2.3.2半挂车端横梁
对于需要运输集装箱的半挂车,其端横梁为直接承载件,一般情况下都是非常强壮的,但是由于某些局部的设计不合理往往引起局部裂纹。

图6 半挂车端横梁横向弯曲工况的疲劳分析结果
图6为某型半挂车的端横梁。在该车使用一年以后,转锁孔的各转角处出现明显裂纹,虽然不会马上引起端横梁失效,但鉴于端横梁的重要性,我们对该部件进行了疲劳分析。分析表明,转锁孔设计不合理,其各转角处的疲劳寿命严重不足。该研究对我司端横梁的选型和改进起了理论的说明,四年来未再出现类似问题。
2.3.3 牵引板疲劳
牵引板作为半挂车的两个支撑点之一,和悬挂具有同等重要的作用。按照美国通行的AAR标准,牵引板需要满足三个极限强度要求,三个疲劳强度要求。我司一方面按照标准进行疲劳试验,同时使用Fe-safe 进行疲劳分析,对疲劳裂纹趋势和位置进行了较好的预测。

图7 半挂车牵引板横向推拉工况的疲劳分析结果
2.3.4 连接件变形
对于某些特殊的半挂车,其结构是可以组合拉伸的,但是其优点也是结构设计的难点,图8示,为某型车拉伸连接结构,该结构在某特殊试验时大量下翼板发生塑性变形。经有限元分析后发现主要是结构刚度不足,因此对该局部进行了刚度加强,经长期使用未再发生变形。

图8 半挂车连接件变形的分析结果
2.3.5 保险杠破坏试验
为了保护乘用车,国家对货车类(包括半挂车)的后保险杠有严格的要求,该标准和美国FMVSS 223基本一致,包括强度和能量的吸收两方面。

图9 半挂车后保险杠的强度分析结果
LS-DYNA的模拟结果和试验非常接近,这对于我司开发符合中国和美国要求的后保险杠都有非常积极的指导意义。