独家 | 国家标准《道路车辆 3.5t以下挂车 钢制牵引杆机械强度计算》解读

发布时间:2024-03-14 10:28 信息来源:专用汽车SPV 编辑:admin 审核:admin 浏览:93

国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)于2023年11月27日批准发布了推荐性国家标准《道路车辆 3.5t以下挂车 钢制牵引杆机械强度计算》(GB/T 43400—2023),自2024年03月01日起实施。

一、制定背景

2021年,国务院《“十四五”旅游业发展规划》中明确提出,“推进自驾车旅居车旅游,实施自驾游推进计划,形成网络化的营地服务体系和比较完整的自驾车旅居车旅游产业链”。

2022年3月,交通运输部关于发布《轻型牵引挂车驾驶员培训基本业务条件(试行)》的公告,同年4月,公安部在准驾车型方面新增轻型牵引挂车准驾车型(C6车型),以更好满足群众驾驶房车出游需求。

目前普通乘用车可以牵引的是3.5t以下旅居挂车和轻型挂车,大吨位的旅居挂车需要使用牵引座进行牵引。3.5t以下旅居挂车和轻型挂车普遍使用钢制牵引杆,由于其小巧、结构多样,车辆的定制化较为严重。

为便于对不同的钢制牵引杆进行强度校核,在保证安全的同时,也降低企业试验费用,因此提出使用计算的方式对钢制牵引杆机械强度进行校核。

本标准在充分借鉴吸收ISO 7641:2012《道路车辆 3.5t以下挂车 钢制牵引杆机械强度计算》标准的基础上,由交通运输部公路科学研究院组织相关单位开展了国家标准的制定工作。

二、标准的定位和作用

本标准规定了3.5t以下挂车钢制牵引杆的弯曲机械强度简化计算程序,适用于装备在O1和O2类中置轴挂车上的钢制牵引杆。

本标准是一种用于产品设计部门技术人员进行结构设计的科学工具与有效方法,随着标准的发布实施,可有效缩短研发周期,降低3.5t以下旅居挂车和轻型挂车中的主要连接部件——钢制牵引杆试验费用,通过机械强度计算可以保证钢制牵引杆的强度,可在保证牵引杆多样性的同时,提升牵引杆的质量水平。

三、标准主要内容

本标准主要有5个章节,分别为范围、规范性引用文件、术语和定义、符号、技术要求,同时包括资料性附录——典型牵引杆示例。本标准与ISO 7641:2012的技术差异及其原因如下:

——增加了e/l=0.15,ex/lx =0.15的情况(见5.3.2),使数据形成闭环;

——更改了ISO 7641:2012中的4.3.3的MfR为MfP,主要原因是ISO标准中未使用MfR,经过分析确定符号MfR应为MfP。

同时,本标准还进行了编辑性改动,主要是更改了ISO 7641:2012中的3.2,增加了k在l≤2.5m的取值,目的是为了简化ISO标准中的计算公式。

1、术语和定义

术语与定义中主要给出了机械连接装置、牵引杆、底盘连接件、简式牵引杆、中置轴挂车等5个术语,相关术语是中置轴挂车的基础性术语。5个术语和定义均参考了ISO原标准,均未对术语的内容进行修改。

2、符号

符号部分相关描述同样直接使用ISO标准中的相关定义和符号,但与ISO 7641标准相比,本部分增加了k的取值,目的是为了简化计算。

3、技术要求

技术要求部分对最大垂直静载荷、牵引杆的材料和可焊性、强度计算、许用应力计算、底盘零件的机械强度等部分内容提出了要求。

1)最大垂直静载荷是规定了适用于本标准的连接头上最大垂直静载荷范围为不大于150kg,如果超出该范围,则需要对牵引杆额外进行动态测试。

2)材料和可焊性规定了焊接牵引杆使用碳含量不大于0.25%的可焊性钢材,并按企业制定的有关焊接工艺要求(如预热)进行处理。

3)强度计算是标准的核心内容,分成e / l≤0.15和ex / lx≤0.15的牵引杆、

e/ l > 0.15和ex / lx> 0.15的牵引杆两大类进行最大弯矩计算,而在这两大类下,又分为带制动功能的挂车和不带制动功能的挂车两种情况,两种情况下的计算公式不同,计算结果也有差异。

4)许用应力计算中,是根据第3条的最大弯矩计算结果,根据弯矩和与之对应的牵引杆横截面的抗弯截面系数相除得来的,同时该值也需要小于或等于材料的许用应力(标准中对许用应力的取值进行了规定)。

5)底盘零件的机械强度中提到了许用应力的取值方式,需要说明的是该值是选取钢材的上屈服强度,与材料力学教材上的规定有所不同,但该取值与《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》(GB/T 228.1-2021)中对屈服强度的描述(分为上屈服强度和下屈服强度两种)不冲突,且取值范围趋大,也更安全,并与ISO标准原文保持一致。

4、资料性附录

资料性附录中提到了10种典型的3.5t以下牵引杆结构型式,分别为独立式牵引杆、底盘整体式牵引杆、车架一体式牵引杆、贯通独立式牵引杆、框架贯通一体式牵引杆、框架独立式V形牵引杆、两臂式V型牵引杆、双直臂式牵引杆、管式牵引杆、高度可调式牵引杆等,并重点对牵引杆的哪些部件是独立单元进行了说明,以便引导车辆生产企业进行正确的强度校核。

四、实施注意事项

新标准实施后,从事3.5t以下旅居挂车和轻型挂车及相关零部件生产的企业、检测机构应及时参加标准宣贯培训工作,对研发的挂车中涉及牵引杆的部件进行机械强度校核计算,有效落实标准中相关技术要求,提高牵引杆的可靠性,确保3.5t以下旅居挂车和轻型挂车的使用安全,为落实《“十四五”旅游业发展规划》提供优良装备。