备胎支架静动态性能评估与优化设计

【目的】评估某轻卡备胎支架的静动态性能，以保证其安全性和可靠性。【方法】笔者基于备胎总成的三维模型，根据有限元方法对各个部件进行网格离散化处理，根据其实际的连接关系建立模型装配和连接，首先约束车架两端，利用Lanczos方法求解其前三阶频率及动态阵型，然后根据实测的振动加速度，在纵向、横向和垂向分别加载5g、5g和10g的重力载荷对其进行静态强度分析，最后对备胎结构进行优化设计。【结果】1）该轻卡备胎总成的固有频率与外部频率都不会重合，不会产生共振问题，动态性能满足设计标准；2）优化前其最大应力超过材料屈服值，不符合强度性能设计标准；3）优化后的备胎支架重量为3.2 kg，成功减轻了8.6%，在满足静动态性能的前提下，达到了轻量化的效果，能够满足使用要求。