汽車試驗(yàn)技術(shù) 課件 3.3.1 結(jié)構(gòu)剛度基本理論

項(xiàng)目三結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度基本理論

剛度是反映結(jié)構(gòu)變形與力的大小關(guān)系的參數(shù)，即結(jié)構(gòu)受多大力產(chǎn)生多少變形的量，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是一根彈簧，拉力除以伸長(zhǎng)量就是彈簧的剛度。它是指構(gòu)件或者零件在外力作用下，抵御彈性變形或者位移的能力，即彈性變形或者唯一不應(yīng)該超過(guò)工程允許的范圍。3.3.1結(jié)構(gòu)剛度基本理論車身結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度可以通過(guò)前懸架變形情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：k=M/a=(F?l)/(l/s)（3.1）式中：M為施加的力矩，N?m；F是作用于車身的恒力，N；s是由于力產(chǎn)生的形變，m；l是左右前減振器中心點(diǎn)之間的距離，m；a為旋轉(zhuǎn)角度，rad。3.3.1結(jié)構(gòu)剛度基本理論計(jì)算車身扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)，假定轎車車身是一個(gè)具有均勻扭轉(zhuǎn)剛度的桿體，轎車車身前、后軸間平均扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算公式為：GJ=TL/θ（3.2）式中：GJ是車身扭轉(zhuǎn)剛度（單位：N﹒m/deg）；T是車身上加載扭力（單位為N）；L是車身軸距（單位：m）；θ為車身軸間相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度（單位：deg）。軸間相對(duì)扭轉(zhuǎn)角示意圖，如圖3.10所示。式中：θ為扭轉(zhuǎn)角，單位為度；U1為左側(cè)縱梁測(cè)點(diǎn)的撓度，單位為mm；U2為右側(cè)縱梁測(cè)點(diǎn)的撓度，單位為mm；D為左、右縱梁中心線的距離，單位為mm。圖3.10軸間相對(duì)扭轉(zhuǎn)角示意圖3.3.1結(jié)構(gòu)剛度基本理論車身結(jié)構(gòu)的彎曲剛度可以通過(guò)前門檻變形情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：K=F/z(3.3)式中：F——最大載荷（集中力加載），N；z——門檻梁的垂直方向最大變形（最大彎曲撓度），m；K——車身的剛度，N/m。計(jì)算假定車體具有相同的張力，而車體作為一個(gè)整體是一個(gè)具有均勻彎曲剛度的簡(jiǎn)單支撐梁，在中心點(diǎn)中央加載，如圖3.11所示，從而得到前后軸線的彎曲剛度。運(yùn)用力學(xué)公式計(jì)算了梁的彎曲剛度，同時(shí)根據(jù)荷載和最大彎曲撓度算出車體的彎曲剛度見(jiàn)式3.4。EI=Fax(L2-x2-a2)/6LZ(3.4)

式中：EI為轎車車身彎曲剛度，單位為N/m2；

F為集中載荷力，單位為N；

L為前后懸掛固定座支撐點(diǎn)縱向距離，單位為m；

b、a分別是前后支撐點(diǎn)與載荷的距離，單位為m；

z為垂直方向彎曲撓度，單位為m；