朱　軍（河西學院土木工程學院,甘肅　張掖　734000）

貨運汽車水箱系統(tǒng)支架的改進

朱軍
（河西學院土木工程學院,甘肅張掖734000）

由于傳統(tǒng)的貨運汽車水箱角鋼支架在承受荷載作用下，經常引起角鋼支架連接處的撕裂破壞、高強度螺栓的剪切破壞、水箱的擠壓破壞等。本文通過對角鋼支架的改進，改用有流幅的高強度鋼帶，在不降低其承載力的情況下，能夠改善其受力性能，達到滿足工業(yè)生產的需要。

支架；改進；受力性能；角鋼；鋼帶

1　前言

隨著我國經濟的突飛猛進，我國的交通運輸行業(yè)快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在空運、鐵路、海運、公路運輸?shù)确矫?。在我國的西北地區(qū)，由于地理位置的局限性，公路運輸顯得尤為重要。其中貨運汽車行業(yè)發(fā)展的越來越強大，推動著西北地區(qū)的經濟發(fā)展。但是在實際使用過程中，汽車的剎車系統(tǒng)、發(fā)動機系統(tǒng)與車胎在高溫與磨損的雙重作用下，損耗的相當嚴重，遠遠降低了其應有的使用價值。所以人們在應用的過程中，常常在貨運汽車上面安置一個淋水系統(tǒng)，以延長其使用價值，實踐證明效果很好[1-3]。

傳統(tǒng)的淋水系統(tǒng)的水箱常用角鋼支架通過焊接連接，然后通過高強度螺栓連接在汽車大梁上面，再輔助鋼絞線以保證其穩(wěn)定性[5-6]。如圖1所示。雖然這個系統(tǒng)在實踐中得到了廣泛的應用，但經常引起角鋼支架連接處的撕裂破壞、高強度螺栓的剪切破壞、水箱的擠壓破壞等。所以有必要對水箱支架進行改進，以提高其利用率，避免在實踐中產生的一些問題。

2　水箱系統(tǒng)的應用與改進

2.1水箱系統(tǒng)的應用

貨運汽車水箱體系在實踐中越來越被廣泛的接受。其中當貨運汽車在上坡過程中，給發(fā)動機降溫，下坡過程中給剎車降溫，在正常行使過程中給車胎降溫，達到合理利用的效果。常用的水箱系統(tǒng)其尺寸如下表所示：

水箱系統(tǒng)尺寸

2.2水箱系統(tǒng)的改進

針對于傳統(tǒng)的水箱系統(tǒng)存在的缺陷，我們發(fā)現(xiàn)主要的問題是由于水箱系統(tǒng)支架所引起的。所以對水箱系統(tǒng)的改進主要針對于水箱體系支架進行。汽車在不平的路面上行駛，車輛豎向振動時程是一種隨機振動，進而帶動著汽車水箱系統(tǒng)也是一種隨機振動過程。角鋼支架體系在隨機振動過程中容易產生應力集中現(xiàn)象，故極易導致支架受力較大處產生脆性破壞。而圓弧形支架體系受力比較均勻，避免應力集中現(xiàn)象的發(fā)生。適合于承受動力荷載作用的體系。

如圖2為改進的水箱支架系統(tǒng):

3　力學分析

本文擬針對D=480mm,L=1000mm,T=2mm的水箱系統(tǒng)的支架進行力學靜力對比分析[7]。傳統(tǒng)的角鋼支架系統(tǒng)相當于一根簡直梁，假定上部水箱的作用力集中于與支架接觸處的集中力P=1.81KN，如圖3所示：其受力圖如圖4、圖5、圖6所示：

從圖4中可以看出，角鋼支架不受軸向力的影響。從圖5中可以看出角鋼支架受的最大剪力為MAXV=1.81KN,是引起角鋼高強度螺栓破壞的主要作用力；從圖6中可以看出，角鋼支架受到的最大彎矩為MAXM=0.724KN.M，是導致角鋼支架連接處產生破壞的主要作用力。通過以上的分析可以看出，角鋼支架是一個壓彎受力體系。

改進后的支架系統(tǒng)圖好比一個單擺體系，通過有流幅的高強度鋼帶（L=520mm，B=30mm,t=3mm）來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的角鋼支架體系，其受力圖如圖7所示，其受力計算簡圖如圖8所示:

從圖8中可知，由平面匯交力系的平衡方程得[8]：

由于sina≠0，即：sina∈(0,4]故當sina=1時，T有最大值

從以上的對比分析可以看出，改進后的水箱支架體系的受力變得簡單，同時，使得原來支架由壓彎復雜受力體系變?yōu)閱渭兊氖芾w系，是符合力學要求和工程實際效用的。

4　結論

（1）角鋼支架將其受到的作用力直接傳遞給汽車主梁，而改進后的鋼帶支架將其受到的作用力先傳遞給汽車次梁，然后由次梁傳遞給汽車主梁，兩種支架傳力途徑一致。

（2）改進后的鋼帶支架使得體系的受力體系由原來的壓彎構件轉變?yōu)楹唵蔚氖芾瓨嫾?，符合力學要求。

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朱軍（1985—），男，甘肅張掖人，碩士，2012年畢業(yè)于蘭州理工大學建筑與土木工程專業(yè)，研究方向：大跨度空間鋼結構與輕型鋼結構。