過(guò)主銷(xiāo)或由支腿支撐，不管負(fù)載散布或一個(gè)點(diǎn)荷載。這些方案討論如下。方案1:主銷(xiāo)-均勻散布這種情

9、形下放置一個(gè)均勻散布沿著拖車(chē)的長(zhǎng)度，而拖車(chē)的拖沓機(jī)通過(guò)主銷(xiāo)支持。這種情形是對(duì)散裝貨物拖車(chē)荷載的最多見(jiàn)的方式，如膠合板，木材，或產(chǎn)生荷載。方案2:主銷(xiāo)點(diǎn)荷載這種情形下的地址一點(diǎn)荷載在跨中，拖車(chē)的拖沓機(jī)通過(guò)主銷(xiāo)支持。這種情形下利歷時(shí)，司機(jī)必需把繁重的單位,如大型重型鑄造，或機(jī)械的一大塊。負(fù)載已被提上了拖車(chē)的中間使載荷均勻散布的拖沓機(jī)和拖車(chē)串聯(lián)串聯(lián)車(chē)軸軸之間的。方案3:著陸腿均勻散布這種情形下的均勻散布，隨著地址著陸腿支撐拖車(chē)拖車(chē)的長(zhǎng)度。這種情形常常發(fā)生在一輛拖車(chē)裝載前的時(shí)刻，然后一輛拖沓機(jī)來(lái)接拖車(chē)。這也發(fā)生在一個(gè)拖沓機(jī)拖車(chē)在下降與有效載荷的目的地仍然在拖車(chē)。另一種情形是，當(dāng)一個(gè)拖車(chē)故障已被拋棄，臨

10、時(shí)在路邊。方案4:著陸腿的點(diǎn)荷載這種情形下將兩個(gè)點(diǎn)荷載在預(yù)報(bào)片的兩頭，而拖車(chē)由支腿支撐。這種情形發(fā)生時(shí)，有效載荷小，重，和負(fù)載放置在拖沓機(jī)驅(qū)動(dòng)橋和拖車(chē)車(chē)軸取得最大牽引力。這發(fā)生在拖車(chē)預(yù)加載，脫落，或拖車(chē)的分解，如場(chǎng)景3中提到的。反映力計(jì)算來(lái)確信主銷(xiāo)垂直力荷載的反映，支腿，每一個(gè)軸。每一個(gè)場(chǎng)景的計(jì)算是在附錄B中所用的原料被顯示在表2所示，和反映負(fù)荷總結(jié)在表3。由于拖車(chē)將利用空氣懸架，在引導(dǎo)軸和后橋負(fù)荷將是相同的?？諝鈶覓煜到y(tǒng)使兩軸之間的壓力，這也使加載。表2中的加載是基于34000千克除以?xún)蓚€(gè)最大有效載荷能力（17000千克或166.6kN）,將有兩個(gè)要緊的梁。10.284kN/m的散布載荷是基

11、于166.6kN除以拖車(chē)的長(zhǎng)度（）。剪力圖和彎矩圖剪力和彎矩圖進(jìn)行了計(jì)算和作圖，附錄B.這些圖已疊加和總結(jié)在圖2和圖3。梁設(shè)計(jì)一個(gè)自概念的寬翼緣梁將用于主梁。這是支持負(fù)載最有效的形狀，是最經(jīng)常使用的一種梁半掛車(chē)。梁上的變量是法蘭法蘭的厚度，寬度，深度和厚度的WebWeb這些變量是在圖4所示的梁截面的標(biāo)記。法蘭厚度的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般是5/8“，和翼緣的寬度從5轉(zhuǎn)變”了。通常利用的Web厚度是3/16這些方面將用于初始梁設(shè)計(jì)。深度取決于負(fù)載，與一些梁達(dá)到24”的深度在預(yù)報(bào)片的中心。900MPa級(jí)鋼將用于梁。這是用在梁鋼一般級(jí)。利用一個(gè)表，計(jì)算每一個(gè)負(fù)載情形下的應(yīng)力，與網(wǎng)絡(luò)的深度從1到?jīng)]有最大深度屈服

12、。應(yīng)力乘以作為一個(gè)平安的因素。圖5所示的彎曲應(yīng)力在梁的極端纖維，在的距離沿光束從0方案1所示。每一個(gè)系列的代表與一個(gè)不同的Web深梁的數(shù)值的一部份用于創(chuàng)建圖5所示表4。該值顯示為。低于900MPa屈服值以紅色突出顯示。實(shí)際的數(shù)據(jù)擴(kuò)展到在垂直的行，并延伸至10”在水平柱。它能被看見(jiàn)在表4,1光束是足夠的可達(dá)米。在100萬(wàn)，應(yīng)力905.64MPa這是方才超過(guò)屈服。因此在100萬(wàn)，2Web深度是必需的。2網(wǎng)絡(luò)深梁是足夠的米，然后3Web深度是必需的。方案1所需的Web深度，如圖6所示。從圖6能夠看出，它最大的網(wǎng)絡(luò)要求的深度10”，從570萬(wàn)到980萬(wàn)。同一工藝方案2,3和4,重復(fù)，與網(wǎng)絡(luò)的深度被計(jì)算

13、為每一個(gè)場(chǎng)景。束數(shù)據(jù)分析之前面的部份，計(jì)算各方案每距離為Web深度。本節(jié)中的所有四種情形的數(shù)據(jù)匯編和比較，以確信什么樣的網(wǎng)站的深度將知足所有四種情形。例如表的最大剪切和彎曲載荷示于表5和表應(yīng)力分析在這一點(diǎn)上，初步提出了梁的設(shè)計(jì)。法蘭的厚度，寬度，和腹板的厚度被指定。最正確的web深度計(jì)算。但是，那個(gè)計(jì)算是基于應(yīng)力在極端的纖維。圖8顯示了彎曲應(yīng)力在基于圖7的Web深處的極端纖維束在極端的纖維的應(yīng)力屈服應(yīng)力為900MPa下。本節(jié)研究了剪應(yīng)力和Von錯(cuò)過(guò)等效應(yīng)力。計(jì)算了梁與電子表格中，剪切應(yīng)力，利用圖7所示的Web深度，和利用的最大剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力見(jiàn)表6和表7。剪切是在兩個(gè)領(lǐng)域的研究，下法蘭，并在中

14、性軸。馮錯(cuò)過(guò)了等效應(yīng)力計(jì)算。剪切應(yīng)力在中性軸，和剪切和下翼緣的彎曲應(yīng)力曲線，如圖9所示。采納的應(yīng)力倍增器。的von樣本計(jì)算應(yīng)力是在附錄C中所示的想念圖中顯示，馮沒(méi)有應(yīng)力在梁的端部最高，和超過(guò)900兆帕屈服值。這是因?yàn)樵诙撕苄〉膹澢d荷，因此給了一個(gè)小網(wǎng)站的深度。剪切載荷是相當(dāng)高的，專(zhuān)門(mén)是由于方案四有兩點(diǎn)荷載作用在梁的兩頭。的光束，超過(guò)屈服應(yīng)力長(zhǎng)度別離為，和0.3m和梁，前和16,和米的長(zhǎng)度為每一個(gè)這些六，馮沒(méi)有應(yīng)力為1044兆帕在中性軸，和1021兆帕下法蘭。應(yīng)力相同的正面和反面由于對(duì)稱(chēng)加載方案四。通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)的深度從1“到2”以上的長(zhǎng)度，馮沒(méi)有應(yīng)力由1044MPaP條低到633MPa的中性軸

15、，和從1021MPa至595MPa下法蘭。隨著Web的深度更新，和應(yīng)力計(jì)算，最大應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)定，如表8所示有限元分析FEA（有限元分析）是用來(lái)進(jìn)一步探討應(yīng)力在梁和驗(yàn)證以前的計(jì)算方式，并計(jì)算撓度。一個(gè)模型最初是在固體的作品。宇宙的作品被用來(lái)嘗試一個(gè)有限元分析程序，可是不能網(wǎng)格梁。梁原先是太大的程序來(lái)處置。更具體地說(shuō)，宇宙給了錯(cuò)誤說(shuō)明的表面積與體積之比為嚙合太大。即便在粗網(wǎng)格設(shè)置，不能夠解決問(wèn)題。相同的梁模型進(jìn)行專(zhuān)業(yè)工程師制造的,和Pro力學(xué)進(jìn)行嘗試運(yùn)行的有限元分析。再次，程序很難變成網(wǎng)。但是，Pro力學(xué)最終成功地創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)格。那個(gè)進(jìn)程是很花費(fèi)時(shí)刻的，每一個(gè)網(wǎng)格需要程序運(yùn)行在夜間。該模型被創(chuàng)建后，

16、它被以為是有一個(gè)不斷轉(zhuǎn)變的網(wǎng)絡(luò)深度不切實(shí)際。拖車(chē)的拖車(chē)的前需要對(duì)第五輪連接的平臉部份，和后需要懸掛坐沖水拖車(chē)上的平截面。鑒于此，第一85”的梁前改成一常數(shù)7”網(wǎng)站的深度，和拖車(chē)的最后100”改成一常數(shù)7”網(wǎng)站的深度。深度在梁的前改成7，因?yàn)檫@是深度在截止85”。7“網(wǎng)絡(luò)深度也選擇在梁的后方，因?yàn)檫@給懸浮足夠的間隙（100”的光束從后方）。有限元分析結(jié)果有限元分析的四種不同的負(fù)載情形下的模型進(jìn)行。表9總結(jié)了結(jié)果?？煺彰恳粋€(gè)荷載情形下的有限元分析在附錄D所示。為了達(dá)到這些結(jié)果，一個(gè)10%勺收斂極限多通法在力學(xué)。這種多通道的方式是一個(gè)迭代進(jìn)程，每次迭代的有限元方程的多項(xiàng)式增加的順序。第一次迭代利用一

17、個(gè)多項(xiàng)式的一階不變，這給出了糟糕的結(jié)果。第二次迭代利用一個(gè)多項(xiàng)式階，它提供了更好的結(jié)果。每一次的階數(shù)的增加，方程產(chǎn)生更精準(zhǔn)的結(jié)果。的進(jìn)程終止時(shí)，結(jié)果集中在10%o應(yīng)力的有限元分析確信的應(yīng)力計(jì)算超級(jí)相似，這驗(yàn)證了手工計(jì)算。利用有限元分析為本會(huì)的手是超級(jí)勞力密集的變形計(jì)算。最大撓度，”，在場(chǎng)景四發(fā)生在梁的前面，兩個(gè)點(diǎn)的負(fù)載被施加到前面和后面的梁。若是那個(gè)結(jié)果是準(zhǔn)確的，那么變形是一個(gè)能夠同意的范圍內(nèi)。這似乎是低的載荷撓度，必需通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了一個(gè)半掛車(chē)要緊梁的設(shè)計(jì)，對(duì)商業(yè)運(yùn)輸法的加載和維數(shù)的限制被優(yōu)先考慮。通過(guò)最初的梁的設(shè)計(jì)提出了四種不同的最壞的情形下，加載方案確信。從這些場(chǎng)景，然后計(jì)算了反映的作

18、用。梁的尺寸是基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而計(jì)算的優(yōu)化強(qiáng)度和梁的重量是網(wǎng)絡(luò)的深度。計(jì)算沿梁的長(zhǎng)度的Web深度，剪切和所有四個(gè)負(fù)載情形下的彎矩圖的計(jì)算。計(jì)算了需要支持這些載荷的光束的深度，創(chuàng)建四個(gè)不同的梁的設(shè)計(jì)。關(guān)于所有這四種情形下的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯編和比較，最后一個(gè)梁的設(shè)計(jì)是能夠支持所有四個(gè)加載方案。馮錯(cuò)過(guò)應(yīng)力，然后沿梁的整個(gè)長(zhǎng)度的計(jì)算。本文的分析發(fā)覺(jué)，剪切荷載在梁的端部的太高，致使梁屈服。因此，在這些點(diǎn)上的Web深度增加一英寸，降低應(yīng)力低于屈服點(diǎn)。在梁的設(shè)計(jì)下一個(gè)時(shí)期將是成立一個(gè)原型，并進(jìn)行一些測(cè)試來(lái)驗(yàn)證理論計(jì)算。那個(gè)時(shí)期超級(jí)重要，因?yàn)槭钟?jì)算只考慮靜態(tài)載荷。現(xiàn)實(shí)中的光束將受的道路上顛簸的動(dòng)態(tài)加載。動(dòng)態(tài)的阻礙考慮在手工計(jì)算應(yīng)用平安的一個(gè)因素，可是這只是一個(gè)粗略的估量的動(dòng)態(tài)載荷。應(yīng)變測(cè)試和分析需要確信如何動(dòng)態(tài)荷載作用下主梁。應(yīng)變計(jì)也將被要求在兩法蘭跨中梁的外邊緣的確信應(yīng)力引發(fā)的轉(zhuǎn)全負(fù)荷時(shí)。若是壓力太高，梁的寬度可能需要增加。拖車(chē)也將被測(cè)試的道路振動(dòng)諧波響應(yīng)。若是有效彈簧的恒定束使得振蕩頻率相匹配的