泡沫鋁填充結構車架一

根據使用經驗和使用要求可知為保證整車及有關部件的正常工作，縱梁的撓度必須有所限制，滿足要求。由于車架結構左右對稱，左右縱梁受力基本相同，所以認為縱梁是支撐在前后軸上的簡支梁。由材料力學可知，對于簡支梁其中間受集中載荷F作用時，梁的撓度的最大值為y_max抓住車架填充前后必須滿足形同的載荷情況的特征，并以其作為連接車架填充前后的紐帶，以達到得出所需添加泡沫鋁。

泡沫鋁填充車架縱梁的依據

梁的撓度y_max的計算公式為：y_max=Fl³/48EJ_x，

式中:  J_x--梁的截面慣性矩；

     l--汽車軸距2480mm；

     E--車架材料彈性模量2.0x10¹¹Pa。

由于車架縱梁為矩形管，其橫截面尺寸為外矩形長B₁=8cm，寬H₁=6cm，內矩形長為b₁=7cm，寬h₁=5cm，其慣性矩公式如下：J_x=B₁H₁³-b₁h₁³/12，從而可求出其慣性矩J_x=71cm⁴根據車架設計條件可知，車架的縱梁的撓度不得超過0.18cm，即Fl³/48EJ_x≤0.18，可知F≤0.18*8EJ_x/l³，從而可得F≤8043.6N。

因此可知其縱梁的外加載荷的極限值為8043.6N，所以縱梁的泡沫鋁填充結構在同樣的最大外加載荷作用下需達到不會發生失效的要求,即當車架縱梁自身材料16Mn鋼受到外載應力作用后，達到其屈服應力σ_s^f，同時泡沫鋁芯體也在應力σ_s^c水平作用下發生屈服，而判斷失效的方法就是假定車架梁發生塌陷。所以車架縱梁的填充泡沫鋁結構需滿足在載荷的作用下不發生塌陷，

即：F<4bt(c+t)/1*σ_s^f +bc²/l*σ_s^c，可以得出以泡沫鋁的填充厚度c為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--縱梁高，60mm；

σ_s^f--16Mn鋼的屈服強度，360Mpa；

σ_s^c--泡沫鋁的屈服強度，120Mpa；

1--汽車軸距2480mm；

F--縱梁最大外載荷8043.6N。

即可以得出: c²<2931.14，即：-54.14<c<54.14，再結合車架縱梁的壁厚和實際情況可知c的變化范圍為:50<c<54.14