燕山大學車能學院二級項目設(shè)計-救護車車架設(shè)計與性能仿真分析

.車輛與能源學院二級項目設(shè)計題目 救護車車架設(shè)計與性能仿真分析作者姓名 李同學 李學同 王同 羅同學 王學 專 業(yè) 車輛工程指導教師 梁 晨 陳俊云 董國疆 崔亞平 王建國2017年12月燕山大學車輛與能源學院二級項目任務書學院：車輛與能源學院 專業(yè)(方向)： 車輛工程 交通運輸工程序號學號姓名班級項目分工1140113030059李同學 (組長）車輛3班整體規(guī)劃、前期調(diào)研工作、三維圖元寶梁的建立、車架橫梁有限元分析、整體說明書的完善修改、實驗室測量考察、方案優(yōu)化。（19%）2140113030058李學同車輛3班前期調(diào)研工作、二維圖的設(shè)計建立、三維圖整體裝配的建立、整體有限元分析、接頭的有限元分析、第一章說明書的編寫、優(yōu)化。（22%）3140113030057王同車輛3班前期調(diào)研工作、三維圖車架橫梁的建立、保險杠的有限元分析、第四章說明書的完善、方案二二維圖的建立、方案優(yōu)化、總結(jié)。（18%）4140113030067羅同學車輛3班前期調(diào)研工作、二維圖的設(shè)計建立、三維圖后保險杠的建立、縱梁的有限元分析、PPT的制作、第二章說明書的編寫、方案優(yōu)化。（22%）5140113030056王學車輛3班前期調(diào)研工作、截面力學性能分析、三維圖縱梁的建立、元寶梁的有限元分析、接頭的有限元分析、第三章說明書的編寫、優(yōu)化。（19%）題目選題方向車架設(shè)計與性能仿真分析題目救護車車架設(shè)計與性能仿真分析主要內(nèi)容(1) 調(diào)研與方案論證。查閱文獻資料，給出項目實施思路、實施流程及初步設(shè)計方案。了解典型車輛車架在不同工況下的承載條件，以及總體布置設(shè)計方法；調(diào)研并進行產(chǎn)品對標，明確關(guān)鍵的性能指標。(2) 車架總布置設(shè)計與3D模型建立。結(jié)合車輛特點和需求，車架總布置主要包括：發(fā)動機變速器布置懸置點及連接方式、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接位置及方式、電瓶位置、與車身連接的懸置點位置及連接方式、備胎位置及連接方式等；根據(jù)載荷設(shè)計主要縱橫梁結(jié)構(gòu)斷面形狀和尺寸；確定車架各個組成零件連接方案；繪制車架總布置方案草圖；建立車架縱橫梁的三維幾何模型，裝配車架。(3) 性能分析與評價。根據(jù)目標車輛的典型工程需求和法規(guī)要求，應用有限元軟件分析車架的整體扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度，并分析接頭剛度。結(jié)果分析，考慮制造成本、制造對環(huán)境的影響等因素，提出改進方案，對車架總體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化再設(shè)計。(4) 制造工藝論證與成本評估。對車架零件沖壓、焊裝工藝流程進行分析論證，評估制造成本。(5) 撰寫研究報告，制作答辯PPT，進行小組匯報與答辯?；疽?1) 項目應由小組成員共同完成，組員要分工明確，采用調(diào)研和討論等方式，充分了解所設(shè)計系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系和制約關(guān)系，并作為影響因素考慮到設(shè)計中。(2) 項目設(shè)計過程中應綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康等制約因素，并體現(xiàn)一定的創(chuàng)新意識。(3) 提交設(shè)計綜合報告、方案設(shè)計2D草圖、車架設(shè)計3D模型和有限元模型，以及PPT匯報材料。時間節(jié)點17周 完成調(diào)研與方案論證，形成調(diào)研報告18周 完成車架總布置設(shè)計2D草圖，建立車架3D模型。19周 完成車架性能分析與評價，提出優(yōu)化方案。20周 完成制造工藝論證與成本評估。撰寫研究報告，進行小組匯報與答辯。整體參數(shù)總長（mm）總寬（mm）保險杠寬度（mm）厚度（mm）縱梁（mm）第三橫梁（mm）元寶梁長寬厚長寬厚長寬厚6321.4511561667.74138.558906571070.28271149218.77指導教師：梁 晨 陳俊云 董國疆 崔亞平 王建國2017 年12月15日目錄目錄目 錄第1章 車架調(diào)研及方案論證11.1 國內(nèi)外技術(shù)進展11.1.1 車架結(jié)構(gòu)與設(shè)計技術(shù)進展11.1.2 車架性能分析技術(shù)進展41.1.3 車架制造工藝技術(shù)進展41.2 車架設(shè)計與制造中的存在問題51.3車架總布置設(shè)計方案61.3.1 方案一61.3.2 方案二71.4 車架總布置方案論證81.4.1 使用性能分析81.4.2 制造工藝分析121.5 參考文獻13第2章 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模142.1 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計142.1.1 梁截面結(jié)構(gòu)設(shè)計162.2.2接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計182.2 車架三維建模192.2.1 縱梁幾何模型建立192.2.2 保險杠幾何模型建立192.2.3 橫梁幾何模型建立212.2.4 接頭幾何模型建立222.2.5 車架整體裝配23第3章 車架有限元模型建立與性能仿真分析243.1有限元模型建立要點技術(shù)說明243.1.1刪除細節(jié)243.1.2減維243.2零部件性能仿真分析253.2.1 縱梁性能仿真分析253.2.2 保險杠性能仿真分析263.2.3 橫梁性能仿真分析283.2.4 接頭性能仿真分析333.2.5 車架總體結(jié)構(gòu)性能仿真分析35第4章 車架制造工藝可行性分析394.1關(guān)于制造工藝過程中的討論394.1.1關(guān)于“車架縱橫梁連接方式的確定”的討論394.1.2關(guān)于“沖壓工藝的確定及其對環(huán)境的影響”的討論394.1.3關(guān)于“焊裝工藝的確定及其對環(huán)境的影響”的討論404.2零件沖壓工藝可行性分析404.2.1車架整體設(shè)計說明：404.2.2橫縱梁成型工藝414.2.3保險杠成型工藝424.3總體裝焊工藝可行性分析444.3.1裝焊工藝對環(huán)境的影響444.3.2 裝焊流程454.4車架總體制造成本評估484.4.1材料費的計算：484.4.2模具費的計算：494.4.3沖壓費的計算：494.4.4機加工費的計算：504.4.5焊接費的計算：504.4.6 機器磨損費及其他費用：504.4.7總費用的計算：50總 結(jié)52第1章 車架調(diào)研及方案論證第1章 車架調(diào)研及方案論證1.1 國內(nèi)外技術(shù)進展國內(nèi)外車架整體朝著輕量化、大梁式和承載式車架是占絕大多數(shù)的主流車架形式，但它們都分別有著顯著的缺點，即笨重和剛度不足。于是近年出現(xiàn)了融合這兩者優(yōu)點和車架設(shè)計方案，在承載式結(jié)構(gòu)的車廂底部增加了獨立的鋼框架，可以認為是簡化的大梁結(jié)構(gòu)，從而在保證剛度的同時，重量和重心又比大梁式結(jié)構(gòu)大為下降。由于對性能要求很高，而車身的剛度不足的汽車，在承載式車架的底部加焊了類似大型橫梁的補強結(jié)構(gòu)，從而增強了剛度。今后這種“雜交”車架的形式肯定會更層出不窮。1.1.1 車架結(jié)構(gòu)與設(shè)計技術(shù)進展1.1.1.1車架整體結(jié)構(gòu)車架主要由縱梁、橫梁、發(fā)動機支架、離合器支架及其他附件組合而成。車架按照工藝的不同又分為焊接車架、鉚接車架、鉚/焊接的車架。中重型卡車主要采用鉚接車架。車架按結(jié)構(gòu)的不同來分類主要結(jié)構(gòu)型式有：邊梁式車架、X型車、無梁式車架、中梁式車架（或稱脊骨式車架）和綜合式車架。其中以邊梁式車架應用最廣。邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅固的剛性構(gòu)架。通常用低合金鋼板沖壓而成，斷面形狀一般為槽形，也有的做成Z字形或箱形斷面。其結(jié)構(gòu)特點是便于安裝駕駛室、車廂及一些特種裝備和布置其它總成，有利于改裝變型車和發(fā)展多品種汽車。被廣泛采用在載貨汽車，皮卡和大多數(shù)的越野汽車上。近代轎車為了保證良好的整車性能，盡量降低中心和有利于前后懸架的布置，把結(jié)構(gòu)需要放在第一位，兼顧車架加工工藝性，所以車架形狀設(shè)計的比較復雜而實用，具體形式見圖1-1。圖1-1 邊梁式車架無梁式車架用車身兼做車架。汽車的所有零部件、總成都安裝在車身上，載荷也由車身來承受如具體形式見圖1-2所示。車身底板用縱梁和橫梁加固，車身剛度較好，質(zhì)量較輕，但制造要求高。目前廣泛用于轎車和客。 圖1-2 無梁式車架X型車架由兩根縱梁以及X梁組成，如圖1-3，實際上是邊梁式車架的改進，有一定的抗扭剛度，X橫梁能將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)閺澗?，對短而寬的車架，這種效果最明顯。圖1-3 X車架中梁式車架只有一根位于中央而貫穿汽車全長的縱梁，亦稱為脊骨式車架，具體形式見圖1-4。中梁式車架有較好的抗扭轉(zhuǎn)剛度和較大的前輪轉(zhuǎn)向角，在結(jié)構(gòu)上允許車輪有較大的跳動空間，便于裝用獨立懸架，從而提高了汽車的越野性；與同噸位的載貨汽車相比，其車架輕，整車質(zhì)量小，同時質(zhì)心也較低，故行駛穩(wěn)定性好；車架的強度和剛度較大；脊梁還能起封閉傳動軸的防塵罩作用。但是制造工藝復雜，精度要求高，總成安裝困難，維護修理也不方便，故目前應用較。 圖1-4 中梁式車架綜合式車架的前后部分相似于邊梁式車架，以便分別安裝發(fā)動機和驅(qū)動橋，中部為一短脊梁管，傳動軸從短管內(nèi)通過，具體形式見圖1-5。是邊梁式和脊梁式的綜合，中部的抗扭剛度合適，但中部地板凸包較大，制造工藝復。 圖1-5 綜合車架1.1.1.2車架設(shè)計技術(shù)進展由于車架的結(jié)構(gòu)和受力的復雜性，手工計算是無法完成的。自20世紀80年代以來，隨著CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展和推廣以及計算機軟硬件的發(fā)展，國內(nèi)汽車行業(yè)已開始將CAD/CAE應用于汽車車架的設(shè)計計算中。運用大型通用軟件進行汽車車架零件CAD建模，采用構(gòu)件裝配方法建立了車架三維模型。利用ideas對某車型車架進行有限元建模，對車架按5個靜態(tài)工況進行計算分析，同時對車架進行了動態(tài)分析，并對實驗結(jié)果和計算結(jié)果進行了比較分析。分析后得到車架應力和變形的數(shù)值及規(guī)律，從而設(shè)計和改善車。 1.1.2 車架性能分析技術(shù)進展早期汽車車架的結(jié)構(gòu)分析方法采用的是試驗方法、設(shè)計和試驗交叉這兩種。通過將車架簡化成兩根縱梁,再對其進行彎曲強度校核,顯然滿足不了汽車車架的設(shè)計要求早期多采用梁單元進行結(jié)構(gòu)離散化。分析的初步結(jié)果是令人滿意的，但由于梁單元本身的缺陷，例如梁單元不能很好的描述結(jié)構(gòu)較為復雜的車架結(jié)構(gòu)，不能很好的反應車架橫梁與縱梁接頭區(qū)域的應力分布，而且它還忽略了扭轉(zhuǎn)時截面的翹曲變形，因此梁單元分析的結(jié)果是比較粗糙的，而板殼單元克服了梁單元在車架建模和應力分析時的局限，基本上可以作為一種完全的強度預測手段，逐漸被應用到汽車車架結(jié)構(gòu)分析中，使分析精度大為提。從60年代起就開始運用有限元法進行汽車車架結(jié)構(gòu)強度和剛度的計算。1970年美國宇航局將NASTRAN有限元分析程序引入汽車結(jié)構(gòu)分析中，對車架結(jié)構(gòu)進行了靜強度有限元分析，減輕了車架的自重，是最早進行車架輕量化的分析。當前國外各大汽車公司利用有限元軟件進行車架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、模態(tài)分析的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其工作重心已轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應分析、噪聲分析、碰撞分析等領(lǐng)域。而我國大約是在七十年代末才把有限元法應用于車架的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計分析中。在有限元法對汽車車架結(jié)構(gòu)的分析中，早期多采用梁單元進行結(jié)構(gòu)離散化。近十年來，由于計算機軟件與硬件的飛速發(fā)展，板殼單元逐漸被應用到汽車車架結(jié)構(gòu)分析中，使分析精度大為提高，由過去的定性或半定量的分析過度到定量階段，當前國內(nèi)對于有限元法應用于車架結(jié)構(gòu)分析的研究只是限于車架或車架結(jié)構(gòu)在靜態(tài)扭轉(zhuǎn)、彎曲載荷以及幾種極限工況載荷作用下的分析，得出車架結(jié)構(gòu)的靜態(tài)應力分布，并對其進行了局部的修改，由于軟硬件對計算模型規(guī)模的限制，模型的精細化程度不夠，因而結(jié)構(gòu)的剛度、強度分析的結(jié)構(gòu)還比較粗略，計算結(jié)果多用來進行結(jié)構(gòu)的方案比較，離虛擬實驗的要求還有相當大的差距。1.1.3 車架制造工藝技術(shù)進展（1）加工方式的進展車架是重要承載件，多用模壓成型工藝，故要求材料有較高的強度、塑性、疲勞耐久性、碰撞能量吸收能力和焊接性等，一般選用成型性能較好的高強度鋼板、超細晶粒鋼板和超高強度板。傳統(tǒng)制造方法分為熱加工和冷加工，熱加工包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面改性等。冷加工包括切削、沖壓、特種加工等?，F(xiàn)代制造技術(shù)以機械為主，交叉融合了光、電、聲、材料、管理等學科的綜合。（2）選材方面的進展車架選材方面，汽車大梁不但承受較大的靜載荷，而且要承受一定的沖擊、振動等，故要求鋼板有一定強度、耐疲勞性能、沖壓性能和冷彎性能。目前在汽車制造中，汽車車架使用最多的是優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼16Mn厚鋼板制造橫縱梁等結(jié)構(gòu)件。這種鋼板具有良好的塑性加工性能、沖壓性能、冷彎性能、拼焊性能，強度和剛度也能滿足汽車車架使用要求。（3）加工工藝流程的進展車架焊接一般經(jīng)歷下列幾個工程，加熱熔化冶金反應結(jié)晶固態(tài)相變形成接頭。目前國內(nèi)車架一般加工工藝流程已經(jīng)發(fā)展為：縱梁準備縱梁橫梁裝配支撐板裝配橫梁鉚接翻轉(zhuǎn)鉚接零部件補裝零部件鉚接翻轉(zhuǎn)、打印流水號車架調(diào)整調(diào)運轉(zhuǎn)涂。 1.2 車架設(shè)計與制造中的存在問題（1） 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面1) 車架輕量化問題 通過加厚車架板件能夠很好地提高其剛度，但是這會增加車架質(zhì)量，降低汽車燃油經(jīng)濟性。為了保證汽車具有足夠的剛度和燃油經(jīng)濟性，車架輕量化成為載貨汽車的發(fā)展趨勢。 2） 車架受激勵產(chǎn)生振動的問題 現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都具有車架，用于支承聞結(jié)汽車的各零部件，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷。汽車車架受到來自路面和車橋的激勵產(chǎn)生振動，因某些結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，由于振動而產(chǎn)生彎曲，扭轉(zhuǎn)等變形，會造成某些部件疲勞破壞，甚至斷裂。 （2）性能分析方面1）車架總體碰撞性能能否達到要求對于非承載式車身結(jié)構(gòu)的車輛來說,車架是汽車碰撞中最主要的吸能元件,50%以上的撞擊能量均為車架所吸收,因此研究車架的碰撞特性有著重要意義。2）車架碰撞恢復性能問題汽車碰撞后車架可修復的能力。3） 由于有限元分析法等技術(shù)的缺陷引發(fā)的問題有限元方法僅把車架簡化為理想的模型，所加載的力和所處工況并不能全面體現(xiàn)車架實際使用時的復雜條件下的形式。（3）制造工藝方面車架涂裝問題我國車架涂裝水平相差比較懸殊，大批量生產(chǎn)總體上好于小批量生產(chǎn)。存在的共性問題是，銳邊、焊縫及縫隙部位涂漆不完全，即使采用陰極電泳，由于結(jié)構(gòu)限制及工序間銹蝕導致前處理不良，也不能避免這些質(zhì)量缺陷。與國外相比，我們最好的水平與日本和韓國相當，但不及歐美。1.3車架總布置設(shè)計方案1.3.1 方案一采用邊梁式車架，動力裝置采用前置后驅(qū)，見圖1-6。 圖1-6 總布置一優(yōu)點：1.操控性好。后輪負責驅(qū)動，令前輪可專注于轉(zhuǎn)向工作，因此轉(zhuǎn)向時的車輛反應更加敏捷；2.因為一些組件從車輛前部移至后部，使整車的前后配重比可以接近或達到50：50的完美比例，大大提升了車輛行駛的平衡性和穩(wěn)定性，所以操控性更加優(yōu)異，這就是為什么大多數(shù)跑車采用后輪驅(qū)動的原因；3.起步加速表現(xiàn)好，舒適度高。車輛汽車起步、加速或爬坡時重心后移，后輪作為驅(qū)動輪抓地力增強，有利于車輛起步、加速或爬坡，提供更好的行駛穩(wěn)定性和舒適度；4.維修容易，前置后驅(qū)的安排使發(fā)動機、離合器和變速器等部件更接近駕駛室，簡化了操縱機構(gòu)的布局和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，便于車輛的保養(yǎng)和維修。缺點：傳動路線長，動力損耗大，傳動效率低，結(jié)構(gòu)復雜，成本增加，不利于車輛的燃油經(jīng)濟性。 將運用有限元分析法對車架的靜動態(tài)特性進行分析，進而對其結(jié)構(gòu)進行設(shè)計、改性和優(yōu)化。將從車架的使用性能、制造工藝進行分析。1.3.2 方案二采用中梁式車架，中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，因此亦稱為脊梁式車架，見圖1-7，多用于越野車。圖1-7 總布置二優(yōu)點：這種結(jié)構(gòu)對于橫向彎曲及其水平菱形扭動有很好的抵御作用。缺點：制造工藝復雜，維修不便。1.4 車架總布置方案論證1.4.1 使用性能分析1.4.1.1碰撞安全性車架碰撞變形主要有5種類型：左右彎曲變形、上下彎曲變形、斷裂變形、菱形變形、扭轉(zhuǎn)變形。圖1-8、圖1-9、圖1-10所示為車架碰撞變形圖。圖1-8 車架前后部的左右彎曲變形 圖1-9 車架前后部的上下彎曲變形圖1-10 車架扭曲變形方案一：由以上分析可以看出，車架縱梁的主要變形發(fā)生在縱梁的拱形處。拱形凸起處是縱梁結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，針對這種情況，我們在設(shè)計時，在前后縱梁端部增加一段波紋加工過的碰撞吸能區(qū)，如圖1-11，并將該吸能區(qū)用螺栓連接在縱梁上，在碰撞時可以充分吸收碰撞能量。圖1-11 車架吸能區(qū)示意圖邊梁式車架的縱梁在其最大寬度處支撐著車身，在車身受到側(cè)向沖擊時可以為乘員提供保護，在正面碰撞時，可以吸收大部分能量，在側(cè)向碰撞中，由于中心梁靠近前面地板邊側(cè)構(gòu)件，使乘坐室受到保護，同時因乘坐室地板低，從而質(zhì)心降低，具體布置見圖1-12。圖1-12 邊梁式車架示意圖在縱梁內(nèi)部增加防撞梁可以有效避免碰撞，布置如圖1-13。 圖1-13 前后保險杠示意圖方案二：碰撞時對于橫向彎曲及其水平菱形扭動有較好的抵御作用。傳動軸由中梁內(nèi)孔通過，主減速器殼通常固定在中梁尾端。中梁式車架的結(jié)構(gòu)特點是中梁的斷面可做成管形或箱形，中梁式車架有較大的扭轉(zhuǎn)剛度并使車輪有較大的運動空間，便于采用獨立懸架，車架較輕，減輕了整車質(zhì)量，重心也較低，行駛穩(wěn)定性好。但整體碰撞性能不如邊梁式車架。1.4.1.2強度方案一：邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干橫梁組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅固的剛性結(jié)構(gòu)。方案二：中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，中梁的斷面可以做成管型或者箱型。這種結(jié)構(gòu)的車架有較大的扭轉(zhuǎn)剛度，使車輪有較大的運動空間。1.4.1.3成本 車架的使用性能成本主要體現(xiàn)在保養(yǎng)與故障維修方面。方案一：邊梁式車架出現(xiàn)的主要故障及其解決方法有：（1） 車架總成變形的校正，其解決辦法為：用兩根導鏈栓住某一個固定位臵,用千斤頂將車架寬度最小的位臵用力往外頂,頂出超出車架寬度的尺寸,停留半小時后在把千斤頂松掉進行檢測車架的寬度是否符合尺寸的要求即可。（2） 彎曲變形，其解決方法為：用一個導鏈栓住縱梁離地面高的一端固定在地樁上,用千斤頂頂住離地面低的一端,用力往上頂超出另一端的高度5-10CM停留半小時后松掉進行檢測,左右離地面高度在公差范圍內(nèi)即可。（3） 車架各部位鉚釘松動脫落的維修，其解決方法為：車架總成原使用的鉚釘松動脫落可用10.9級的高強度螺栓緊固.平衡軸懸掛橫梁下邊的鉚釘松動脫落必須用高強度螺栓自鎖螺母緊固,并使用螺紋緊固膠。方案二：中梁式車架的維護，其解決方法有：（1）按期清洗車架上的泥垢，清洗時，只能用水沖或用毛刷子洗刷，而不能用鐵片鏟刮。（2）帶拖車時，起步應緩慢，以免掛鉤或牽引鉤斷裂或車架變形。拉桿不可彎曲，要能靈活移動,可用機油加以潤滑。（3）車架上的漆如脫落，應及時補好，以防銹蝕。（4）在進行一級維護時，應仔細檢查車架的鉚釘是否松動，縱橫梁有無裂紋和彎曲之處。（5）進行二級維護時，應全面檢查車架是否彎曲、扭轉(zhuǎn)、斷裂、開焊或鉚釘松動。1.4.1.4法規(guī) 設(shè)計車架符合標準編號：QC/T 457-2013 救護車、標準編號：WS/T 292-2008 救護車、標準編號：GB17354-1998 汽車前、后端保護裝置1.4.2 制造工藝分析1.4.2.1成本 方案一汽車結(jié)構(gòu)的輕量化對汽車節(jié)能和環(huán)保具有重要意義，對汽車進行減重，可以節(jié)約原材料的使用，使汽車的制造成本隨之下降，同時重量輕的汽車也意味著較低的燃油消耗，有利于節(jié)能環(huán)保。由于車架重量占汽車重量的比重較大，所以減輕車架重量又成為車輛輕量化研究中的重點。槽型梁主要工序為折彎，成本低。邊梁式車架結(jié)構(gòu)簡單，較為容易制造出。橫縱梁之間采用鉚接，易加工，成本低。方案二：中梁式車架要求精度較高，與同噸位的載貨汽車相比，其車架輕，整車質(zhì)量小，采用的制造方法多為較精細的方案，加工難度高，總成安裝困難，維護修理也不方便，目前應用較少。1.4.2.2法規(guī) 設(shè)計車架符合標準編號：QC/T 457-2013 救護車、標準編號：WS/T 292-2008 救護車、標準編號：GB17354-1998 汽車前、后端保護裝置1.4.2.3環(huán)境保護不管是方案一還是方案二，裝配過程中都有可能用到焊接的裝配方法，焊接對環(huán)境的主要危害有： （1）焊接操作者面臨隨時可能發(fā)生的著火、爆炸、觸電、灼燙、高處墜落和急性中毒等危險，以及弧光、電焊煙塵、有毒氣體、高頻電磁輻射、射線、噪聲和熱輻射等有害因素的影響，容易發(fā)生工傷事故和職業(yè)危害，并造成環(huán)境污染。 （2）焊接煙塵： 焊接煙塵粒子小，煙塵呈碎片狀，粒徑為1m左右,粘性大。 有害氣體：焊接時高溫電弧下產(chǎn)生的，主要有臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。 （3）高頻電磁輻射：氬弧焊接和等離子焊接的擴大應用產(chǎn)生的。當?shù)入x子焊和氬弧焊采用高頻振蕩器引弧時，振蕩器要產(chǎn)生強烈的高頻振蕩，擊穿鎢極與噴嘴之間的空氣隙，引燃等離子弧。另外，又有一部分能量以電磁波的形式向空間輻射，形成了高頻電磁場，對局部環(huán)境造成污染。 （4）光輻射:各種明弧焊、保護不好的隱弧焊以及處于造渣階段的電渣焊，都要產(chǎn)生外露電弧，形成光輻射。光輻射的強度取決于以下因素：焊接工藝參數(shù)，焊接方法，距施焊點的距離以及相對位置，防護方法。綜上所述，經(jīng)過綜合考慮，選擇方案一進行設(shè)計。1.5 參考文獻1 黃天澤，黃金陵.汽車車架結(jié)構(gòu)與設(shè)計J. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 2 王永倫.汽車制造工藝基礎(chǔ)J. 機械工業(yè)出版設(shè),2012-01-013 汽車構(gòu)造M. 機械工業(yè)出版社 , 李晶華主編, 20064 陳家瑞 汽車構(gòu)造 下冊 北京：人民交通出版社 2002.25 谷安濤,常國振.汽車車架設(shè)計計算的有限元法J. 汽車技術(shù),1977(6):54-656 張宏偉. 客車車身結(jié)構(gòu)有限元分析，大連理工大學碩士論文，2005.127 王永倫.汽車制造工藝基礎(chǔ)J. 機械工業(yè)出版設(shè),2012-01-018 汽車制造工藝基礎(chǔ) 謝永東 機械工業(yè)出版社 2008-1-19 有限元法應用于汽車車架結(jié)構(gòu)分析中的幾個問題 黃金陵 吉林工業(yè)大學學報 1980年01期.59第2章 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模第2章 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模2.1 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）功能和可靠性 車架設(shè)計首先要保證的就是產(chǎn)品的功能和可靠性，并且要保證產(chǎn)品有良好的工藝性。車架設(shè)計是一項創(chuàng)造性勞動，新穎的設(shè)計要求有新的構(gòu)思，對此設(shè)計人員一方面應大膽的采用新理論和新結(jié)構(gòu)，另一方面也要總結(jié)經(jīng)驗采用原有的成功的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。車架設(shè)計涉及到工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，主要基本要素有：材料、強度、撓度、剛度、穩(wěn)定性；摩擦、磨損、潤滑；形狀、尺寸、表面加工、體積、重量、風格；溫度、噪聲、腐蝕；可靠性；控制；使用、安全、價格；以及維修等。（2）強度計算 車架屬于整車中的關(guān)鍵件，其中強度不夠產(chǎn)生的斷裂直接影響著整車可靠性和安全性。因此在設(shè)計車架時強度時零件的基本要求。設(shè)計人員應當盡可能精確地確定作用在零件上載荷地性質(zhì)、大小、方向和作用點。由于在設(shè)計中一方面很難確定載荷的全部要素；而且即使同一種材料做成的試樣對載荷、溫度、環(huán)境等條件 所顯示地抵抗能力也會出現(xiàn)差異。這樣，計算的結(jié)果就不能準確的表示實際的承載能力。為此，在車架設(shè)計中常做出各種假設(shè)，以便對產(chǎn)品進行力學計算和強度分析。假設(shè)既要反映實際情況，又要便于計算。一般這種假設(shè)都偏于保守，也有考慮不周而失效的。所以對于車架的設(shè)計必須要通過試驗和試用，證明該產(chǎn)品的設(shè)計是成功的。車架一般設(shè)計流程如圖2-1所示圖2-1 設(shè)計流程圖注釋說明：1）需要設(shè)計輸入的參數(shù)有如下內(nèi)容：整車總體尺寸參數(shù)、貨箱尺寸參數(shù)、軸距布置尺寸、整車前后懸尺寸、整車最大承載量等2）影響車價寬度的尺寸確定的參數(shù)有：整車寬度、車橋輪距、轉(zhuǎn)向橋的最大轉(zhuǎn)向、懸架彈簧中心跨距、發(fā)動機外廓尺寸等3）車架材料確定需考慮的參數(shù)有：縱梁截面尺寸范圍、加工制造工藝可能性、Benchmark、車輛承載范圍等4）確定車技縱梁截面尺寸需要考慮的指標有：縱梁截面抗彎強度5）確定車架橫梁結(jié)構(gòu)需要考慮的指標有：加工制造工藝可能性、Benchmark、車架抗扭強度、動力傳動總成的布置情況、是否帶牽引鉤等6）車架布置需要考慮的因素有：動力傳動總成布置情況、取力器或減震器的布置、懸掛布置7）車架FEA分析按國家標準或企業(yè)標準8）車價零件工程設(shè)計輸出的數(shù)據(jù)有：零件詳細三維數(shù)模、零件詳細工程圖紙、零件材料、零件重量、零件加工公差要求9）車架臺架測試方法：車架臺架疲勞試驗根據(jù)設(shè)計慣例、各項標準及要求，擬選用邊梁式車架，主要由兩根縱梁和7根橫梁鉚接而成。橫梁也用鋼板沖壓成槽形，以增強車架的抗扭強度。前橫梁上裝置冷卻水散熱器，第二根橫梁作為發(fā)動機的前懸置支座。為了盡可能降低發(fā)動機的位置，以改善駕駛員的視野，因此該橫梁做成下凹形。兩根縱梁和所有橫梁鉚接后，其前后寬度有相應變化，避免縱梁寬度轉(zhuǎn)折處應力集中，提高車架的使用壽命。車架前端裝有橫梁式的緩沖件保險杠。當汽車突然受到障礙物的沖擊時，它可以保護翼子板和散熱器，使之不受損傷。2.1.1 梁截面結(jié)構(gòu)設(shè)計縱梁用鋼板沖壓成槽形。其特點是容易成型，彎曲剛度大、強度高，零件安裝與緊固方便?？v梁斷面尺寸確定應依據(jù)車型的最大承載量、用途和使用工況來確定。首橫梁即第一橫梁，一般為通用槽型橫梁。元寶梁整體形狀設(shè)計為U型，一方面可以避開發(fā)動機和變速箱的干涉，另一方面可以增加發(fā)動機、變速箱部位車架的強度和抗扭剛度，減少安裝在車架上的動力傳動系統(tǒng)懸置的振動幅度。第三橫梁則應避開與變速箱傳動軸等部件的干涉的同時，還要考慮平臺之間車架的通過性，而且要盡量靠前，改善元寶梁的受力狀態(tài)。對于單后橋車型，后懸架為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)，在后懸與車架的前后支架點處各布置一橫梁，以承受后橋傳來的載荷，同樣采用槽型梁結(jié)構(gòu)。前后保險杠統(tǒng)一采用呂型截面縱梁、橫梁、保險杠截面設(shè)計草圖如圖2-2所示，其中a、c為橫梁，d為縱梁，b為保險杠。 a b c d圖2-2 各梁及保險杠截面所選材料依據(jù)建議的類型（形狀、高度）以及材料厚度可以滿足材料應力極限，一般情況下，通過計算后可得到的應力值是材料屈服極限的三分之一，被認為是安全的。衡量截面校核：截面形狀校核,將縱梁簡化為簡直梁，應用平行移軸定理和圖乘法計算當撓度為1mm時縱梁所承受的載荷，圖2-3為圖乘法力矩圖。圖2-3 圖乘法力矩圖求得F=404kN，載重滿足要求2.2.2接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計鉚接的主要特點是：工藝簡單、聯(lián)接可靠、抗振、耐沖擊。相對螺栓聯(lián)接而言，鉚接更為經(jīng)濟、重量更輕，適于自動化安裝。縱梁與橫梁連接接頭采用鉚接，如圖2-4所示。圖2-4 鉚接接頭元寶梁與橫梁連接采用電阻點焊。電阻點焊具有的采用內(nèi)部熱源、熱量集中、熱影響區(qū)小、產(chǎn)品變形小，能獲得較好地表面加工質(zhì)量、易操作、不使用外加焊接耗材等特點，如圖2-5所示。圖2-5 焊接接頭2.2 車架三維建模2.2.1 縱梁幾何模型建立縱梁使用CATIA多截面曲面功能，在縱梁首尾兩端截面建立截面的草圖，并以縱梁空間曲線為引導線，建立多截面曲面，如圖2-6所示。圖2-6 縱梁-多截面曲面然后使用加厚曲面功能，雙向偏移生成實體，如圖2-7所示。圖2-7 縱梁幾何模型2.2.2 保險杠幾何模型建立使用CATIA掃掠功能，輪廓為保險杠截面，引導曲線為能反映保險杠形狀的草圖曲線，如圖2-8所示。圖2-8保險杠-掃掠然后使用加厚曲面功能，雙向偏移生成實體，如圖2-9所示。圖2-9 保險杠幾何模型吸能盒則用凸臺建立，如圖2-10所示。圖2-10 吸能盒幾何模型最后得到完整保險杠幾何模型如圖2-11所示。圖2-11 保險杠與吸能盒幾何模型2.2.3 橫梁幾何模型建立橫梁幾何模型建立與保險杠相似，均是以掃掠功能為基礎(chǔ)，然后使用加厚曲面得到的。包括元寶梁在內(nèi)，一共7根橫梁，如圖2-12所示。圖2-12 橫梁幾何模型2.2.4 接頭幾何模型建立接頭幾何模型建立與吸能盒相似，通過建立凸臺生成，接頭模型如圖2-13所示圖2-13-a 接頭幾何模型圖2-13-b 全部接頭幾何模型2.2.5 車架整體裝配簡述車架整體裝配過程，并給出車架幾何、物理信息，包括質(zhì)心、重量、慣量等。按照統(tǒng)一坐標系建立各零件模型，將各Part導入同一Product，即可自動裝配。使用應用材料命令，分別將鋼和鋁應用給車架和保險杠，得到渲染圖，再使用測量慣量命令，即可得出質(zhì)心、重量、慣量等物理量，如圖2-14所示。圖2-14渲染圖及慣量測量第3章 車架有限元模型建立與性能仿真分析第3章 車架有限元模型建立與性能仿真分析3.1有限元模型建立要點技術(shù)說明將實際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為有限元分析模型時，一般需考慮下面幾點：(1) 結(jié)構(gòu)對稱性的利用；(2) 刪除細節(jié)；(3) 減維（選取合適的單元類型）；(4) 有限元網(wǎng)格劃分；(5) 邊界條件的處理；(6) 建立節(jié)點載荷。對于具體對稱性的結(jié)構(gòu)，可利用對稱性來減少計算的規(guī)模。3.1.1刪除細節(jié)實際結(jié)構(gòu)往往是復雜的，在建立力學模型時常常將構(gòu)件或零件上的一些細節(jié)加以忽略而刪去，例如構(gòu)件的小孔、淺槽等。刪除細節(jié)的基本思想是“著眼于整體特征而不及其余”，因為這些細節(jié)對問題求解的影響很小，因而可以忽略。從幾何上看，細節(jié)的某些尺寸與分析對象的總體尺寸相比是很小的，而且對問題的影響可以忽略；但尺寸細小是一個必要的條件而不是充分條件，例如有一個小孔橫向貫穿于軸，這個小孔對軸的剛度也許沒有多大影響，但是對于疲勞強度和應力集中卻不一定能予以忽略。所以，細節(jié)可否刪除，要多方面考慮，諸如分析的目標、載荷與約束情況等等，需要具體問題具體分析。3.1.2減維任何構(gòu)件或零部件都是三維的，但是當其某一個方向或某兩方向的尺寸遠小于其他方向的尺寸時，就可以簡化為桿或板，這種簡化稱為減維。如果構(gòu)件在兩個方向的幾何尺寸為同一數(shù)量級，則往往簡化為二維板件。通常，這種構(gòu)件的厚度至少應小于長、寬最小尺寸的1/51/8，根據(jù)受力特點，分別用模單元、板單元或殼單元來模擬。本次分析的車架使用殼單元模擬。3.2零部件性能仿真分析3.2.1 縱梁性能仿真分析1) 幾何條件：槽形截面，厚度為7mm；2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在前后懸與縱梁連接處設(shè)置約束，前懸處約束x，y，z方向滑動和繞x，z的轉(zhuǎn)動；后懸處約束y，z方向滑動和繞x，z方向轉(zhuǎn)動。4) 加載條件：利用對稱性，經(jīng)過簡化，在單根縱梁的正中間選取幾個點加載所設(shè)計車輛的一半載重量，如圖3-1所示。圖3-1 縱梁約束與載荷的加載縱梁如上述加載約束和載荷后，進入Hyperview查看計算結(jié)果，其中縱梁變形如圖3-2所示，縱梁在此工況下的應力狀況如圖3-3所示。圖3-2 Hyperview縱梁變形分析圖圖3-3 Hyperview縱梁應力分析圖3.2.2 保險杠性能仿真分析1) 幾何條件：呂字形截面，與縱梁螺栓連接，厚度為7mm；2) 物理條件：采用鋁合金制造，彈性模量E=70000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在兩邊設(shè)置全約束；4) 加載條件：經(jīng)過簡化，在保險杠的正中間選取幾個點加載掛鉤所施加的載荷，如圖3-4所示。圖3-4 保險杠約束與載荷的加載保險杠如上述加載約束和載荷后，進入Hyperview查看計算結(jié)果，其中保險杠變形如圖3-5所示，保險杠在此工況下的應力狀況如圖3-6所示。圖3-5 Hyperview保險杠變形分析圖圖3-6 Hyperview保險杠應力分析圖3.2.3 橫梁性能仿真分析3.2.3.1 元寶梁1) 幾何條件：槽形截面，與縱梁焊接，厚度為7mm；2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在其兩端與縱梁連接處設(shè)置全約束；4) 加載條件：利用對稱性，經(jīng)過簡化，在其正中間選取幾個點加載所設(shè)計發(fā)動機的重量，如圖3-7所示。圖3-7 元寶梁約束與載荷的加載元寶梁如上述加載約束和載荷后，進入Hyperview查看計算結(jié)果，其中縱梁變形如圖3-8所示，縱梁在此工況下的應力狀況如圖3-9所示。圖3-8 Hyperview元寶梁變形分析圖圖3-9 Hyperview元寶梁應力分析圖經(jīng)過對元寶梁變形和應力的分析，得出結(jié)論：目前所用方案可以被進行進一步優(yōu)化。于是將其厚度改為5mm。再次使用Hyperview分析：其中縱梁變形如圖3-10所示，縱梁在此工況下的應力狀況如圖3-11所示。圖3-10 Hyperview優(yōu)化后元寶梁變形分析圖圖3-11 Hyperview優(yōu)化后元寶梁應力分析圖優(yōu)化后的元寶梁較之前既能達到使用需求，又節(jié)省了材料，使得整車重量減輕。3.2.3.2 第三橫梁1) 幾何條件：槽形截面，與縱梁鉚接，厚度為7mm；2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：兩端與縱梁連接處設(shè)置全約束。4) 加載條件：利用對稱性，經(jīng)過簡化，在橫梁的一側(cè)選取幾個點加載所設(shè)計油箱重量，如圖3-12所示。圖3-12 第三橫梁約束與載荷的加載第三橫梁如上述加載約束和載荷后，進入Hyperview查看計算結(jié)果，其中縱梁變形如圖3-13所示，縱梁在此工況下的應力狀況如圖3-14所示。圖3-13 Hyperview第三橫梁變形分析圖圖3-14 Hyperview第三橫梁應力分析圖經(jīng)過對變形和應力的分析，得出結(jié)論：目前所用方案可以被進行進一步優(yōu)化。于是將其厚度改為3mm。再次使用Hyperview分析：其中縱梁變形如圖3-15所示，縱梁在此工況下的應力狀況如圖3-16所示。圖3-15 Hyperview優(yōu)化后第三橫梁變形分析圖圖3-16 Hyperview優(yōu)化后第三橫梁應力分析圖優(yōu)化后的第三橫梁較之前既能達到使用需求，又節(jié)省了材料，使得整車重量減輕。3.2.4 接頭性能仿真分析3.2.4.1彎曲剛度分析1) 幾何條件：采用鉚接,橫梁、縱梁、接頭厚度均為7mm；2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在接頭兩邊設(shè)置全約束；4) 加載條件：在目標橫梁上加載4000N的載荷，如圖3-17所示。圖3-17 接頭彎曲剛度測量約束與載荷的加載圖3-18 接頭彎曲剛度測量變形分析圖接頭剛度計算：3.2.4.2 扭轉(zhuǎn)剛度分析1）幾何條件：采用鉚接, 橫梁、縱梁、接頭厚度均為7mm；2）物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3）邊界條件：在接頭兩邊設(shè)置全約束；4）加載條件：在目標橫梁上加載的載荷，如圖3-19所示。圖3-19 接頭扭轉(zhuǎn)剛度測量約束與載荷的加載圖3-20 接頭扭轉(zhuǎn)剛度測量變形分析圖接頭扭轉(zhuǎn)剛度計算：進行優(yōu)化，將橫梁厚度改為3mm，縱梁厚度為7mm，接頭厚度改為3mm。優(yōu)化后的接頭剛度計算：3.2.5 車架總體結(jié)構(gòu)性能仿真分析3.2.5.1 彎曲剛度分析1) 幾何條件：除元寶梁為焊接外，其余部位連接均采用鉚接，橫梁厚度為 7mm，縱梁厚度為7mm； 2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在前后軸處設(shè)置全約束；4) 加載條件：在縱梁前后承重位置上加載總和為40000N的載荷，如圖3-21 所示。圖3-21 整體彎曲剛度測量約束與載荷的加載圖3-22 整體彎曲剛度測量Z向變形分析整體彎曲剛度計算：3.2.5.2 扭轉(zhuǎn)剛度分析1) 幾何條件：除元寶梁為焊接外，其余部位連接均采用鉚接，橫梁厚度為 7mm，縱梁厚度為7mm；2) 物理條件：采用16Mn制造，彈性模量E=210000MPa，泊松比=0.3；3) 邊界條件：在后軸處設(shè)置約束，約束XYZ三軸的滑動；4) 加載條件：在縱梁前承重位置上扭矩為10840000Nmm的扭矩，如圖 3-23所示。圖3-23 整體扭轉(zhuǎn)剛度測量約束與載荷的加載圖3-24 整體扭轉(zhuǎn)剛度測量Z向變形分析整體扭轉(zhuǎn)剛度計算：經(jīng)過對整體彎曲扭轉(zhuǎn)工況下剛度的計算，得出結(jié)論：目前所用方案可以被進行進一步優(yōu)化。于是如前部分優(yōu)化所示，將橫梁厚度改為3mm，元寶梁厚度改為5mm，縱梁厚度為7mm。再次使用Hyperview分析：其中整體彎曲變形如圖3-25所示，整體扭轉(zhuǎn)變形如圖3-26所示。圖3-25 優(yōu)化后整體彎曲剛度測量Z向變形分析圖3-26 優(yōu)化后整體扭轉(zhuǎn)剛度測量Z向變形分析優(yōu)化后整體彎曲剛度計算：優(yōu)化后整體扭轉(zhuǎn)剛度計算：綜上所述：優(yōu)化后的整體車架較之前既能達到使用需求，又節(jié)省了材料，使得整車重量減輕。第4章 車架制造工藝可行性分析第4章 車架制造工藝可行性分析4.1關(guān)于制造工藝過程中的討論4.1.1關(guān)于“車架縱橫梁連接方式的確定”的討論討論時間：2018年1月4日 本次討論就車架縱橫梁連接方式的問題展開，經(jīng)查閱資料可知車架有三種連接方式，分別為焊接，鉚接和螺紋連接，本次討論要確定出哪種連接方式更適合本次項目中的車架。李學同同學提出觀點，她認為焊接工藝更為適合我們的車架，因為焊接工藝適應性很廣泛，可以適用于任何材料。羅同學同學進行了補充，他贊同地說，除了適應性廣泛之外，焊接工藝成本低廉，比起鉚接和螺紋連接工藝，焊接工藝更為經(jīng)濟，還可以節(jié)省材料，同時可節(jié)省劃線、鉆孔、裝配等工藝。王學同學提出了不同的觀點，根據(jù)他查閱的資料，他認為焊接變形較大，鉚接連接變形小，對環(huán)境要求低，更占優(yōu)勢。王同同學認為雙方觀點都有道理，但更偏向于焊接連接，因為焊接的優(yōu)點更突出。最后組長李同學提出我們可以更為細節(jié)化的去確定方案。比如橫縱梁連接可以與元寶梁與縱梁的連接區(qū)分開來看。最終由于其位置形式不同，將此次二級項目車架縱梁與橫梁連接確定為鉚接，而元寶梁是插入縱梁槽內(nèi)的，確定其連接方式為焊接。4.1.2關(guān)于“沖壓工藝的確定及其對環(huán)境的影響”的討論討論時間：2018年1月8日本次討論就沖壓工藝展開了討論，沖壓工藝是必不可少的工藝，購進的原材料為鋼板，要把他沖壓為我們所需要的形狀，切斷多余的材料。大家查閱出整體要求，車架是整個汽車的基體，用于承載絕大部分重量和固定連接絕大多數(shù)零件。工作性質(zhì)要求車架具有足夠的強度和剛度，以承重載荷并且有形狀穩(wěn)定性，同時要求其質(zhì)量盡可能小。總體沖壓工藝流程：原材料入庫開卷線大件清洗涂油、小件開卷剪切沖壓生產(chǎn)線安裝模具、調(diào)試首件合格投入批量生產(chǎn)合格件防銹入庫所選沖壓為冷沖壓，包括分離工序和成型工序。操作簡單、省時省力、容易掌握，能獲得較為復雜的幾何形狀和尺寸。關(guān)于沖壓對環(huán)境的影響，主要是噪聲。集合大家提出的建議，總結(jié)為：嚴格控制工人在噪聲車間的工作時間。工廠應建立在遠離居民區(qū)的位置。設(shè)置隔聲屏障。優(yōu)先選用無噪聲或低噪聲的設(shè)備。采取可消減噪聲的工藝，盡量避免大負荷。4.1.3關(guān)于“焊裝工藝的確定及其對環(huán)境的影響”的討論討論時間：2018年1月9日本次討論就焊接工藝展開，因車架連接中用到了焊裝工藝，焊接對環(huán)境影響極大，因此，小組內(nèi)展開了討論?？紤]到各種焊接方式的優(yōu)缺點，最終確定為二氧化碳氣體保護焊，因為元寶梁是深入縱梁槽內(nèi)的，二氧化碳氣體保護焊對焊接空間要求低，無法采用縫焊和電焊。焊接工藝是工業(yè)生產(chǎn)中應用最為廣泛的工藝之一，但其本身工作條件惡劣，在焊接過程中，要在高溫條件下進行，同時會產(chǎn)生粉塵、錳、臭氧、二氧化氮等有害物質(zhì)，與此同時，還有噪聲的影響。長期工作在焊接環(huán)境下，使用錳焊條的作業(yè)工人，極易導致慢性的錳中毒。由于工作環(huán)境煙塵大量超標，工人的肺功能異常損傷超出平均百分比，嚴重噪聲，密閉環(huán)境，使工人聽力下降。經(jīng)討論分析，雖然工藝上近年已有改進，在規(guī)定上也有進步，但惡劣的工作環(huán)境還是有待改善，在煙塵、錳、噪聲等方面上仍需加大控制力度，減少對健康的損害。4.2零件沖壓工藝可行性分析4.2.1車架整體設(shè)計說明： 車架是整個汽車的基體，用于承載絕大部分重量和固定連接絕大多數(shù)零件。工作性質(zhì)要求車架具有足夠的強度和剛度，以承重載荷并且有形狀穩(wěn)定性，同時要求其質(zhì)量盡可能小。（具體結(jié)構(gòu)見4-1） 總體沖壓工藝流程：原材料入庫開卷線大件清洗涂油、小件開卷剪切沖壓生產(chǎn)線安裝模具、調(diào)試首件合格投入批量生產(chǎn)合格件防銹入庫所選沖壓為冷沖壓，包括分離工序和成型工序。操作簡單、省時省力、容易掌握，能獲得較為復雜的幾何形狀和尺寸。冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸的零件的壓力加工方法。金屬板料在沖壓力的作用下，其應力超過其強度極限而沿一定的輪廓線斷裂，成為分離工藝。分離工序又可分為落料、沖孔、切斷、切邊、剖切、切口和剪切等；金屬板料在沖壓力的作用下，超過其屈服強度極限但低于強度極限而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求