汽车静侧翻稳定性试验台架设计(附件)【字数：8584】
根据相关厂家所提出的试验和测试内容，现在设计一台汽车静侧翻台架装置，用来测试和检测汽车的机械稳定性，用来提高厂家的产品质量，从而提高产品竞争力。根据有关试验标准的要求，本次设计对象是车辆静态侧翻试验台，该设计的试验台最大倾角要求为40°，并且它的最大倾角不仅要满足汽车侧翻的稳定性需求，而且可以在角度的最小和最大值之间连续调节，侧翻装置保证可以在任意角度固定住。其次，最小上升速度不大于10°/min，最小下降速度不大于27°/min。最后，试验台的最大重量不应该超过40吨，试验台的平板尺寸为3×8米。实验台的驱动装置是由两个液压缸等组成的驱动系统，在进行静侧翻试验的时候，驱动系统会将整个支撑板从一侧缓慢抬升，直至达到有关试验标准的倾斜角度为止，在这过程中，测量车辆侧翻与未侧翻时的临界值，根据不同的临界值对车辆做出结构与外形改进，这就是静侧翻试验的基本作用。试验台在支撑板上焊接有钢丝网状条纹，确保试验台与车轮之间的侧向附着系数不低于0.85，防止车辆在试验时发生侧滑。同时，在支撑板的一侧焊接上三个带有橡皮的空心钢条作挡板，对车辆的侧翻进行保护，以避免车辆侧翻导致被试车辆损坏，且只能加在侧翻中心的一侧。
目 录
第一章 引言 1
第二章 侧翻台架的结构计算 3
2.1 支撑梁计算 3
2.1.1 支撑梁的选择与校核 3
2.1.2 纵梁的选择与校核 4
2.2 台架支撑板的设计 5
2.3 回转机构设计 6
2.3.1 回转机构的设计与校核 6
2.3.2 旋转运动的校核 9
第三章 传动装置的设计 10
3.1 传动装置 10
3.1.1 液压缸的几何尺寸的计算 10
3.1.2 液压缸销轴的设计计算 12
3.1.3 销轴与支撑架的联接设计计算 13
3.1.4 转动端与传动的联接横梁的选择与校核 14
3.2 传动装置校核 14
3.2.1活塞杆稳定性验算 14
3.2.2 销轴与支撑架联接螺钉的校核 14
3.2.3 不等边角钢的校核 15
第四章 液压系统 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
第五章 保护装置的设计 18
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 综述报告
附录B 外文翻译原文部分
附录C 外文翻译译文部分
附录D 工程图
第一章 引言
自1886年第一台内燃机汽车的诞生以来，汽车带给人们极大的方便，为人类社会经济建设做出重要贡献。但是汽车的本质是一个产品，产品本身就会有缺陷，因为汽车的本身设计缺陷，酿成了数不清的严重事故。根据国家交通运输部发布的统计数据表明，在所有的交通事故中，因为汽车的设计原因所造成的事故，仅次于由驾驶员直接造成的碰撞事故，而汽车的设计原因最基本的就是汽车静侧翻能力。造成汽车侧翻的原因有很多，我们称汽车防止侧翻的能力为汽车静侧翻稳定性，该稳定性越高，汽车的整体机械结构越好，所对应的抗翻性就越强。
随着汽车行业不断的发展与完善，汽车的安全性要求越来越被重视，英、美、意、日、德老牌工业汽车强国的专家与研究机构不断加强汽车静侧翻试验台建设的投入。对于汽车的静侧翻能力的设计，很多重要的车企都对此投入了巨大的研究，比如通用汽车，丰田，大众、菲亚特等世界知名品牌，他们对于汽车的侧翻稳定性研究包括静态、准静态和动态的计算机模拟，建设各种不同种类的试验台架和分类明确的数据库等，都有非常完善的体系，甚至对一些大型车辆的稳定性研究，这些车企巨头的研究成果任然位于行业领域的前列。
反观我国目前的状况，虽然我国现在的汽车行业正如火如荼的朝着正态方向发展，各种类型，款式的汽车如雨后春笋般出现，但是对于汽车的各种事故预防测试实验还需要很大实验数据缺口，这其中就包括了专门针对汽车侧翻进行的试验，不仅仅是实验的数据少而不全，而且用于汽车侧翻稳定性实验的专用试验场也很少，我国的车企对于这个方面的任然需要长远的建设。我国对汽车侧翻的研究，在现阶段是出于一个上升期的初级阶段，虽然起步很晚，但是我国近年来也建造了一些侧倾试验台装置用于获取侧翻实验数据，尤其是各大高校，加大了对这方面的投入。
关于汽车静侧翻试验的目的是测量最大侧倾稳定角。最大侧请稳定角是指以高侧法向力为0时，汽车轮胎与地面脱离的临界角。本次研究任务是为厂家设计一个汽车静侧翻稳定性试验台，利用其载有车辆可进行旋转的功能，测量高侧端车轮刚刚脱离地面时车辆最大侧翻稳定角，为后期汽车结构优化提供数据保障。
本次研究任务主要有三个章节组成：试验台架的设计、动力端结构设计、液压缸设计和保护装置设计。首先通对材料的受力分析、校核、型号选择来设计台架，使台架能够确保静侧翻试验的需求。当然，还有进行分析比较，因为侧翻实验台是一个商业产品，最基本的就是要考虑其经济性。本次研究任务会通过比对不同的梁，从而选择性价比更高的设计来保证台架的校比。最后，根据机械台架的质量，被测实验对象来选择液压缸的尺寸和型号，并根据此，来确定液压缸与支撑板之间的连接方法。
本次研究的入手点是从台架的受力情况分析入手，对机械台架进行受力分析，由分析情况例如剪力图、弯矩图来进行各种材料的选择。同时，在选择完最优方案的动力装置后，要考虑考虑支撑板与液压缸的连接方式，最后，设计完这些后，考虑到其他安全因素，要给机械台架增加保护装置，确保在进行测试的时候，实验对象不会出现安全隐患。
第二章侧翻台架的结构计算
2.1 支撑梁计算
2.1.1支撑梁的选择与校核
支撑梁是台架承重的最基本对象，本次任务需求是两根8m的梁，属于细梁范围。在实际工程中，该梁多以弯曲破坏，即梁的强度主要是由其正应力控制的，只要正应力强度满足条件，梁就能满足切应力强度需求。解决梁的问题一般是以下三个问题：1.强度校核 2.设计截面尺寸 3.确定需用应力。在本次设计任务中，只选择强度校核以及选择钢材信号，截面尺寸再次省略。
本次设计的试验台架，首先查表经过选择，我采用热轧工字钢（GB/T 7061988）系列。根据任务需求，选择两根长度为8m的热轧工字钢作为台架的正面承重横梁。工字钢的许用应力为[σ]=160MPa，[τ]=100MPa 。考虑车辆前后重量不等且当载荷最大（m=40吨）时车轮有多排（本次研究取3排），所以承受最大载荷的一排设为
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目 录
第一章 引言 1
第二章 侧翻台架的结构计算 3
2.1 支撑梁计算 3
2.1.1 支撑梁的选择与校核 3
2.1.2 纵梁的选择与校核 4
2.2 台架支撑板的设计 5
2.3 回转机构设计 6
2.3.1 回转机构的设计与校核 6
2.3.2 旋转运动的校核 9
第三章 传动装置的设计 10
3.1 传动装置 10
3.1.1 液压缸的几何尺寸的计算 10
3.1.2 液压缸销轴的设计计算 12
3.1.3 销轴与支撑架的联接设计计算 13
3.1.4 转动端与传动的联接横梁的选择与校核 14
3.2 传动装置校核 14
3.2.1活塞杆稳定性验算 14
3.2.2 销轴与支撑架联接螺钉的校核 14
3.2.3 不等边角钢的校核 15
第四章 液压系统 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
第五章 保护装置的设计 18
总 结 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 综述报告
附录B 外文翻译原文部分
附录C 外文翻译译文部分
附录D 工程图
第一章 引言
自1886年第一台内燃机汽车的诞生以来，汽车带给人们极大的方便，为人类社会经济建设做出重要贡献。但是汽车的本质是一个产品，产品本身就会有缺陷，因为汽车的本身设计缺陷，酿成了数不清的严重事故。根据国家交通运输部发布的统计数据表明，在所有的交通事故中，因为汽车的设计原因所造成的事故，仅次于由驾驶员直接造成的碰撞事故，而汽车的设计原因最基本的就是汽车静侧翻能力。造成汽车侧翻的原因有很多，我们称汽车防止侧翻的能力为汽车静侧翻稳定性，该稳定性越高，汽车的整体机械结构越好，所对应的抗翻性就越强。
随着汽车行业不断的发展与完善，汽车的安全性要求越来越被重视，英、美、意、日、德老牌工业汽车强国的专家与研究机构不断加强汽车静侧翻试验台建设的投入。对于汽车的静侧翻能力的设计，很多重要的车企都对此投入了巨大的研究，比如通用汽车，丰田，大众、菲亚特等世界知名品牌，他们对于汽车的侧翻稳定性研究包括静态、准静态和动态的计算机模拟，建设各种不同种类的试验台架和分类明确的数据库等，都有非常完善的体系，甚至对一些大型车辆的稳定性研究，这些车企巨头的研究成果任然位于行业领域的前列。
反观我国目前的状况，虽然我国现在的汽车行业正如火如荼的朝着正态方向发展，各种类型，款式的汽车如雨后春笋般出现，但是对于汽车的各种事故预防测试实验还需要很大实验数据缺口，这其中就包括了专门针对汽车侧翻进行的试验，不仅仅是实验的数据少而不全，而且用于汽车侧翻稳定性实验的专用试验场也很少，我国的车企对于这个方面的任然需要长远的建设。我国对汽车侧翻的研究，在现阶段是出于一个上升期的初级阶段，虽然起步很晚，但是我国近年来也建造了一些侧倾试验台装置用于获取侧翻实验数据，尤其是各大高校，加大了对这方面的投入。
关于汽车静侧翻试验的目的是测量最大侧倾稳定角。最大侧请稳定角是指以高侧法向力为0时，汽车轮胎与地面脱离的临界角。本次研究任务是为厂家设计一个汽车静侧翻稳定性试验台，利用其载有车辆可进行旋转的功能，测量高侧端车轮刚刚脱离地面时车辆最大侧翻稳定角，为后期汽车结构优化提供数据保障。
本次研究任务主要有三个章节组成：试验台架的设计、动力端结构设计、液压缸设计和保护装置设计。首先通对材料的受力分析、校核、型号选择来设计台架，使台架能够确保静侧翻试验的需求。当然，还有进行分析比较，因为侧翻实验台是一个商业产品，最基本的就是要考虑其经济性。本次研究任务会通过比对不同的梁，从而选择性价比更高的设计来保证台架的校比。最后，根据机械台架的质量，被测实验对象来选择液压缸的尺寸和型号，并根据此，来确定液压缸与支撑板之间的连接方法。
本次研究的入手点是从台架的受力情况分析入手，对机械台架进行受力分析，由分析情况例如剪力图、弯矩图来进行各种材料的选择。同时，在选择完最优方案的动力装置后，要考虑考虑支撑板与液压缸的连接方式，最后，设计完这些后，考虑到其他安全因素，要给机械台架增加保护装置，确保在进行测试的时候，实验对象不会出现安全隐患。
第二章侧翻台架的结构计算
2.1 支撑梁计算
2.1.1支撑梁的选择与校核
支撑梁是台架承重的最基本对象，本次任务需求是两根8m的梁，属于细梁范围。在实际工程中，该梁多以弯曲破坏，即梁的强度主要是由其正应力控制的，只要正应力强度满足条件，梁就能满足切应力强度需求。解决梁的问题一般是以下三个问题：1.强度校核 2.设计截面尺寸 3.确定需用应力。在本次设计任务中，只选择强度校核以及选择钢材信号，截面尺寸再次省略。
本次设计的试验台架，首先查表经过选择，我采用热轧工字钢（GB/T 7061988）系列。根据任务需求，选择两根长度为8m的热轧工字钢作为台架的正面承重横梁。工字钢的许用应力为[σ]=160MPa，[τ]=100MPa 。考虑车辆前后重量不等且当载荷最大（m=40吨）时车轮有多排（本次研究取3排），所以承受最大载荷的一排设为
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