专用汽车设计常用计算公式汇集

第一章 专用汽车的总体设计1 总布置参数确实定 专用汽车的外廓尺寸总长、总宽和总高 长 载货汽车12m 半挂汽车列车 宽不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触局部的变形等 高4m汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm1.2 专用汽车的轴距和轮距 轴距轴距是影响专用汽车根本性能的主要尺寸参数。轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。 轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。1.3 专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。 各类专用汽车轴载质量限值JT701-88?公路工程技术标准?汽车最大总质量kg10000150002000030000前轴轴载质量kg3000500070006000后轴轴载质量kg70001000013000240001 根本计算公式A 条件a） 底盘整备质量G1b） 底盘前轴负荷g1c） 底盘后轴负荷Z1d） 上装局部质心位置L2e） 上装局部质量G2f） 整车装载质量G3含驾驶室乘员g） 装载货物质心位置L3水平质心位置h） 轴距B 上装局部轴荷分配计算力矩方程式例图1g2前轴负荷例图1=G2上装局部质量L2质心位置g2前轴负荷= 那么后轴负荷C 载质量轴荷分配计算g3前轴负荷=G3L3载质量水平质心位置 g3载质量前轴负荷= 那么后轴负D 空车轴荷分配计算g空前轴负荷=g1底盘前轴负荷+g2上装局部前轴轴荷Z空后轴负荷=Z1底盘后轴负荷+Z2上装局部后轴轴荷G空整车整备质量= E 满车轴荷分配计算g满前轴负荷=g空+g3Z满后轴负荷=Z空+Z3G满满载总质量=g满+Z满1.4 专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。 水平质心位置计算力矩方程式A 条件a） 底盘轴距b） 整车整备质量G空与满载总质量G满c） 空载前轴质量g空与后轴轴载质量Z空d） 满载前轴质量g满与后轴轴载质量Z满B 空载整车水平质心位置计算力矩方程式L空= C 满载水平质心位置计算L满至后桥水平距离= 垂直质心高度位置计算A 条件a） 整车各总成的质量为gib） 整车各总成的质心至地面的距离为YiB 整车质心高度hg =C 空载整车质心高度计算hg空=D 满载整车质心高度计算hg满=2 专用汽车行驶稳定性计算2.1 专用汽车横向稳定性计算A 条件a） 专用汽车轮距Bb） 专用汽车空载质心高度hg空c） 专用汽车满载质心高度hg满d） 专用汽车行驶路面附着系数一般取 = B 计算公式保证汽车行驶不发生侧翻的条件：C 保证空车行驶不发生侧翻的条件：D 保证满载行驶不发生侧翻的条件：2.2 专用汽车纵向稳定性计算A 条件a） 专用汽车质心到后轴中心距离Lb） 专用汽车质心高度hgc） 专用汽车行驶路面附着系数一般取 = B 计算公式 保证汽车行驶不发生纵翻的条件：C 保证空车行驶不发生纵翻的条件：D 保证满载行驶不发生纵翻的条件：3 专用汽车有关限值标准与计算3.1 载质量利用系数计算A 栏板类载货汽车与自卸汽车限值标准GB/T15089总质量M千克N1N2N3M35003500M12000M12000整车整备质量m千克m1100m1100m3500m3500载质量利用系数0.651自卸车纵向0.55自卸车纵向自卸车纵向B 载质量利用系数计算公式载质量利用系数= 货厢栏板高度计算 栏板式载货汽车、栏板式半挂车和栏板式全挂车的货厢栏板高度大于米时，高度限值应按以下公式计算式中取煤的比容900千克/立方米货厢栏板高度米= 罐式汽车的总容量限值应按以下公式计算式中取汽油的密度为700千克/立方米总容量立方米 半挂车的允许最大总质量、最大装载质量和整备质量应符合GB6420的规定：序号轴数根本系列根本型t液罐车系列t粉罐车系列(t)总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量1二轴40301040402三轴5340135353注：液罐车与粉罐车的最大允许装载质量 = 总质量整备质量4 专用汽车主要性能参数选择与计算4.1 专用汽车在平路行驶时发动机功率计算公式发动机功率一般为选定值Plmax = 式中：Ga 专用汽车总质量tT 传动系机械效率f 滚动阻力系数CD 空气阻力系数AD 汽车正面投影面积 = BDHDBD前轮距、HD汽车总高m2Plmax 发动机最大功率kwVamax 汽车最高车速km/h4.2 专用汽车比功率标准 GB7258标准要求专用汽车比功率 专用汽车发动机最大扭矩计算一般为选定值 Mlmax = 9549PlmaxK/np Nm 式中：Mlmax = 发动机最大扭矩Nm一般为选定值 Plmax = 发动机最大功率KW一般为选定值K = 发动机扭矩适应性系数，柴油机为np = 最大功率时的转速1.4nmnm最大扭矩时的转速K = 式中：Mp = 发动机输出转矩计算公式Ml = anl2bnlcMl =式中：Ml 发动机输出转矩Nm nl 发动机输出转速r/minMlmax 发动机最大输出转距NmMp 发动机最大输出功率时的输出转矩Nmnp 发动机最大输出功率时的曲轴转速r/minnm 发动机最大输出转矩时的曲轴转速r/mina =b = c = 4.5 专用汽车运动平衡方程式 Ft = Ff Fi FwFj N式中：Ft 汽车驱动力作用在汽车驱动轮上的圆周力N Ff 滚动阻力NFi 坡道阻力NFw 空气阻力NFj 加速阻力N 汽车驱动力计算公式Ft = 式中：rd 驱动轮动力半径mig 变速器的传动比i0 主减速比 传动系的机械效率 发动机外特性修正系数 汽车滚动阻力计算公式Ff = magfcosNg重力加速度/s2式中：ma 专用汽车或汽车列车总质量kg 道路坡度角f 滚动阻力系数f = f0kva50km/hVa100km/h一般取f = 0.010 专用汽车坡道阻力计算公式Fi = magsinN 专用汽车空气阻力计算公式 Fw = CDADVa2N式中：AD 专用汽车的迎风面积m2AD可按AD=BDHD估算，BD轮距，HD汽车高度mCD 空气阻力系数Nh2/km2m2，专用汽车Cd=，半挂车的空气阻力系数增加10% 加速阻力计算公式Fj = majN式中：专用汽车旋转质量换算系数j 专用汽车加速度m/s2的计算公式为：= 式中：Iw 车轮的转动惯量kgm2If 飞轮的转动惯量kgm2r 车轮滚动半径m 也可以按经历公式估算值= 1i02ig2nl = k 滚动阻力比例系数4 专用汽车直线行驶时的运动微分方程式maj = AVa2BVaC1C2fcossin式中：A = B =C1 = C 2= mag4.6 专用汽车动力性参数计算 专用汽车最高车速km/h计算公式Vamax =式中：D =4.6.2 专用汽车最大爬坡度计算公式：imax专用汽车最大爬坡度%= tgmax式中：max= E = 4.6.3 加速度计算公式专用汽车最大加速度jmaxm/s2计算公式：jmax = 4.6.4 专用汽车加速时间计算公式t加速时间ht = 或t = 第二章 粉罐汽车设计计算公式以YQ9550GSN为例1 罐体容积计算 中间直筒容积计算公式V1=1.2 直角斜锥筒容积计算公式V2= 封头容积计算V3=2h2rh/3式中h封头高度、r封头球面半径 总容积计算公式V决=V1+V2+V3 有效容积计算公式V有效=V总V总kaka容积系数 有效装载容积计算公式Va= 扩大容积计算公式Vb=kbVakb扩大容积系数2 罐体壁厚计算公式 筒体壁厚计算公式圆筒式中P设计压力取Mpa，S1筒体壁厚，1筒体内径，许用应力，C壁厚附加量焊缝系数2.2 锥筒壁厚计算公式 封头壁厚计算公式碟形封头式中：S3 封头壁厚R 封头球面局部内半径r 封头过渡段转角内半径Md 封头形状系数=3 轴荷分配计算公式 G空销=上装局部质量罐体中心至承载桥中心距离/牵引销至承载桥中心距离G空轴=上装局部质量G空销 G满销=上装局部质量最大载质量罐体中心至承载桥中心距离/牵引销至承载桥中心距离G满轴=上装局部质量最大载质量G满销4 流态化床主要参数计算公式 临界流态化床气流速度计算公式Vf = 式中：dp颗粒直径m，水泥取8810-6m颗粒真密度kg/m3、水泥取3200kg/m3g气体密度，在气压P=、气温T=373K、气体常数Ra=时，气体的动力粘度PaS取0.021810-3PaS 罐体最大空床截面积计算公式4.3 粉料带出气流速度Vt计算公式粉料悬浮速度水泥的带出气速Vt= /s4.4 最小空床截面积Amin计算公式空压机排量Q与罐体Amax、Amin的对应值对水泥空压机额定排量Qm3/min7最大空床截面积Amaxm2最小空床截面积Aminm24.5 流态化条件计算公式式中：A流化床面积m2，Q气体体积流量m3/s，Vf临界流态化速度m/s，水泥为Vf=910-3m/s5 气力输送系统计算公式 输送空气量计算公式式中：ka输送系统的漏气系数，取输送速度即卸料速度kg/ming空气密度kg/m3输送混合比水泥取4080=物料质量/气体质量Q空气压缩机排量m3/min，gm单位时间内输料管排出的粉料体积m3/min5.2 输料管内气流速度计算公式式中：V1在入口处压力下空气流速；V2在末端压力下空气流速；Q1在入口处压力下空气流量m3/min；Q2在末端压力下空气流量；s颗粒密度kg/m3；d 输料管内径m计算结果，据经历：V1t5.3 输送系统压力损失计算公式H1=HdHJ=HdHHhH式中：H1系统全部压力损失Pa Hd动压损失Pa Hj静压损失Pa H直管壁磨擦压力损失Hh垂直升高压力损失H各局部阻力压力损失式中g=/s2，Vm物料速度，V气流速度，输送混合比， 式中摩擦阻力系数，查有手册，或当d=100mm时，取=L直管长度，挠性管接长度加一倍计算mHhg1+hh垂直升高高度m式中：各种局部阻力系数截止阀48，止回阀190弯头，三通摩擦阻力系数=k式中k管道内壁系数：无缝钢管取k=，新焊接钢管，旧焊接钢管6 专业性能和主要参数计算公式 平均卸料速度计算公式式中mb实际装载质量t，m罐内剩余质量t，t卸料时间 剩余率计算公式ml额定装载质量t6.3 输送混合比计算公式式中：混合比即质量浓度ms粉粒体质量流量kg/smg气体质量流量kg/sg气体密度kg/m3Q 气体体积流量m3/s第三章 自卸汽车设计计算公式以日产柴自卸汽车为例1 前推连杆组合式举升机构计算公式 三角臂A点与举升质量质心G点在举升角为的坐标： 式中：、为= 0时的坐标值XA、YA、XG、YG为A点和G点坐标举升角为时A点坐标XA，YA，G点坐标XG，YG 求举升角为时B点坐标：XB，YB 求举升角为时C点坐标，求解方程组： 可得举升角为时的C点坐标XC，YC式中：、均为值1.4 求BD与CE交点下的坐标XF、YF解方程 式中：XB、YB、XC、YC为上式可求值，XD、YD为值。XE、YE为值 求点O至直线的距离1.6 求任意举升角时对车厢的举升力对O点取力矩 ，那么1.7 求B点到的距离 求B点到的距离 任意举升角时的油缸推力计算公式取三角臂ABC为独立体，MB=0，得：对B点取力矩 , 那么式中：为任意举升角时的油缸推力设举升角为0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52度，共27个点，计算空载与满载时的油缸推力和举升力 举升机构最大举升角度计算公式 式中：、XE、YE、XD、YD为条件，求最大举升角max解联立方程 求举升力、油缸推力和拉杆内力的斜率公式A 求FA的斜率和斜角斜率公式，而斜角B 求拉杆BD的斜率和斜角斜率公式，而斜角C 求油缸的斜率和斜角斜率公式，而斜角 求拉杆内力的计算公式根据平面汇交力系力的平衡条件式中：举升力，油缸推力 A5 举升力斜角=A3+ A6 拉杆内力斜角= A7 油缸推力斜角= 用作图计算法求举升力和油缸推力的计算公式利用AutoCAD中的自动测绘功能，计算过程可大于简化举升力油缸推力 计算任意举升角时的油缸油压和行程并作油压特性曲线A 油缸油压计算公式：N式中系统效率取，d油缸活塞直径mB 油缸行程用作图法或解式计算法计算1.15 液压泵选型计算公式A 最高油压计算公式式中：Pmax液压泵最高工作压力Mpa车厢额定装载量时最大举升力Nd 油缸活塞直径m，系统效率，过载系数2B 液压泵流量和排量计算与确定a 液压缸最大工作容积计算式中Smax、S0、d为mb 液压泵额定流量计算公式式中t举升时间s，v液压系统容积效率c 液压泵排量计算公式 式中nBl 液压泵额定转速d、Pmax、q和nBl确定后，即可对液压泵进展选型C 油箱容积计算：D 高压油管内径计算公式高压油管内径：式中Q 油泵的额定流量，V1为高压油管流量，E 低压油管内径计算公式低压油管内径：式中：V2为低压油管中油的流量，2 举升机构运动干预计算 分析图讲解a ABC为举升三角臂，BD为拉杆，O点为倾翻中心b 过A点作直线MN与车厢底面平行c 以O点到直线MN的距离OM为半径作圆该圆为倾翻基圆d 在理论计算时可将MN线等效为车厢底面，在实际设计中，车厢底板线与MN线有一定距离2.2 C点不与车厢底面MN发生干预的必须条件：CABBAOOAM180 CAB、OAM为在BAO中式中BA、OA为 当BO线通过D点时，BO为最大值，BOmax=BDOD那么BAO角为最大值BAOmax那么举升机构不发生干预的条件为：CABOAMB1A1O180 2.3 确定可能发生干预现象时举升角计算公式=AOA1=B1OA1AOD 式中：OA、OD、AD、B1O=BD+OD、OA1=OA、B1A1=BA均2.4 可用作图法分析举升机构的运动干预情况和拟定解决方法利用AutoCAD中的自动测绘功能，可简化计算过程3 自卸汽车车厢、付梁、铰支点支座及焊缝强度计算或验算按理论力学、材料力学和机械设计手册中有关公式进展和计算机辅助设计。4 车厢后板与开合机构运动分析与计算 图示讲解：a、 O1点一后栏板铰支点，G点一后栏板质心角为后栏板质心夹角O1绕O2点作圆弧运动b、 O2点为车厢倾翻中心与付梁固定c、 O3点为开合机构导臂铰支点与车厢固定绕O2点作圆弧运动d、 C点为锁钩铰支点与车厢固定e、 角为锁钩脱开而后门可翻开时的车厢倾翻角f、 F为货物对后栏板的推力4.2 开合机构与后栏板运动分析车厢倾翻时a、 车厢倾翻时后栏板绕O1点旋转，当车厢倾翻角举升角大于角时，后栏板在无任何机构约束的情况下，便可自动开启。反之，当车厢下降到倾翻角角时，后栏板在无任何机构约束的情况下，便能自动关闭。b、 当开合机构导臂滚轮离开导轨的约束时车厢举升角为角时锁钩在弹簧的作用下自动开启；而当车厢举升角角时，导臂滚轮受导轨的约束，锁钩在弹簧的作用下F弹簧F弹簧，锁钩自动关闭，起锁定后栏板的作用。c、 锁钩与后栏板运动协调条件：角角当车厢举升时，锁钩先开启，后栏板后开启；当车厢下降运动时，后栏板先关闭，而锁钩后锁定的运动协调条件就是角大于角。角的大小可以通过后栏板质心位置G和铰支点O1至G的距离h来调整；角的大小可通过改变O2O3的长度尺寸进展调整。 开合机构与后栏板受力分析a、 后栏板开启力下货物对后栏板的推力，自卸车在运行过程中，后栏板受货物的推力，使后栏板有自动开启的趋势。b、 锁钩在导轨的约束和弹簧力F弹簧的作用下有锁定后栏板不会自动开启的功能c、 后栏板不会自动开启的约束条件：货物对后栏板的最大推力 Fmax确定后，可对弹簧、弹簧进展设计计算，对锁钩、拉杆、拉杆叉、轴锁、导臂及支承件进展强度计算应用材料力学有关公式 QCn29015标准对锁紧机构的技术要求：a、 锁紧装置开合机构应保证自卸汽车行驶过程中栏板不得自行开启。b、 举升角小于最大关闭角时()，栏板应能锁紧；举升角大于最大关闭角时，栏板应开启，锁紧装置不得处于锁紧状态。c、 举升角等于或大于完全开启角时，栏板应能完全开启。d、 锁紧装置应开关灵活、锁紧可靠、无卡滞现象。第四章 半挂车设计与计算1 半挂车的联结尺寸确实定 半挂车的前回转半径和牵引车的间隙半径：A、 半挂车的前回转半径是指牵引锁中心至半挂车前端最远点垂线的距离RfB、 牵引车的间隙半径Rw是指牵引鞍座中心至驾驶室后围或其它附件的最近点垂线距离。一般要求RwRf150mm1.2 半挂车的间隙半径和牵引车的后回转半径A、 半挂车的间隙半径Rr是指在牵引销中心至鹅颈或支承装置上最近点垂线的距离B、 牵引车的后回转半径Rc是指牵引鞍座中心至牵引车车架后端最远点垂线的距离一般要求RvRc70mm1.3 半挂车牵引销板离地高度和牵引车牵引鞍座板离地高度A、 半挂车牵引销板离地高度H3是当半挂车处于满载状态下的高度B、 牵引车牵引鞍座板离地高度H2是指牵引车满载状态下的高度，其值必须H3=H2图中A=Rw、L2=Rr、B为后轮宽度，H1为牵引车车架上平面离地面高度，L1为牵引座的前置距牵引鞍座中心线至后桥中心的距离，H0为牵引鞍座上平面至地平面的距离牵引车空载时 半挂车相对于牵引车的前俯角和后仰角和A、 前俯角是指半挂车前端最外点和牵引车车架相碰时，半挂车和牵引车之间的相对夹角714B、 后仰角是仰角是指半挂车鹅颈处纵梁下翼板和牵引车尾端点相碰时的夹角=810对于越野车=16左右 牵引销尺寸A、 50号牵引销，结合直径为，最大牵引质量为50tB、 90号牵引销，结合直径为，最大牵引质量为100t 牵引销的强度计算A、 牵引销的强度计算载荷以承受冲击时的水平力为依据。水平力的大小是假定牵引车紧急制动，而半挂车未能制动而撞击主车的工况考虑，此时所受到的水平力Fd=mbg式中：mb半挂车满载时的总质量；g重力加速度；附着系数B、 美国汽车工程师协会SAE标准规定牵引销应承受120000磅533434N的拉力，而在牵引销工作直径外表上各点都不产品剩余应力 牵引销板牵引面板的强度计算 式中：牵引面板厚度5牵引面板材料的屈服极限ns屈服极根的标准强度平安系数，取ns=牵引面板材料的泊松比 牵引鞍座 牵引鞍座的分类A、 按牵引销直径大小分类：2和3两种牵引鞍座B、 按牵引座的活动自由度分类：有单自由度和双自由度两种牵引座C、 按牵引鞍座材料分类：有钢板冲压焊接式和铸造两种牵引座 牵引鞍座的垂直和水平载荷半挂车和牵引座的载质量系列半挂车载质量t牵引座载质量t10681571225123012164015185020牵引鞍座的水平牵引力FdKN 式中：mc牵引车允许总质量t；mk半挂车允许总质量t；md牵引座上允许最大承载质量t 德国约斯特公司常用牵引座技术参数牵引鞍座规格牵引鞍座载质量kg牵引力(KN)半挂车总质量kg牵引座构造质量(kg)牵引座高度(mm)纵摆角()横摆角()备注26115018515028101501851502001552001502001552501502200015018515036000152-20019015036000260-2652901520750000-29019015120注：在约斯特JOST牵引座中，2冲压焊接牵引座允许垂直载荷为3-20t；牵引力为22152KN；2铸件牵引座，其允许垂直载荷为1836t，牵引力为128260KN，铸件牵座，其允许垂直载荷为3650t，牵引力为152260KN。英国约克Rockinger公司与此类似2 半挂车车架设计与计算 半挂车车架载荷分析半挂车车架载荷简化为只考虑车架受静载时的弯曲强度和刚度。车架两梁作为简支梁，且左右对称受载，自身的质量按均匀布置，载质量按集中载质量或均匀分布。 半挂车车架的许用应力按下式计算式中：为纵梁材料的屈服强度，Q235为=24000N/cm2，而16Mn材料为35000N/cm2；n1平安系数取n1；n2动载系数取n2 允许半挂车车架纵梁的最大变形量YmaxYmax0.003)L L半挂车轴距 半挂车车架纵梁 鹅颈纵梁高选定A、 载质量15t时，取h=160mm左右B、 载质量20t时，取h=160210mmC、 载质量20t以上时，取L=210230mm左右对于阶梯式纵梁，鹅颈高度尺寸h可加高选择。 半挂车车架的主截面尺寸选定A、载质量15t时，取主截面高度H=300mm左右B、载质量2030t时，取主截面高度H=350450mC、载质量4050t时，取主截面高度H=450550mm在纵梁受力较大的区段内可局部增设加强板或变为箱形截面。目前，国外半挂车车架纵梁均采用高腹板构造，其截面高H和翼板宽b之比有大幅度的提高，=1.8左右，=2.7 半挂车车架纵梁腹板与翼板尺寸规格表生产厂家翼板规格宽厚mm2腹板厚度mm英国约克公司13012、13016、190165、6、8美国富华公司12712.7、15212.7、1529.5、15219、武汉特汽15012、150166、8本公司14014、140166、8、10、122.5 半挂车车架横梁 半挂车车架横梁的作用横梁是车架中用来连接左右纵梁从而构成车架的主要构件。横梁本身的抗扭性能好坏及其分布，直接影响着纵梁的内应力大小及其分布，而合理地设计横梁可以保证车架具有足够的扭转刚度。 常用横梁构造形式A、 圆管形横梁或矩形或长方形钢管该构造形式横梁与纵梁焊接固定抗扭性好，有较高的扭转刚度。B、 工字型横梁：从载荷过渡上考虑最为理想，但纵梁翼缘和横梁翼缘连接，对扭转约束较大，翼缘可能产生较大的应力，有产生裂纹的可能。C、 槽形横梁：多用钢板冲压或折弯成形，制造工艺简单，本钱低，但扭转刚度较差。D、 箱形横梁：和圆管形横梁一样，具有较好的抗扭性，传递载荷理想。 半挂车车架横梁布置间距为7001200mm。一般以800宜。 半挂车车架纵梁和横梁间的连接构造A、 横梁和纵梁上下翼缘相连接如图a，这种构造有利于提高车架的扭转刚度，但在受扭严重的情况下，产生约束扭转，纵梁翼缘处会产生较大的应力，该种构造一般在半挂车鹅颈区，支承装置处和后悬支承处采用。B、 横梁和纵梁的腹板连接如图b，这种构造刚度较差，允许纵梁截面产生自由翘曲，不产生约束扭转。这种构造形式多用在车架中部横梁上，因一般车架中部扭转变形小。C、 横梁同时和纵梁上翼缘及腹板相连接如图c，这种构造兼有以上两种构造特点，故采用较多。其缺点是：作用在纵梁上的力直接传到横梁上，因而要求横梁具有较高的刚度。D、 横梁贯穿纵梁腹板相连接如图d，这种构造减少了焊缝，使焊接变形减少，同时还具有腹板承载能力大和在偏载较大时，能使车架各处所产生的应力分布较均匀的优点。是目前国内外广泛采用的新型半挂车车架构造。 车架宽度：车架宽度根据轮胎和车轴不同型号而取不同宽度，但从提高整车的横向稳定性以及减少车架纵梁外侧横梁的悬伸长度来看，希望尽可能增大车架宽度本公司钢板弹簧中心距一般选定为1000mm，那么车架宽度为1000mm 半挂车车架支承反力计算以单轴半挂车为例 式中：RA前支承牵引销反力RB后支承反力后钢板弹簧前支承反力后钢板弹簧后支承反力L2后钢板弹簧两支承点距离L1=LL2，L3=LKL2车架单位长度线载荷：式中G为车架总质量，G0为车架自身质量，Gt车架满载均布载荷 半挂车车架内力计算半挂车内力计算公式 式中：b截面的剪力a截面的剪力b截面的弯矩a截面的弯矩a、b两截面之间线负荷q图形面积的代数和a、b两截面之间剪力Q图形面积的代数和半挂车车架的内力计算和绘制剪力图Q和弯矩图M，可以较清楚地看出在设计负荷作用下，各截面的内力变化规律，从而得到设计的控制值和控制截面位置。 半挂车车架纵、横梁常用截面力学性能计算 抗弯截面惯性矩Jx及截面Wx计算式中：各简单几何图形对其本身中性轴的轴惯矩各简单几何图形的面积各简单几何图形中性轴与组合截面中性轴的距离组合截面中性轴主截面外边缘的最大距离 抗剪截面系数W计算式中：Jx截面轴惯矩；d截面中性轴处宽度；Smax截面最大静矩 抗扭纯扭截面惯矩Jk及截面矩量Wk计算槽形截面槽形截面式中：h、各简单图形的长宽尺寸；系数，取= 半挂车车架应力的验算弯曲应力剪切应力式中：M车架需验算截面的静弯矩Wx车架需验算截面的抗弯截面模量Q 车架需验算截面的剪力W需验算截面的抗剪截面系数车架材料抗弯许用应力车架材料抗剪许用应力=各国牵引销尺寸参数ISO西德与法国日本英国美国苏联中国50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号50号90号A1891891189B731147311473737311473114C111111111111111D35-321-33535-32121-335-321-235-319-23521E705970597058707057+27059F8474-28474-28473847384-273-28474-2R33333333330-60-60-60-60-6-660-60-6第五章 液罐汽车设计与计算1 罐体材质选用 普通低碳钢板Q235普通低碳钢板机械性能好，有足够的强度、韧性及良好的焊接性能，工艺性好，价格比拟低廉，是常用的罐体材料，适用于装运粮食、水泥、煤灰、油类、水、粪便等物料。 低合金钢板16Mn低合金钢板有较高的强度及韧性，适用于装运液化石油气LPG、液化天然气LNG、丙酸、氨水、液氧、液化亚硫酸气和乙烯树脂等要求罐压较高的材料。 不锈钢板1Cr18Ni9Ti或304等不锈钢板耐腐蚀、不生锈、不易污染、易清洗、易除味、机械性能比拟稳定，是一种优质罐体材料，适用于装运食品面粉、奶粉、啤酒、乳类、动植物油等、纯度较高的化工物料石碳酸、甲醛、乙二醇、醋醛、苛性苏打、氧乙烯等以及腐蚀性较强的酸类物质如淡硝酸、稀硫酸等 铝制罐体铝制罐体多用于装运甲醇、乙醇、航空燃料、浓硝酸、冰醋酸、醛、苯、无水酒精、有机溶剂、过酸化氢等石油化工产品以及仪器类物料。 聚四氟乙烯罐PTFE聚四氟乙烯罐适用于装运硝酸、浓硫酸、盐酸、王水、烧碱、酮、醇、醚等有机溶剂使用温度-100250 聚氯乙烯罐体PVC聚氯乙烯罐适用于装运酸、碱及有机溶剂等对浓硝酸、发烟硫酸、芳香烃类、酮类耐蚀性欠佳使用温度-1065 聚乙烯罐体PE聚乙烯罐适用于装运除硝酸外的各种酸、碱、盐溶液使用温度80以下1.8 玻璃钢罐FRP玻璃钢罐在60以下有良好的耐酸、耐碱性能。酚醛玻璃钢罐耐酸性好，而呋喃玻璃钢罐具有较好的耐酸、耐碱、耐高温等性能。总之，玻璃钢罐适用于装运盐酸、废酸、次氯酸钠、硫铵、氢铵等化工物料 衬里钢罐A、 塑料衬里碳钢罐按塑料的有关性能进展应用。B、 橡胶衬里碳钢罐：其耐蚀性随橡胶的种类而异。硫化天然橡胶耐大多数无机酸、有机酸、碱类、盐类、盐酸、醇类等介质的腐蚀。但对强氧化剂硝酸、浓硫酸、铬酸、过氧化氢等及某些溶剂苯、二硫化碳、四氯化碳等的耐蚀性差。合成橡胶中的J睛橡胶耐油性、耐酸性、耐碱性均较好；氯橡胶的综合耐蚀性好；聚醚橡胶对水、油、氨、碱等介质均稳定2 罐体容积计算 圆形罐体有效总容积计算式中：L圆柱体长度md 圆柱体内径mL1、L2封头长度m 椭圆形罐体有效总容积计算式中：L椭圆体长度ma 椭圆长轴mb 椭圆短轴mL1、L2封头长度m 梯形罐体有效总容积计算式中：S梯形罐体横截面积m2，其它尺寸含义与上一样注：1、罐体的有效总容积还应除掉罐体内部附加装置所占的容积V02、罐体的有效总容积大小应符合第一章条要求2.4 罐体额定容积计算 罐体膨胀容积计算V=V总V额 罐体膨胀空间计算一般为5%和用户要求3 罐体强度计算薄壳理论 圆筒形罐体的薄壳应力计算A、 在横截面-内应力B、 在纵截面-内应力C、 在球面封头内：式中：罐体内压Mpa；、圆筒、封头内壁半径m、圆筒、封头壁厚m；材料许用应力Mpa焊缝系数，取=3.2 椭圆形截面罐体薄壳应力计算A、 小圆弧区A点和C点应力B、 大圆弧区B点和C点应力式中： ，、椭圆长、短轴半径mm小圆弧壁厚(mm)，大圆弧壁厚mm 梯形截面罐体薄壳应力仅供参考计算A、 小圆弧A点应力和B点应力B、 大圆弧C点与D点应力 液体罐体壁厚计算仅供参考 圆筒形罐体壁厚计算从圆筒薄壳应力分析，那么壁厚取式计算式中C为壁厚附加量式中：罐体自重、装载物液自重和动载荷引起的压力式中：G1罐体自重；G2装载质量；G3每个隔舱的液重kgg =，S纵截面积罐体纵载面积m2，L罐长mC = C1+C2+C3式中：C1钢板负偏差，取C1=，C2腐蚀裕量，普通碳钢取C2=1mm，对于不锈钢取C2=0，C3加工减薄量，冷卷时取C3=0，p1为罐内设计压力Mpa，一般取236=72kPa材料屈服极限，平安系数，一般取=焊缝系数，一般取= 椭圆形罐体壁厚计算从薄壳应力分析的应力大于B与C点的应力，那么壁厚取式计算。式中椭圆长轴半径 梯形罐体壁厚计算从薄壳应力分析点应力大于A、C、D点应力，那么壁厚取式计算。式中罐体下部横截面宽度之半 液化气罐体壁厚计算圆形罐 圆筒体壁厚计算式中设计压力Mpa，内径mm 椭圆封头壁厚计算式中形状系数Mt值表Di/2hiMtDi/2hiMt 碟形封头壁厚计算形状系数碟形封头形状系数Md值Ri/riMdRi/riMd 圆形平盖封头厚度式中：k平盖系数，平盖封头1取S圆筒计算厚度，St圆筒有效厚度平盖封头2取k=，平盖封头3取 非圆形平盖封头壁厚计算式中：，Z形状系数=，且Z，平盖长轴长度，b平盖短轴长度mm 液罐车罐体阻浪板壁厚计算式中：圆板半径，泊松比，V液体相对罐体运动速度，液体密度，隔板间距，g重力加速度，动载荷系数取=3，E阻浪板材料弹性模具3.7 法兰式平盖壁厚计算 螺栓连接圆形平盖式中：W操作状态时或预紧状态时的螺栓设计载荷NLD螺栓中心至垫片压紧力作用中心线的径向距离mmL圆形平盖螺栓中心连线周长mm 液管路管壁厚度计算与直径计算式中设计压力Mpa，许用应力Mpa，d管内径mm式中管路流量，V燃油流速，经济流速为1m/s，最大流速不应超过4m/s第六章 附件资料1 程序设计语言编制油罐容积表计算程序专用汽车1999第三期第33页2 自卸车前推式举升机构干预问题的分析专用汽车1999第三期第3页3 散装水泥车罐体有限元分析专用汽车1999第三期第7页4 自卸车液压举升机构的受力分析与计算分析专用汽车1999第三期第15页5 任意锥筒展开尺寸的计算专用汽车1999第三期第26页6 重型液罐车罐体防冲击板阻浪板的设计专用汽车2000第二期第15页7 重型自卸车车架的计算机辅助设计专用汽车2001第三期第5页8 自卸汽车CAD系统的研究与开发专用汽车2001第三期第39页9 重型自卸车举升机构的计算机辅助设计专用汽车2001第四期第3页10 下装式油罐车构造及平安设计专用汽车2001第四期第5页11 散装水泥车半挂罐体折线型流化床与罐体的研究专用汽车2001第一期第3页12 液罐车液面偏离角的分析专用汽车2001第一期第5页13 CZL9350GLQ型液态沥青运输车罐体有限元分析计算专用汽车1991第四期第17页14 液罐车横向稳定性的计算及分析专用汽车1991第二期第19页15 集装箱有关标准 1978年国际标准化组织ISO重新修订了集装箱标准，制订了两个系列共11种标准规格的集装箱标准如表1。 我国国家标准GB1413-85中规定的集装箱外部尺寸和额定质量见表2。15.3 集装箱箱门的尺寸规定标准ISO标准见表3。 ISO所规定的集装箱内部尺寸是指最小尺寸，各国制造的集装箱的外部尺寸符合国际标准规定的即可认为是国际标准集装箱。但因制造材料及构造型式不同，其内部尺寸是各有差异的。ISO标准要求的内部尺寸标准规格如表4。表1 国际集装箱标准、系列系列箱型高宽长最大总容量m公差(mm)ft公差(in)m公差(mm)ft公差(in)m公差(mm)ft公差(in)KN1b1A0-5800-5800-10400672001AA0-500-5800-10400672001B0-5800-5800-100560001C0-5800-5800-60448001CC0-50-18750-5800-60448001D0-5800-5800-50224001E0-5800-5800-50157001F0-5800-5800-30112003A626505112003B613255112003C6132555600表2 GB1413-85集装箱外部尺寸和额定质量标准型号外部尺寸mm额定质量kg高宽长尺寸公差尺寸公差尺寸公差1AA25912438121920-10304801CC25910-524380-560580-62032010D2438243840120-5100005D2438243819680-55000表3 集装箱箱门的尺寸规定标准ISO标准矩型高m宽m1AA以上以上1A、1B、1C、1D以上以上表4 集装箱的内部尺寸ISO标准箱型最小内部尺寸m最小内容积m3高宽长1A1AA1B451C291CC1D1411E91F