摘要：本文对某型号的大吨位自卸车进行了轻量化研究，根据弹性力学及板壳理论推导出的计算公式进行高强度钢板的等代设计。主要应用ANSYS有限元分析软件，建立自卸车货箱的有限元分析模型，对比高强刚替换前后车箱的强度和刚度数据。结果表明使用高强刚可以明显减轻货箱自重，综合效益更好，为进一步的理论研究和实际生产提供了依据。
　　关键词：车厢 有限元 轻量化 高强钢
　　1.前言
　　近年来，国内外石油、钢材价格大幅度上涨，资源短缺、能源危机和环境保护问题日益突出，使得自卸车生产厂家的生产成本和市场用户的使用成本居高不下。国外研究表明：一般情况下，车重每减轻10%，可节省燃油3%～7%[1]。十二五规划中，将轻量化列入我国装备制造业的目标取向，积极推行轻量化、低消耗设计已成为行业趋势。国内钢铁企业越来越重视汽车用高强度纲的开发与研究，目前鞍钢、武钢、宝钢等已经生产了不同等级的高强度刚，用高强刚替代普通钢板，对汽车工业的发展具有推动作用。
　　本文是基于大吨位自卸车的轻量化研究，该型货车车厢尺寸为7.2m×2.3m×1.8m（长×宽×高），额定载荷40吨，主要用于运输砂石、煤、钢材等，并且实际运输过程中路况较好。主要应用有限元法，对货箱受载后的应力分布及强度位移变化情况进行分析，进行高强度钢板的等代设计以实现轻量化的结果。
　　2.高强钢等代设计
　　2.1等代设计计算公式
　　除了部件厚度不同，替换前后的有限元分析应保持网格密度、载荷和约束及工况等条件相同。为了便于总结原结构与替换钢板后的应力应变情况，分别取前板、后板、侧板、底板的数据结果进行对比分析。车厢替换高强度钢板后的应力结果仍在许用范围内，最大位移与原结构相比没有明显的增加，说明使用高强钢替代普通钢板进行轻量化设计是可行的。图2、图3分别为Q235和T610钢板车厢的前门应力图（因篇幅所限，其它车厢板图在此不一一罗列）。
　　4.结论
　　（1）自卸车车厢载重量一定时，各部件的最大应力排序由大到小一般为：侧板>底板>前板>后板，其中侧板、底板对提高材质强度的需求最大，前板、后板的材料减薄空间最大；
　　（2） 通过高强钢板等代设计，在保证总体性能满足使用要求的情况下，有效减小了车厢整体质量，提高了整车强度，实现了轻量化的效果，为进一步的理论研究和实际生产提供了依据。
　　参考文献
　　[1] Takehide Senuma， Physical Metallurgy of Modern High Strength Steel Sheets， ISIJ International， Vol. 41 （2001）， No. 6， pp. 520–532
　　[2] 范世斌，马力，高金玲.专用车构件高强度钢板强度等代设计中的板厚计算[J].专用汽车2009（1）：54-57
　　作者简介：王紫迎（1988-），女，汉族，硕士研究生，研究方向：机械CAD/CAM