泡沫铝填充结构车架一

根据使用经验和使用要求可知为保证整车及有关部件的正常工作，纵梁的挠度必须有所限制，满足要求。由于车架结构左右对称，左右纵梁受力基本相同，所以认为纵梁是支撑在前后轴上的简支梁。由材料力学可知，对于简支梁其中间受集中载荷F作用时，梁的挠度的最大值为y_max抓住车架填充前后必须满足形同的载荷情况的特征，并以其作为连接车架填充前后的纽带，以达到得出所需添加泡沫铝。

泡沫铝填充车架纵梁的依据

梁的挠度y_max的计算公式为：y_max=Fl³/48EJ_x，

式中:  J_x--梁的截面惯性矩；

     l--汽车轴距2480mm；

     E--车架材料弹性模量2.0x10¹¹Pa。

由于车架纵梁为矩形管，其横截面尺寸为外矩形长B₁=8cm，宽H₁=6cm，内矩形长为b₁=7cm，宽h₁=5cm，其惯性矩公式如下：J_x=B₁H₁³-b₁h₁³/12，从而可求出其惯性矩J_x=71cm⁴根据车架设计条件可知，车架的纵梁的挠度不得超过0.18cm，即Fl³/48EJ_x≤0.18，可知F≤0.18*8EJ_x/l³，从而可得F≤8043.6N。

因此可知其纵梁的外加载荷的极限值为8043.6N，所以纵梁的泡沫铝填充结构在同样的最大外加载荷作用下需达到不会发生失效的要求,即当车架纵梁自身材料16Mn钢受到外载应力作用后，达到其屈服应力σ_s^f，同时泡沫铝芯体也在应力σ_s^c水平作用下发生屈服，而判断失效的方法就是假定车架梁发生塌陷。所以车架纵梁的填充泡沫铝结构需满足在载荷的作用下不发生塌陷，

即：F<4bt(c+t)/1*σ_s^f +bc²/l*σ_s^c，可以得出以泡沫铝的填充厚度c为未知量的一元二次不等式，即F<4bt（c+t）/l*σ_s^f+bc²/l*σ_s^c

式中: b--纵梁高，60mm；

σ_s^f--16Mn钢的屈服强度，360Mpa；

σ_s^c--泡沫铝的屈服强度，120Mpa；

1--汽车轴距2480mm；

F--纵梁最大外载荷8043.6N。

即可以得出: c²<2931.14，即：-54.14<c<54.14，再结合车架纵梁的壁厚和实际情况可知c的变化范围为:50<c<54.14