非承载式车辆底盘框架结构三维数模

　　做车辆结构设计快十二年，经手的非承载式底盘框架数模没有一百也有八十，眼前这套底盘框架的结构逻辑，是典型的轻型非道路作业车辆适配的承载构型，和常规乘用非承载车架的设计取向差异很明显。先聊实际应用场景，这类车架结构大多适配全地形作业车、小型场地巡检车、低速农用作业运载车这类使用场景，日常行驶的路面多是非铺装的颠簸路面，甚至会有单侧车轮悬空、对角轮着地的极限受力工况，所以整个框架的受力冗余设计，和城市道路行驶的乘用车辆底盘完全不是一个思路。从结构功能上看，这套框架采用的是边梁式主承载构型，两根纵向主纵梁从车头段一直延伸到车尾承载区，纵梁的型面不是等截面直梁，前段做了向内收窄的弯折造型，这个设计一方面是给转向机构、

　　前悬安装点留出足够的布置空间，避免转向轮在最大转角工况下和梁体发生运动干涉，另一方面收窄的前段也能优化车辆接近角，提升非铺装路面的通过能力。纵梁中段的截面高度做了渐变抬升，这个位置刚好是驾驶区、动力总成的核心安装区域，更高的梁截面能有效提升抗弯模量，应对动力总成的垂向载荷以及行驶过程中传来的路面冲击载荷，避免长期交变载荷下梁体出现疲劳变形。纵梁上分布的多个安装凸台与预留孔位，是按照模块化安装思路设计的，前段的孔位对应前悬架摆臂、转向机的安装基准，中段的密集安装点用来固定动力总成、驾驶舱固定支架、制动管路固定卡扣，后段的平直框架区域是上装承载区，不管是加装货厢、作业设备舱还是特种作业上装，都能通过这些预留孔位直接适配，

　　不需要后期在梁体上额外打孔破坏结构强度。横向连接的横梁设计也有讲究，不是等间距均匀布置，而是在载荷集中的位置做了加强型横梁设计，比如动力总成安装位置的横梁采用了封闭截面结构，比其他位置的横梁抗扭刚度高40%左右，能有效抵消动力总成运转带来的振动，同时在车辆过扭曲路面时，避免两根纵梁出现相对错位变形。靠近车尾的最后一段横梁做了外扩的框架结构，这个区域是后悬架、后防撞结构以及尾部上装的安装基准，外扩的尺寸刚好匹配后轮的轮距设计，保证悬架安装点的受力方向和车轮跳动轨迹完全对齐，减少悬架系统的附加力矩。再说到安装边界的设计细节，整个底盘框架的所有安装孔位都做了同轴度公差预留，孔位的位置度公差控制在0.2mm以内，

　　完全满足三维装配的干涉检查要求，梁体的弯折处都做了圆角过渡处理，避免应力集中导致的结构开裂，所有安装凸台的贴合面都预留了0.1mm的机加工余量，实际生产时只需要对贴合面做精铣处理，就能保证安装面的平面度要求，不需要对整个梁体做二次加工，能有效控制生产制造成本。从设计思路上看，这套框架没有采用过度复杂的异型截面结构，全部采用等壁厚的型材弯折+焊接成型的工艺路线，生产时不需要开复杂的成型模具，小批量生产时的成本控制优势非常明显，同时整体的结构重量控制也比较合理，在保证抗扭、抗弯强度满足使用要求的前提下，通过对梁体截面的渐变优化，去掉了非受力区域的多余材料，相比等截面直梁的同承载级别车架，整体重量能降低15%左右，对于轻型作业车辆来说，更低的车架重量意味着可以预留更多的载荷空间给上装和运载货物，也能降低整车的能耗表现。实际做装配验证的时候，这套框架的所有安装点都能和配套的悬架、转向、动力系统数模完全匹配，不会出现运动干涉问题，梁体的离地间隙设计也充分考虑了非铺装路面的通过需求，最低点的离地间隙比同级别乘用车辆底盘高60mm左右，能有效避免路面凸起石块磕碰梁体造成结构损伤。另外在管线布置的空间预留上，两根纵梁的内侧留出了足够的布线空间，制动油管、整车线束都可以沿着纵梁内侧的预留卡扣位布置，不会和运动部件发生摩擦干涉，后期维护的时候也能很方便地排查管线故障，不需要拆解大量的结构件。