第六章车身的简化计算§6-1概述到目前为止，对待汽车尤其是车身计算载荷的方法，与对待其它交通工具的方法是不一样的。至今未制订出计算载荷的基本准则。飞机、船舶、铁道车辆等——以载荷的各种计算方法和标准规范为基础。不平路面→汽车激起不同的振动→车身、车架承受随机载荷→汽车结构产生疲劳损坏。——难以准确确定，随着科学技术的发展——如随机振动理论、结构分析技术、测试技术等的迅猛发展，为深入开展此项研究提供了基础。汽车行驶中所受的载荷一—两大类：1．疲劳载荷——造成疲劳破坏的随机载荷。只能用统计的方法描述。获得方法：①道路试验法对汽车在典型路面上进行短距离实测，然后用数理统计的方法对所测得的资料进行整理和推断，最后编制成载荷谱的方法来取得载荷资料。②数学分析法——根据积累的路面不平度的测量统计资料（路面功率谱密度）和反映结构参数的系统频率响应函数→求得相应的输出功率谱和均方值→进而求出构件的载荷方差和均方值。——可参考有关资料。疲劳载荷——适用于计算零部件的疲劳强度，估算疲劳寿命。2．偶然的大载荷——偶然因路面冲击引起这种大载荷将使构件的工作应力超过材料的屈服极限或强度极限而破坏。试验表明：若结构尺寸选择正确，能承受最大的偶然载荷的作用，则它的疲劳强度也足够。学习本章的目的在于对计算所需外力进行系统分析并给予科学、合理的确定。1如：§6-2车身的计算载荷一、动载荷和静载荷的关系静载荷——静止时，汽车悬挂着的自身载荷Gr和车身有效载荷（悬挂质量和额定装载质量）。动载荷——汽车在不平路面上行驶时所承受的载荷。汽车行驶时所受的载荷：经验表明：如结构的尺寸选择正确，该结构能承受最大的偶然载荷的作用，因此，疲劳强度亦足够。载荷计算的问题可以归结为如何确定动载荷向静载荷转变的系数。由车轴上的载荷分配→静载荷的大小，用动载荷系数→以车身壳体的静力分析取代疲劳计算。汽车行驶时，作用在车身上的惯性力Fd与自重和有效重量，以及加速度成正比：式中：Fst——静力，求自重量在车轴上的分配，N；g——重力加速度，m/s2；a——汽车加速度，m/s2；m——动载系数，m=a/g。即：动载力可以简化为一个静力与动载系数的乘积。在一般情况下，汽车行驶时作用在车身上有三个力和三个力矩：三个方向的力：垂直方向：Fz=mz·Gs式中：mz——垂直方向动载系数；Gs——悬挂质量，N。横向：Fy=my·Gs行驶方向（纵向）：Fx=mx·G式中：mx、mY——汽车纵向和横向动载系数。三个方向的力矩2水平面内弯曲力矩：Mz——绕z轴，x—y平面内扭转力矩：Mx——绕x轴垂直平面内弯曲力矩：My——绕y轴因所有壳体的EJx很大（材料的弹性模量和绕X轴的极惯性矩），在一般计算时，MZ可以忽略不计。二、对称垂直载荷——与汽车纵轴线对称的垂直载荷，是汽车行驶于不平路面上当前后两车轮同时碰到障碍物时产生。Fzs=mzs·Gs（N）式中：mzs——对称加载（垂直载荷）时的动载系数。Fzs将引起弯曲力矩My，使车身壳体在垂直方向发生弯曲变形。大量试验表明，最大垂直对称加速度值：轿车和客车在1.5～2.5g范围，而载重汽车其数值范围将更大一些。一般，对称加载动载系数：轿车：mzs=2.0～2.5；客车：mzs=2.0～2.5；载重汽车：mzs=3.0；特种汽车：mzs=3.5～4.0。mzs也可按下式计算：——日本推荐，前后轮同时驶上具有相等凸起高度的地面障碍时的动载系数（半经验公式）：式中：Ga——汽车总重力，N；C1、C2——前、后悬架与轮胎的合成刚度，N/mm；Ct1、Ct2——前、后轮胎刚度，N/mm；Cs1、Cs2——前、后悬架刚度，N/mm；δ——悬架变形系数：h——路障高度，mm。轿车、客车：h=80mm；货车：h=100mm。λ——经验系数，取1000(km/h)2；3Va——车速，km/h。上式说明了动载系数与路面不平、车速、汽车结构参数的关系。如：Va↑——mzs↑当Va>100km/h时，<0.1，mzs→定值h↑或C↑→mzs↑上述所推荐的mzs值，因越来越精确的车身计算方法得到应用，以及制造工艺的发展，悬挂及轮胎特性的改善→车身加速度得以降低，加工缺陷得以改善，→mzs有减小的趋势。三、非对称垂直载荷——与汽车纵轴线不对称的垂直载荷。产生原因：汽车行驶...
