第四章載貨汽車支承裝置及其貨箱單位：機電工程學院主講：王孝鵬

材料及型材支撐裝置設計承載裝置的尺寸確定貨箱貨物安全防護防腐目錄4.1材料和型材載貨汽車的傳統材料主要是鋼和木材。為了提高裝載效率和運輸經濟性，載貨汽車使用的材料越來越廣泛。除了結構鋼，還有高強度的微粒結構鋼。輕量化的要求導致鋁合金應用越來越多。木材被精制成多層膠合板，工程塑料適合于制造球形過渡面的成型件，可以同泡沫塑料一起制成多層夾板以減輕重量。4.1.1鋼材鋼材因經濟的原因（材料成本）和技術原因（易于成型，適合于焊接）一直是載貨汽車制造業的主要材料。材料的成型性能可以用彎折時所允許的最小彎曲半徑ri,min與板材的厚度d之比ri,min/d來描述，其與材料的延伸率A5有關。降低汽車的重量，必須采用鋁材，原因是鋁材的密度只有鋼材的三分之一。其缺點是價格高，彎曲載荷作用下梁的變形大，成型性能差，不易焊接，焊縫附近受熱影響區的硬化合金強度變差。鋁材通常用于封閉貨箱和自卸式汽車料斗的制造，原因是這種結構的二階面積矩大，因而彈性變形小。汽車底盤的多橫梁車架適合于用鋼材制造，原因是其彈性模量大。為了減輕重量則采用高強度的精細結構鋼。4.1.1鋼材載貨汽車的支承裝置主要承受彎曲載荷，通常采用根據Siemens—Martin法冶煉的沸騰澆鑄結構鋼USt37-2。這種冶煉方法保證了磷和硫的含量小，焊接性能好。由于采用沸騰澆鑄在軋制和成型過程中材料表面保持光滑，不易斷裂。DIN規定的熱軋圓弧過渡型材不太合適載貨汽車制造業。這些型材主要是用于鋼結構高層建筑，橫截面的尺寸分級過于粗糙，法蘭內緣傾斜，與其它型材的聯結困難。由于材料厚度均勻，冷成型和冷壓成型的型材特別適合于支承裝置的制造。與熱軋型材相比，冷成型和冷壓成型材料以明顯小的厚度達到很大的軸向阻力矩Wax，結構重量相對減輕。此外，這種材料容易加工成型。其缺點是成型時產生應力。為了避免疲勞破壞，不能在變形區焊接或者鉆孔。4.1.1鋼材冷成型時需要特別注意，由于彎邊和滾壓成形時的斷裂延伸率小，相應的彎曲半徑加大，給低高度輕量化鋼結構的設計帶來困難。由于雙有氧澆注時雜質（熔析）均勻地分布于整個橫截面，材料成型過程中在熔析斷裂區可能存在彎曲引起的裂紋。4.1.1鋼材精細結構鋼的母體是St52-3。其較高的斷裂延伸性不是通過提高碳的含量，而是通過加入錳和硅的晶粒細化作用達到的。要進一步提高斷裂延伸率不可能通過提高碳含量實現，碳含量增加后珠光體增加，材料的焊接性能急劇下降。少量加入釩，鈮和鈦既可以減少珠光體的含量，也可以通過晶粒細化作用提高材料的斷裂延伸率。4.1.1鋼材材料最重要的加工特性是冷成型性和焊接特性。冷加工特性對載貨汽車車架縱梁和橫梁的擠壓成型具有重要的意義。精細結構鋼由于冶煉純度高，珠光體含量低，與傳統結構鋼相比結構強度相當，所以具有顯著的優越性。精細結構鋼在載貨汽車制造業中典型的應用是制造底盤的車架，吊車，裝載用貨箱邊板，車軸套管和輪盤。強度最好的材料用于汽車伸縮式吊車的制造。自卸貨箱、垃圾收集車貨箱和水泥攪拌車滾筒因為對耐磨性的要求而優先選用添加錳的材料。4.1.1鋼材4.1.2鋁塑性合金在載貨汽車制造業中用輕量化材料鋁最早始于第一次世界大戰之后。例如，當時客車用鋁作為鋼制貨箱的覆蓋件。目前廂式車箱中傳統的材料鋼和木材已經完全被鋁所取代。平板車的側板幾乎都用鋁材制造，而整體式平板車貨箱也有的全用鋁材制造。鋁材其它應用領域包括液罐車貨箱，圓形料倉式貨箱，自卸車槽形貨箱，裝載板和油箱。鋁材一般為冷軋的板材和擠壓成型的型材。型材的品種繁多，還可以根據顧客的要求加工成相應的形狀。與熱軋或者冷拉及冷成型的型鋼相比，鋁制型材的表面特性優良，尺寸準確。材料強度高于“軟”的通過冷軋時的冷作硬化達到?？蓵r效硬化處理的合金材料型號為AlMgSi、AlZnMg、、AlCuMg或者AlZnMgCu。為了提高材料強度可采用固溶退火、淬火和人工時效處理。當溫度較高時稱為熱人工時效，室溫時則稱為冷人工時效。4.1.2鋁塑性合金4.1.2鋁塑性合金要提高焊接質量要保持焊邊清潔，并用工業酒精清洗。焊接前建議通過刮或者挫將材料表面的養化層除掉。此外，人工焊接時避免接觸焊接區和焊接填料。在疲勞載荷和交變載荷的作用下，焊縫的種類及焊接處的幾何形狀對結構的強度值σ4影響很大。焊縫附近的抗疲勞強度（約為70N/mm2）和交變載荷作用下的抗疲勞強度（約為50N/mm2）與基體材料的強度幾乎沒有關系。只有當焊縫不受到交變載荷的作用時，基體材料的強度才能得到充分的利用。也可以用螺栓聯接，鉚接或膠接的方法來聯接鋁材，這樣不會引起基體材料結構和強度的變化。圖為圓形料倉式自卸車車架。其縱梁由兩根不同形式的T型鋁材AlMgSi1F31制造。下端T型鋁材的短輻板保證兩條縱向焊縫不是處于應力大的翼面上，而是位于主要承受彎曲載荷的橫截面中性層上。這樣就盡可能考慮到了鋁材焊接處強度低的特性?？v梁前端鵝頸形斜坡通過冷彎曲加工成型。上端T型鋁材的高輻板一直延續到前端，在前端將邊緣切除，以便彎曲成所希望的斜坡形。4.1.3木材目前，在載貨汽車制造業中很少直接用原木，而是使用由多層櫸木貼合的膠合板。木材主要用于內裝飾，貨箱前壁，隔板，磨損底板，高密板和隔音板。為了隔離機器噪聲膠合板中間有一層重薄膜。櫸木的纖維均勻結實，硬度高達HB=34kP/mm2，體密度ρ為0.74kg/dm3。由于纖維及膠合板的結構特點其機械特性各向異性。彈性模量和抗彎強度則與板的厚度相關。4.1.4人工合成材料載貨汽車制造業中人工合成材料得到越來越廣泛的應用。人工合成材料密度小，造型設計自由，防腐性好，表面美觀，價格低廉，因此正在越來越多地取代鋼材。熱塑性塑料主要用于駕駛室內側，而玻璃纖維增強的熱固性塑料用于底盤和貨箱作為支承部件或者覆蓋件。片狀模塑料Flachbahn形的玻璃纖維增強塑料（GFK）有著廣泛的應用?？捎糜谳d貨汽車貨箱，內外表層，公共汽車`和液罐車覆蓋件，房車和商務車的內外表面及集裝箱和冷藏箱。但絕大部分加工成含硬質泡沫核心的連接板。4.1.5夾層材料載貨汽車用夾層材料主要是聯接板材。用于廂式貨箱、商務車、小汽車掛車和房車。夾層材料的兩個外層為高強度薄板，中間為密度小的硬質泡沫塑料層或蜂窩狀及波紋狀結構。4.1.5夾層材料受彎曲載荷時高強度的外層承受拉壓應力，夾層承受剪切應力。此外，由于夾層的支承，外層不會產生凹坑和彎折。外層用鋼，鋁，GFK和玻璃纖維增強的聚丙烯制造。由于表面平展和附著性能好，這些材料的上漆性好。夾層為聚氨酯泡沫，西印度輕木，鋁質波紋或者聚丙烯蜂窩。相對其它板材夾層板的最大優點是重量輕。芯材為硬塑料海綿的夾層的厚度可達130mm，用于低溫冷藏廂式貨箱具有優良的隔熱性能。表層與芯層應牢固聯接以提高抗剪切能力。一般將表層粘合在芯層上。聚丙烯作為表層蓋板，聚丙烯蜂窩作為芯層對可直接通過加熱粘合而不需要粘合材料。為了評價夾層材料的輕量化效果，必須將各種材料進行比較。表為相同抗彎強度條件下不同夾層材料的性能，材料的抗彎強度為：長2500mm，寬1250mm的夾層在中間受到1000N的線分布載荷時，其最大彎曲變形為62mm。4.1.5夾層材料4.2支承裝置的設計每輛載貨汽車都有自身的支承系統。支承系統的作用是安裝行走裝置，支承汽車的自重和有效載荷。支承系統可以分為三種類型：非承載式貨箱。貨箱的作用是為有效載荷提供裝載箱；半承載式貨箱。車架和貨箱共同承受載荷。這種結構要解決的問題是分別確定車架和貨箱的抗彎強度和抗扭強度，以便承擔所要求的承載功能。例如，與車架固聯的廂式貨箱其抗彎和抗扭強度由于其結構形式要較其下面的車架大得多。同時，廂式貨箱及其聯接主件對車架的載荷也很大，從而損害車架的疲勞壽命。承載式貨箱：無車架結構。管狀貨箱的側邊，底板和頂蓋必須具有足夠的抗剪強度。在載貨汽車制造業中載貨汽車及掛車采用全架式結構。而公共汽車和小汽車無一例外地采用無架式結構。全架式車架有以下優點：可用于不同的貨箱?？纱笈可a，成本低，與貨箱無關。只要保持與貨箱的聯接不變，車架設計的自由度大。貨箱的應力小。對抗彎和抗扭強度好的貨箱，特別要注意的是，與車架的聯接要柔軟。因承載部件布置方式和截面形狀的不同車架有不同的結構型式。最常見的車架是多橫梁車架。其抗彎強度都很好，但抗扭強度根據梁的截面形狀的不同有大小之分。縱梁和橫梁的截面形狀為開式結構（U型、I型和蓋型）時，抗扭強度小。截面尺寸相同的閉式梁其抗扭強度要大得多。選擇截面形狀時要考慮路面的特性（在道路上還是野外行駛），貨箱的抗扭強度及貨箱聯結件的柔度?？古姸刃〉能嚰芟鄬古姸却蟮能嚰苡幸韵聝烖c：型材質量輕價格低。制造容易，制造成本低。便于防腐蝕保護。便于各種截面和總成的聯接。由于其繞縱軸的扭矩變形大，降低了對行走機構彈性變形的要求。4.2.1車架的支承系統當車架繞縱軸扭矩變形時，縱梁和縱梁間時變形。由于梁的抗扭強度小，抗彎強度大，則車架的變形如圖所示。由車架的幾何形狀可以看出，橫梁的扭矩角φQ與縱梁的扭轉角φL之比等于它們的長度lQ和lL之比：橫梁和縱梁單位長度的扭轉角相同。所有截面的扭轉剛度對總剛度的影響相同。橫梁通過其與縱梁的聯結將扭矩傳遞給縱梁上的結點，引起縱梁上扭矩的躍變?？v梁上的扭矩反過來在與其相聯的橫梁上產生彎矩。4.2.1車架的支承系統當圓管或矩形管受到扭矩作用變形時，各截面相互平行地旋轉一定的角度。而開式截面則發生拱曲變形。圖為槽鋼雙翼面的邊緣由于拱曲變形而產生的沿型材縱軸線朝相反方向的位移。拱曲變形使得型材產生扭曲，其抗扭強度增大。為了阻止型材的拱曲變形，在型材截面縱軸線方向產生法向應力，該應力沿型材的縱軸線方向直至型材連接處逐漸增大，在型材雙翼面外緣達到最大。如果梁之間采用焊接的方式聯接，則容易產生斷裂破壞。因此，對于抗扭剛度小的車架，應采取特殊的聯接方式（這里指橫梁聯接到縱梁上），允許開式截面的自由拱曲。4.2.1車架的支承系統如果作用力垂直U型型材（Y-Z平面）的縱軸（X-X），指向對稱軸（Y-Y），且通過型材重心，則產生純彎曲變形。如果力的作用點不變，改變作用方向，則截面肯定產生扭轉，U型截面產生彎曲和扭轉組合變形。在截面外面存在一點，該點不產生扭轉變形，稱為剪切中心。根據剪切中心可以計算，也可以查表。扭轉變形時所有截面圍繞剪切中心旋轉。車架上作用的垂向應盡可能通過剪切中心。4.2.1車架的支承系統采用開式型材時車架其扭轉剛度應與克服截面的拱曲變形結合在來考慮。尤其是要考慮橫梁與縱梁間的聯接方式。為了具體計算受扭車架應力和應變之間的復雜關系需要用到在橫截面上無損傷截面作用力—變形的精確關系，聯接區域要作為子結構用有限元的方法細分子單元。4.2.1車架的支承系統4.2.2載貨汽車車架設計載貨汽車車架通常用抗扭剛度低腹板直立U型縱梁。為了保證通過貨箱（貨箱支架）和行走裝置（鋼板彈簧支架）作用在車架上的垂直載荷位于剪切中心的附近，縱梁的開口向內。市面上汽車底盤的車架有直梁和多段彎曲縱梁兩種。直梁的截面相同，而彎曲縱梁為魚腹形。采用直梁時貨箱制造商配套副車架方便，魚腹形車架的設計與彎矩的變化相適應，車架寬度與各總成的安裝位置要求相適應，可以減小車架上表面高度。前后橫梁也采用U型型材，與縱梁的聯結抗彎強度高。其它橫梁為蓋形型材，兩端為鳥嘴形結構，有利于無阻礙的拱曲變形。橫梁聯結在縱梁的腹板上。由于要求橫梁與縱梁的聯接具有彈性，因而都采用鉚接和螺栓聯接。4.2.2載貨汽車車架設計車架設計的基本準則：為了保證車架扭轉產生的附加載荷盡可能由縱梁和橫梁均勻承受，其扭轉剛度在整個長度方向盡可能相同。采取的方法是保證橫梁扭轉剛度相同、間距相同。低扭轉剛度橫梁的聯結應盡可能不損壞橫截面的拱曲。截面的過渡不應突變，而應該漸變，以避免由于剛度突變而產生應力峰值。

4.2.2載貨汽車車架設計4.力的作用不能是突變式，而應該漸變式。垂直力的作用線應盡可能通

過縱梁的剪切中心。如果垂直力沒有通過剪切中心，則在產生扭轉力矩的部位增加支承橫梁。5.梁上應力大的部位其強度不允許減弱。首先不得在這些部位設計用于車架鉚接和螺栓聯接的孔。在副車架和掛車底盤上的這些部位不得焊接。否則切口應力集中效應會嚴重影響材料的疲勞強度。底盤制造商的貨箱規程具體給出孔距離上、下翼面的最小距離。4.2.2載貨汽車車架設計車架設計的目的是在保證重量輕和橫截面小的條件下使得抗彎強度盡可能大。材料厚度d與腹板高hp和翼面寬bp之比應盡可能小。為了防止產生翹曲變形，比例值d/hp也不能太小。U型截面翼面的翹曲應力為：4.2.2載貨汽車車架設計4.2.3掛車車架的設計對掛車車架來說，牽引所產生的載荷與載貨汽車車架相似，其設計準則也可以引用過來。發動機副車架的設計也是這樣。需要注意的是，掛車車架的縱梁大多數用工字鋼梁。其設計方法沒有特別的規定，可以用焊接聯接。根據功能縱梁需要彎曲。4.3承載裝置的尺寸確定載貨汽車的承載裝置有平面和空間結構之分，其橫截面通常為恒定的。承載裝置為獨立的部件，為其它部件提供空間支承，并將重力傳遞到行走裝置。通過行走裝置（彈簧座）產生的支承力其作用線在空間相距遠，因此在支承裝置的橫截面內產生內力和內力矩（截面載荷），并產生應力和變形。支承裝置尺寸確定的目的是，通過合理設計支承裝置的橫截面，以保證由截面載荷引起的應力不致引起工作狀態下的破壞，其彈性變形不影響其功能的正常發揮。根據承載系統的結構和幾何尺寸可以將其簡化為相應的力學模型。借助于工程力學知識可以計算由外力引起的任意截面上的載荷（軸向力、剪切力、彎矩和扭矩）。如果已知截面的靜力學參數，包括截面面積A，軸向阻力矩Wax，極軸阻力矩Wp，則可計算危險截面上的外緣應力（公稱應力n和n），以及合成的等效應力v。4.3承載裝置的尺寸確定4.3.1載荷用于道路交通的汽車其允許總重量受到其車軸數量的限制。假設裝載狀態下的汽車處在水平面上，則汽車只受到汽車重量引起的靜載荷。在行駛工況下，汽車除了不可避免的過載外，還受到動載荷的作用。這些載荷在一定程度上既是靜載荷又是動載荷。因此，承載系統受到下列載荷的作用：在載貨汽車車架設計過程中對其強度和剛度進行完整的分析計算不可能做到萬無一失。所以底盤制造商通常采用有限元分析的方法進行計算。樣機在液壓伺服試驗臺上進行試驗。最后樣車要在規定的試驗路段進行行車試驗。4.3.1載荷4.3.1載荷4.3.3簡支梁的Q線和M線載貨汽車承載裝置中受載最大的是車架的縱梁。如果因為時間，人員或經濟的原因不能用有限元分析方法對載貨汽車承載裝置進行分析計算，則可將車架簡化為支承在兩點上的梁用人工和計算機輔助計算的方法進行分析計算。其中兩根縱梁簡化為一根簡支梁。重力簡化為集中載荷或線分布載荷。行走裝置的支承力可用兩個彈簧座支承力代替，或簡化為一個集中載荷。此外，不考慮扭轉的影響，否則的話必須計入與橫梁聯接處的彎曲載荷突變。用簡化的力學模型計算兩軸載貨汽車縱梁上的剪切力和彎矩的計算實例。其中集中力F1=30kN，線分布力q=20kN/m。4.3.3簡支梁的Q線和M線4.3.3簡支梁的Q線和M線4.3.4桁架桁架是由直線異型棒材組合起來的平面或空間結構。桁架大多數簡化為直線（棒材重心線）和連接點（節電）。平面桁架由上拉桿、下翼面及位于其間的垂直和對角桿組成。最簡單的桁架為三角架。多個三角桿組合可以構成平面或空間結構，其承載能力和剛度好，重量輕。如同工字型結構一樣，當受到彎曲載荷時，上拉桿和下拉桿承受彎曲載荷產生的拉壓力，而對角桿起腹板及推力桿的作用。垂直桿通常稱為“零桿”，不承受拉壓載荷，其作用是減小長壓力桿彎曲的危險。空間桁架至少由兩個平面桁架組成。在第三維方向通過弦桿、垂直桿和對角桿聯接，以提高抗扭強度。在理想情況下桁架的桿件在節點處通過鉸鏈相互鉸接，只能承受拉壓力。但實際中桿件通過焊接聯接，變形時會產生剪切力和力矩，但相對較小。4.3.4桁架復雜桁架為靜不定系統，其應力和應變計算用計算機程序進行，簡單的平面桁架為靜定問題，可用人工計算或者估算。估算的精度相當高。桿件的受力可用Cremona法圖解或者用里特爾截面法計算。采用Cremona法求桿件受力的方法是：先確定支承反力，再作每個節點在中心力系作用下的力三角形，以求出相應桿件上的未知力。用里特爾法計算時，截面選取的原則是，使得平衡方程的數量足以求出所切開桿件上的未知力。4.3.4桁架4.3.5強度校核汽車行駛過程中出現的動載荷引起交變應力，交變應力的大小是隨機變量，只能用統計的載荷譜描述。最大應力σ0與平均應力σm的關系用沖擊系數s*表示：σ0＝σm·s* 根據σ0＝σm＋σa和σu＝σm－σa，可得到極限載荷比例系數K：4.3.5.2結構強度和零件安全性載貨汽車上使用的所有材料都有通過試驗得到的動態強度值供使用。這些值是采用標準試件在標準試驗條件下得到的。施加的載荷如圖所示，其平均應力為σm，動應力幅值為σa，試驗得到的疲勞強度為107次循環載荷時的應力比例關系。4.3.6載貨汽車承載裝置的彈性彎曲變形隨著高強度鋼和鋁合金在載貨汽車中的廣泛應用，底盤的彈性彎曲變形顯得越來越重要。例如用QStE500TM代替St37－2后，如果彎曲載荷保持不變，則所要求的軸向阻力矩Wax減小約60％，與軸向二階面積矩Iax相關的彎曲剛度E·Iax減小50％，意味著彎曲變形增大一倍。在任意載荷作用下，簡化為梁模型的車架其在任意位置的切向轉角ψ和垂直位移W可以在考慮邊界條件的情況下通過積分進行計算。其中根據截面尺寸的不同Iax的值不同，當兩個截面疊加在一起并同時變形時相應的Iax用Iax,ges代替：

4.4貨箱

4.4.1貨箱規程和貨箱許可載貨汽車底盤制造商向貨箱計算及底盤改裝企業提供所謂的貨箱規程，以保證裝配貨箱及對底盤進行改裝后不損害底盤的功能和壽命。4.4.1貨箱規程和貨箱許可汽車改裝企業應保證貨箱的設計、生產和裝配及底盤的改動符合專業規范，滿足質量要求。如果改裝企業在產品的規劃設計階段就發現有關的規定和技術水平與委托商的要求不相符，應及時地通知委托商。因為改裝企業有責任保證裝配貨箱后或對汽車作改動后，汽車的行駛安全性不受影響。如果對汽車的某一種改裝在貨箱規程中沒有說明或者與說明不相符，則改裝企業需要得到底盤制造企業相關部門的書面許可。申請書的內容包括含具體規格和底盤編號的汽車型號，汽車尺寸、重量和重心位置，設計的貨箱固定方式，汽車運行的環境（例如，在低等級路面行駛，在高海拔行駛，粉塵污染嚴重，環境溫度極端），與貨箱規程要求的差異，以及作過相同改裝的汽車情況介紹。4.4.1貨箱規程和貨箱許可對包含具體改裝要求的申請材料進行審查后，即可授予相應的貨箱改裝許可。但沒有必須授予改裝許可的法律規定。即使以前對相同的申請授予過許可，但也可能因技術水平變化而拒絕授予許可。此外，也可能對個別汽車的貨箱改裝許可作出限制。對于已經改裝完成或已經銷售的汽車不得補發許可證。授予的貨箱改裝許可只限于貨箱的設計和尺寸的確定，或者底盤的改動。同樣地，貨箱制造企業對改裝的質量負有技術責任。如果底盤在運行過程中發生損壞，則底盤制造商根據質量保證責任可以承擔賠償責任。但如果是汽車改裝廠不遵守貨箱規程，貨箱、貨箱裝配的方式或底盤的變動造成汽車底盤的損壞，或者由于使用不當或所選用的底盤不適合運行環境條件而造成汽車底盤損壞，則底盤制造廠不承擔賠償責任。4.4.2副車架和貨箱固定載貨汽車底盤配有各種各樣的貨箱，所承受的載荷也各種各樣。因此，在大多數情況下要有副車架（裝配車架）以改善集中載荷時的受力狀況，或者提高抗彎強度。副車架有利于貨箱以及附加零件和總成的安裝，同時為車輪和其它汽車部件超出車架上表面安裝提供足夠的空間。根據車架結構的特點，副車架普遍采用梁結構形式（縱梁和橫梁），從車架后梁盡可能延伸到前鋼板彈簧支座后部。這樣減輕車架負擔，提高抗彎剛度，從而減小車架的彎曲振動。4.4.2副車架和貨箱固定車架和副車架通過離散分布的連接元件相互聯結，共同承受彎曲載荷。根據彎曲線的局部形狀副車架的前端逐點地作用在車架上。為了避免局部表面壓力過大，兩根副車架縱梁前端加工成30

的形狀。此外，下翼面的邊緣為半徑至少5mm的過渡圓弧。4.4.2副車架和貨箱固定車架和副車架可以通過各種貨箱聯接元件聯接。各種連接元件在縱向的承載性能相差很大。聯接元件的選擇首先要考慮貨箱的扭轉剛度。固定聯接的平板車、自卸車和半掛車聯接適合于抗扭剛度軟的貨箱，這樣在行駛過程中貨箱可以無阻礙地跟隨底盤扭轉。罐裝車、圓形料倉車和自掛式廂式貨箱的抗扭剛度特別大，因此要求貨箱聯接元件在極端行駛工況下必須保證貨箱能有限地向上升提升。4.4.2副車架和貨箱固定軟滑移式貨箱固定元件。它由上下布置的托架和螺栓聯接組成。可以用于前部抗扭剛度小或者后部抗扭剛度大的貨箱。車架和副車架的縱梁通過螺栓壓緊。車架上的托架高出車架上翼面平面，從而限制貨箱的側向運動。將螺栓斜向布置使得副車架和底盤車架之間可以沿縱向相對運動。聯接元件的區別在于螺栓聯接中的彈性元件（螺旋彈簧，盤形彈簧和橡膠彈簧）。當車架扭轉運動幅度很大時，彈簧產生壓縮變形，貨箱相對車架向上運動，從而保證貨箱不受到損傷。4.4.2副車架和貨箱固定當汽車貨箱抗扭剛度非常大時，例如液罐車，且經常行駛在不平坦的路面上，聯接元件應保證貨箱相對車架作一定的向下運動和較大的向上運動。目前大多數底盤制造企業不再推薦帶鋼板彈簧夾的軟滑移式聯接元件。原因是開式U型截面的翼面要用墊塊來保護其不變形。4.4.2副車架和貨箱固定滑板式貨箱聯接元件。由于螺栓聯接承受的是剪切載荷，因而能承受很大的軸向力。采用這種聯接方式不會產生滑移，所以通常位于要求彎曲和扭轉剛度盡可能大的后橋上方后懸架部位。特別是用于自卸車、水泥攪拌車及后部裝有吊車的汽車。為了保證在使用過程中副車架在縱向不發生滑移，在汽車的每側至少要有一個滑移固定的聯接。這種聯接通常位于后橋上方。圖示的直接螺栓聯接也起同樣的作用。4.4.2副車架和貨箱固定4.4.3無副車架貨箱如果車架的強度和剛度足夠大，在一定的條件下可采用自行懸掛的貨箱（油罐貨箱，轉向式貨箱、廂式貨箱），而不需副車架。抗扭剛度極大的油罐貨箱可以通過三點彈性地支承于車架上，而不需要副車架。前支承設計為稱重秤，支承點為彈性支承的鉸鏈，可以平衡汽車底盤的扭轉。減小支承高度，換裝式貨箱優先采用無副車架支承。在這種情況下必須確保貨箱在整個長度范圍內或者至少在彈簧懸掛的附近大面積地支承在底盤車架上，鎖扭聯接裝置布置在橫梁附近，只與車架縱梁腹板固定。此外，提升裝置對車架產生的附加力和力矩要很小。為了保護縱梁Man公司要求在縱梁上另外焊接加固材料。4.4.3無副車架貨箱自行支承式廂式貨箱底部設計成能承擔副車架功能的結構，則橫梁的間隔不超過600mm時可以不用副車架。由于貨箱在車架上的支承面積相對較小，所以應盡量避免因為沒去毛刺或角邊沒有圓弧過渡而引起的角邊壓力。4.4.3無副車架貨箱4.4.4副車架設計副車架的機械性能主要取決于所用型材的結構形式、布置方式、聯接方式，以及材料的機械性能。下面將討論不同布置方式和聯接方式對車架和副車架的影響。車架和副車架的縱梁有可滑移式和固定式兩種聯接方式。采用可滑移式聯接縱梁之間有縱向相對運動，產生摩擦力。采用固定聯接不會有相對運動?？v梁間聯接方式的不同導致不同的抗彎強度E?Iax,ges和抗扭強度G?ID,ges?；剖浇Y構受到彎曲載荷時，兩根梁同時彎曲。如果材料的機械性能（彈性模量E）相同，則彎曲應力的變化規律如圖所示。由于在兩根梁的接觸區分別受到拉力和壓力，受拉力的表面產生拉伸應變，受壓力的表面發生壓縮應變，兩個表面產生相對滑移。如果這種滑移通過固定式聯接而受到限制，則在接觸區產生滑移力，整個聯接體的抗彎剛度同抗彎剛度大得多的單體梁一樣。4.4.4副車架設計橫梁的布置根據貨箱的類型確定。對于抗扭剛度小的固定貨箱（平板車），橫梁普遍布置在縱梁的上面，并通過角鋼或角撐板與縱梁＂軟＂聯接.裝載高度低的貨箱（例如，飲料運輸汽車）可以用分段式橫梁。橫梁與副車架縱梁上邊緣通過焊接聯接。4.4.4副車架設計對于翻轉貨箱及不需要裝載面的貨箱，縱梁之間的橫梁只起加固作用，布置在與車架的聯接點附近。為了保證貨箱的扭轉性能，橫梁與副車架縱梁之間用角撐板或角鋼聯接。如果要在副車架的尾部用管狀橫梁來提高扭轉剛度，則橫梁可以用法欄板與縱梁聯接。4.4.4副車架設計自卸車，后裝載吊車和自卸式液罐貨箱，其尾部扭轉剛度必須特別高。為此副車架縱梁采用封閉形結構，橫梁用管材制造。另外還可以用對角形結構加固。如果副車架的縱梁封閉成箱式截面以提高局部扭轉強度，則為了避免強度的突變必須將閉式結構緩慢地過渡到開式結構。4.4.4副車架設計4.4.5平板貨箱和廂式貨箱底板平板車貨箱和廂式貨箱底板是貨箱的底面。其承受有效載荷的重力并將其傳遞到車架上。用地面運輸工具裝卸貨物時，要注意突然作用的沖擊軸荷。傳統結構型式的承載裝置由多根副車架橫梁和邊框架組成。邊框架構成貨箱的周邊，其上垂直安裝的腹板用于固定貨箱邊板鉸鏈。由自行承載式膠合板制造的防風雨底板支承在承載裝置上。橫梁采用冷軋成型的等截面U型鋼，或者用St37-2冷壓成型。冷壓成型橫梁的截面從中間到兩端逐漸變小，這樣可以減輕重量，有利于與底板邊框架聯接。底板邊框架的截面尺寸取決于所需高密底板的厚度。市場上提供的底板邊框架厚度為21～50mm。底板邊框架的角邊切成斜角形狀，并采用對焊?？紤]到應盡可能地保證橫截面的自由拱曲變形，橫梁聯接處只布置一條角形焊縫，并將下翼面局部切開。如果在底板邊框架處的底板支承面無高差，則橫梁的上翼面必須切除一段。4.4.5平板貨箱和廂式貨箱底板用擠壓成型的板條形鋁材作為貨箱底板。鋁材厚30～40mm，寬200～300mm，在貨箱中橫向布置，采用螺栓聯接或螺栓－夾板聯接。由于鋁材的強度高，所以也能起橫梁的作用。鋁板的結合處做成槽－鍵結構形狀，保證受到集中載荷作用時相鄰的板條共同起支承作用。與底板邊框架的聯接同樣同螺栓聯接。輕型載貨汽車完全不需要橫梁。中型和重型載貨汽車的底部需要在護板表面局部加強。4.4.5平板貨箱和廂式貨箱底板4.4.6廂式貨箱廂式貨箱為廂狀封閉貨箱，特別適合要求防塵、防潮及防溫度波動的敏感性貨物的運輸，采用隔熱材料和制冷裝置后還可用于冷凍食品的運輸。廂式貨箱由兩個側板，前板，后板和蓋板組成。其底板由縱梁和橫梁支承。底板邊框架大多數是貨箱板件的組成部分。門大多位于貨箱的后部，支于焊接的門架上。為了方便裝卸，在貨箱的后面經常裝有裝載用貨箱邊板。其一方面用于裝卸，一方面用作貨箱的后門。4.4.6廂式貨箱上世紀70年代中期以來，廂式貨箱在德國就被設計成標準化積木式結構，制成成品后銷售給載貨汽車制造廠，并最終裝配成貨箱。積木式結構的特點是，其整體功能分解成單個子功能