摘 要：半承载式货车的车身和货箱两部分依靠车身后侧连接立柱、车架纵梁等有限个连接固定点来固定货箱。因此货车在载重运行过程中，相应的支撑、固定结构所受 载荷非常大。在转向工况下，车身后侧立柱承受的载荷较大，而立柱焊接位置这样的设计薄弱区域很容易出现开裂等问题。本文在某型货车中应用 MSC.Nastran 对设计方案进行线性强度分析，考察其结构强度并提出改进的意见以指导设计。
关键词：货箱连接立柱；强度； CAE

1. 引言

半承载式货车的设计中，货箱连接立柱连接车身与货箱两部分结构，处于十分重要的地位。在载重运行过程中，货箱连接立柱的本体结构承受严重的载荷，易出现薄弱区域开裂等问题。本论文主要是针对某型半承载式货车在转向工况下，货箱连接立柱的强度优化分析。

2. 基于Nastran 的强度工况分析

本文针对某型半承载式货车的连接立柱在转向工况下，设计薄弱区域易出现强度问题的情况，考察立柱结构的结构强度并提出改进参考意见。

2.1 有限元模型

本文涉及的转向工况分析中，建立车身、底盘与货箱的有限元模型，单元平均尺寸约10mm，细化货箱连接立柱、货箱与车身连接固定结构等处的有限元 模型；车身焊点使用CWELD 类型；缝焊采用节点对齐，RBE2 的方式模拟；弹簧、衬套等测量获得刚度矩阵，简化为CBUSH；钢板弹簧简化为BEAM 梁单元；短螺栓简化为RBE2 连接，抓取连接孔及WASHER；胶粘采用RBE2-实体-RBE3 的方式模拟；车门、载重、乘员等简化为CONM2。

图1 有限元模型简图

2.2 边界条件与分析方法

本次分析使用极限工况法，模拟货车在实际道路行驶中的各种极限工况下车身受力状态，分析模型约束车轮轮心，施加极限加速度。加速度载荷由多体方法模拟获得。

2.3 分析结果

根据本次分析的结果，关注货箱连接立柱焊点位置的应力分布，输出如图2 所示的应力分布图：

图2 设计结构分析结果