CN113371068B - 一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架 - Google Patents

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Abstract

本方案属于半挂车车架领域，具体涉及一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架。包括相互连接的纵梁和横梁，所述纵梁包括上翼板、下翼板和腹板，所述腹板上端与上翼板连接，所述腹板下端与下翼板连接，所述上翼板或下翼板和腹板之间设有加强筋。本方案通过在上翼板或下翼板和腹板之间设置加强筋，使得加强筋与上翼板或下翼板和腹板之间形成一定多边形结构，该结构提高了车架扭转刚度及弯曲强度，尤其在车架前部无法把车架“工”字形截面设计得很高的情况下，使用本结构更有效。同时本结构增强了纵梁的扭转刚度，增强了车架的使用寿命。

Description

一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架
技术领域
本方案属于半挂车车架领域，具体涉及一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架。
背景技术
半挂车车架横撑的主要作用是连接左右两根纵梁而构成一框架，现有车架纵梁多采用“工”字型结构，该结构在货车行驶过程中，受力不均匀时容易发生变形，导致车辆出现安全隐患。
目前运输市场竞争日益激烈，在运费没有较大增长的前提下，半挂车降低自重成为市场需求的主要考虑因素，轻量化挂车也成为用户优先选择的产品。而通过减小材料配置的方式固然能降低产品的自重，但另一方面却带来了结构强度的损失，因此，采用新型结构来降低半挂车产品的自重变得越来越重要。
申请号为201820001537 .3的专利公开了一种轻量化结构的半挂车，包括车架主体和设置在其中后部的行走轮胎组，所述车架主体为两个端梁和两个纵梁焊接构成的长方形主框，两个端梁之间通过两个平行的纵梁相连接，两个纵梁之间通过多个平行的横梁相连接，长方形主框上面固定铺设有底板，所述纵梁为上翼板、下翼板和腹板构成的工字型结构，两个纵梁的腹板上部均设有对应的多个槽型孔，多个一体式槽型钢结构的横梁贯穿两个纵梁上对应的槽型孔并在槽型孔两面焊接固定。
该装置采用两个纵梁的腹板上部均设有对应的多个槽型孔，多个一体式槽型钢结构的横梁贯穿两个纵梁上对应的槽型孔并在槽型孔两面焊接固定的方式来降低产品的自重的结构，但是该装置车架前后车架连接处存在变截面，在扭转时容易产生位移，刚性也比较差，结构不稳定，特别是为了减轻负重设置有开孔后，该问题更加凸显，尤其是发生追尾时，由于外力导致变截面的受力不匀导致严重事故的发生。
发明内容
本方案提供一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，以解上述背景中半挂车架扭转刚度低的问题。
为了达到上述目的，本方案提供一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，包括纵梁，所述纵梁包括上翼板、下翼板和腹板，所述腹板上端与上翼板连接，所述腹板下端与下翼板连接，所述上翼板和腹板之间设有加强筋。
本方案的有益效果：
1、通过在上翼板或下翼板和腹板之间设置加强筋，使得加强筋与上翼板或下翼板和腹板之间形成一定多边形结构，该结构提高了车架扭转刚度及弯曲强度，尤其在车架前部无法把车架“工”字形截面设计得很高的情况下，使用本结构更有效。
2、而如果只在上翼板或下翼板上增加与之平行的加强筋，则只能增加纵梁的刚度，并不能增加纵梁扭转刚度，对于需要扭转的挂车而言，与上翼板或下翼板相平行的加强筋并不能使得挂车在扭转时车架的稳定性得到提高。而使用本结构增强了纵梁的扭转刚度，进而增强车架的使用寿命。
进一步，所述加强筋为直线型加强筋，所述加强筋一端与上翼板连接，所述加强筋另一端与腹板连接。加强筋两端分别与上翼板和腹板连接构成三角形，三角形具有稳定性，进而可提高纵梁的扭转刚度。
进一步，所述加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和第二加强筋均为直线型加强筋或L型加强筋，所述第一加强筋一端与上翼板连接，所述第一加强筋另一端与腹板连接，所述第二加强筋一端与下翼板连接，所述第二加强筋另一端与腹板连接。两根加强筋可增加上翼板和下翼板的扭矩刚度。
进一步，所述加强筋为L形加强筋，所述L形加强筋一端与上翼板或下翼板连接，所述L形加强筋另一端与腹板连接。L形状的加强筋与上翼板或下翼板和腹板之间形成四边形，进而增强了纵梁的扭转刚度。
进一步，所述纵梁为工字钢结构，所述腹板两端分别与上翼板和下翼板中间连接，所述加强筋设有两根，两根所述加强筋沿腹板对称设置，两根所述加强筋上端与上翼板或下翼板连接，两根所述加强筋下端与腹板连接。
进一步，两根所述加强筋为直线型加强筋或者L形加强筋。直线或者L形状线均可增加纵梁的刚度。
进一步，所述加强筋分段设置在纵梁上。分段设置既可节约原材料又能增加纵梁扭转刚度。
进一步，所述横梁上也设有与纵梁相同的加强筋。横梁和纵梁上均设有加强筋，可使得挂车车架整体的扭转刚度得到提高。
附图说明
图1为本发明实施例1的三维结构示意图。
图2为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上设有一根直线型加强筋的结构示意图。
图3为本发明实施例1的槽钢形状的横梁或纵梁上设有一根直线型加强筋的结构示意图。
图4为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上设有两根直线型加强筋的结构示意图。
图5为本发明实施例1的槽钢形状的横梁或纵梁上设有两根直线型加强筋的结构示意图。
图6为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上设有两根L型加强筋的结构示意图。
图7为本发明实施例1的槽钢形状的横梁或纵梁上设有两根L型加强筋的结构示意图。
图8为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上设有一根L型加强筋的结构示意图。图9为本发明实施例1的槽钢形状的横梁或纵梁上设有一根L型加强筋的结构示意图。
图10为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上沿腹板对称设置两根直线型加强筋的结构示意图。
图11为本发明实施例1的工字钢形状的横梁或纵梁上沿腹板对称设置两根L型加强筋的结构示意图。
图12为本发明实施例2的汽车钢板弹簧结构示意图。
图13为本发明实施例2的压力开关与凸块的结构示意图。
图14为本发明实施例2的逻辑框架图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：上翼板1、下翼板2、腹板3、直线型加强筋4、L形加强筋5、电阻应变式传感器6、汽车钢板弹簧7、车桥8、车架9、夹子铆钉10、压力开关11、凸块12。
实施例1基本如附图1所示：
一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，包括纵梁或横梁，横梁或纵梁包括上翼板1、下翼板2和腹板3，腹板3上端与上翼板1连接，腹板3下端与下翼板2连接，上翼板1和腹板3之间设有加强筋。
通过在上翼板1或下翼板2和腹板3之间设置加强筋，使得加强筋与上翼板1或下翼板2和腹板3之间形成一定多边形结构，进而增强了横梁或纵梁的扭转刚度，增强了车架的使用寿命。
附图2-3所示：
加强筋为直线型加强筋4，加强筋一端与上翼板1连接，加强筋另一端与腹板3连接。加强筋两端分别与上翼板1和腹板3连接构成三角形，三角形具有稳定性，进而可提高横梁或纵梁的扭转刚度。
附图4-7所示：
加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，第一加强筋和第二加强筋均为直线型加强筋4或L型加强筋，第一加强筋一端与上翼板1连接，第一加强筋另一端与腹板3连接，第二加强筋一端与下翼板2连接，第二加强筋另一端与腹板3连接。两根加强筋可增加上翼板1和下翼板2的扭矩刚度。
附图8-9所示：
加强筋为L形加强筋5，L形加强筋5一端与上翼板1或下翼板2连接，L形加强筋5另一端与腹板3连接。L形状的加强筋与上翼板1或下翼板2和腹板3之间形成四边形，进而增强了横梁或纵梁的扭转刚度。
附图10-11所示：
横梁为工字钢结构，腹板3两端分别与上翼板1和下翼板2中间连接，加强筋设有两根，加强筋沿腹板3对称设置，两根加强筋上端与上翼板1或下翼板2连接，两根加强筋下端与腹板3连接。
两根加强筋为直线型加强筋4或者L形加强筋5。直线或者L形状线均可增加横梁或纵梁的刚度。
加强筋分段设置在横梁或纵梁上。分段设置既可节约原材料又能增加横梁扭转刚度。
实施例2
与实施例1相比，本实施例不同之处在于：如图12-14所示，还包括：
电阻应变式传感器6，电阻应变式传感器6由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，电阻应变式传感器6设计为长方体或正方体形状，通过螺钉固定在横梁表面或者纵梁表面上。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
电阻表，用于将电阻应变计的形变用电阻值表现出来。
警报器，用于在电阻表的数值变化较大或者电阻表不工作时发出警报声。
PLC控制器，用于接收电阻表的变化，并启动警报器发生警报声。
电源，用于为电阻应变式传感器6、PLC控制器和电阻表提供电源。
开关，用于控制电源开启和关闭。
电阻表、警报器、PLC控制器和电源电性连接。
挂车上设有汽车钢板弹簧7，汽车钢板弹簧7的中间部位与车桥8的上表面接触后再与车桥8连接，汽车钢板弹簧7的两端与车架9上的支架采取滑板式连接；
开关为压力开关11，压力开关11设在挂车的钢板弹簧的最边上的夹子铆钉10上，车架9上设有凸块12，凸块12位于夹子铆钉10上正上方，当汽车受到重大压力时，车架9向下移动，使得凸块12与压力开关11接触，进而使得压力开关11闭合，电源通电。
当挂车车架9承载货物时，货物的重量使得车架9往下压，进而使得车架9上的凸块12与压力开关11接触，此时压力开关11闭合，整个电路通电，电阻应变式传感器6开始测量挂车车架9受到的扭转刚度和弯曲强度，当电阻表的数字变化超过预设值时或者电阻表的值未零时，表示车架9的横梁或纵梁严重变形或已经出现了裂痕，此时PLC控制器接收到电阻表的电阻变化，然后PLC控制器启动警报器发出警报声，提醒驾驶员货物超过车架9承载重量，挂车车架9已经严重变形或断裂，不宜再继续运输，请及时检修，可避免挂车车架9在已经损坏的情况下继续载货上路，对货物、车辆以及驾驶人员造成无法挽回的伤害。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，包括纵梁和横梁，其特征在于：所述纵梁包括上翼板（1）、下翼板（2）和腹板（3），所述腹板（3）上端与上翼板（1）连接，所述腹板（3）下端与下翼板（2）连接，所述上翼板（1）或下翼板（2）和腹板（3）之间设有加强筋；还包括：电阻应变式传感器（6），电阻应变式传感器（6）由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，电阻应变式传感器（6）设计为长方体或正方体形状，通过螺钉固定在横梁表面或者纵梁表面上；弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形；电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度；
电阻表，用于将电阻应变计的形变用电阻值表现出来；
警报器，用于在电阻表的数值变化较大或者电阻表不工作时发出警报声；
PLC控制器，用于接收电阻表的变化，并启动警报器发生警报声；
电源，用于为电阻应变式传感器（6）、PLC控制器和电阻表提供电源;
开关，用于控制电源开启和关闭；
电阻表、警报器、PLC控制器和电源电性连接；
挂车上设有汽车钢板弹簧（7），汽车钢板弹簧（7）的中间部位与车桥（8）的上表面接触后再与车桥（8）连接，汽车钢板弹簧（7）的两端与车架（9）上的支架采取滑板式连接；开关为压力开关（11），压力开关（11）设在挂车的钢板弹簧的最边上的夹子铆钉（10）上，车架（9）上设有凸块（12），凸块（12）位于夹子铆钉（10）上正上方，当汽车受到重大压力时，车架（9）向下移动，使得凸块（12）与压力开关（11）接触，进而使得压力开关（11）闭合，电源通电。
2.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述加强筋为直线型加强筋（4），所述加强筋一端与上翼板（1）连接，所述加强筋另一端与腹板（3）连接。
3.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和第二加强筋均为直线型加强筋（4）或L型加强筋（5），所述第一加强筋一端与上翼板（1）连接，所述第一加强筋另一端与腹板（3）连接，所述第二加强筋一端与下翼板（2）连接，所述第二加强筋另一端与腹板（3）连接。
4.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述加强筋为L形加强筋，所述L形加强筋一端与上翼板（1）或下翼板（2）连接，所述L形加强筋另一端与腹板（3）连接。
5.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述横梁为工字钢结构，所述腹板（3）两端分别与上翼板（1）和下翼板（2）中间连接，所述加强筋设有两根，两根所述加强筋沿腹板（3）对称设置，两根所述加强筋上端与上翼板（1）或下翼板（2）连接，两根所述加强筋下端与腹板（3）连接。
6.根据权利要求5所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：两根所述加强筋为直线型加强筋（4）或L形加强筋。
7.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述加强筋分段设置在纵梁上。
8.根据权利要求1所述的一种扭转刚度及弯曲强度大的半挂车车架，其特征在于：所述横梁上也设有与纵梁相同的加强筋。
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