中集车辆技术起源及设计技术





□宋作伟/

2000年,中集集团决定进入专用车行业。在当时专用车这个行业的一切对每个中集人来说都是比较陌生的,是一个全新的行业。尤其是技术。而中集集团的决策者们清醒的认识到:技术是专用车行业的核心竞争力之一,只有重视技术的企业才能在持续竞争中始终处于不败的地位;只有不断持续研究、应用、发展技术的企业才能成为未来行业中的巨人。在这样的大环境下,中集车辆开始了自己的技术发展之路。

当时的国内专用车行业由于标准、法规的不健全,“大吨小标”车在市场竞争的环境下营运而生,风行一时。专用车制造企业一直在“加强结构标小吨位”的怪圈中循环。专用车制造企业一方面感叹国外技术的先进,一方面又不投入人力、财力去研究新产品、新技术。背离了世界专用车技术发展的主流方向,与世界先进国家的技术水平差距越拉越大。以美国为例,通常一个48′(14.6米)、载荷量20吨的二轴厢式半挂车,车辆自重在7t以下,换算成我国目前的13米长标准二轴厢式半挂车,自重约为6.2吨。而我国目前通常13米二轴厢式半挂车的自重均在8吨以上。如果二轴半挂车轴荷受同样法规的限制,美国的厢式挂车在满载时将比我国车辆多装约2吨左右的货物,空载运输时自重又轻2吨,这对汽车列车的油耗、轮胎损耗都有较大的影响,其先进的运输经济性不言而喻。但我国长途运输业中普遍存在的超载超限,使得这种在欧美已大量使用的、先进的陆路运输设备,在国内却没有企业去关注、研究、开发和推广。

中集集团在2001年,先后成立了澳大利亚半挂车项目组、美国半挂车项目组等多个专业项目组,派驻技术团队前往澳大利亚、美国等专用车技术发达的国家学习专用车设计理念及设计技术,并邀请澳大利亚、美国的专用车设计专家到中集,参与中集专用车的研发。通过2年多的时间,中集车辆技术团队的专用车理论及产品开发手段已和国际最高水平接轨,并对国内专用车行业有了比较深刻的认识。中集车辆技术团队根据自己掌握的设计技术和理念,先后成功开发了自主知识产权的多项半挂车产品。侧帘式厢式半挂车、铝制无大梁铆接型厢式半挂车、美国内陆用集装箱骨架车等与目前全球半挂车最高技术水平同步的车型先后在中集诞生。

中集集团这些产品的诞生,离不开设计软件和分析工具的支持。目前、国内大部分的专用车设计还没有完全采用计算机设计,而中集车辆技术团队不但已全部采用计算机设计,而且主要车型均采用世界一流水平的三维设计软件PRO/Engineer进行设计。该软件是一个实时三维可视软件,可以通过实际装配反映车辆结构的构成、生成二维加工图纸、自动生成零部件汇总表、生成各种设计关注的报表。在设计过程中该软件可以自动监测到零部件的干涉情况,图纸的准确性和科学性在设计阶段得到了保证。通过该软件的重量计算功能,我们在设计阶段已明确掌握了车辆的重量、质心等技术关注的重要参数,为产品的成功开发打下了良好的基础。

技术部门设计出的车辆一般企业需要经过样车试制去检验设计结果。试制和验证的较长周期,新产品开发成功的可能性完全取决于设计师个人的经验和技术水平。为提高设计实效,2001年,中集集团开始引入世界一流水平的有限元分析软件ANSYS ,对处在试制和验证阶段的专用车产品进行有限元测算。通过ANSYS软件强大的计算功能模拟车辆在各种实际工况下的应力和应变状态,避免了样车试制阶段中出现结构强度和刚度实效,大大缩短了新产品的验证时间,达到了科学决策的目的,为中集集团不断推出新产品提供了理论保证。通过2年多的车辆计算,我们已从静态计算发展到了动态计算和可靠性计算。在新GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》标准于今年101日正式执行后,我国的专用车辆将会走上降低自重,增大有效载荷量的道路,届时ANSYS软件强大的计算功能将会在确保车辆安全的前提下为我们提供如何减轻重量、减掉多少等关键技术数据,为提高车辆运营的经济性做出贡献。

侧帘式厢式半挂车、铝制无大梁铆接型厢式半挂车、美国内陆用集装箱骨架车等车型均采用三维设计软件PRO/Engineer设计并通过了有限元分析软件ANSYS的静载和动载分析。其中,中集车辆设计制造的13米二轴铝制无大梁铆接型厢式半挂车,自重为6.2吨,达到了国际先进水平。

掌握了先进设计理念和先进设计工具的中集人,正在不断的履行自己的诺言,将国外先进的半挂车车型概念引入国内,通过中集车辆的设计使它适合中国的法规并适应中国的道路状态和市场需求,为中国现代化物流提供装备和服务。

(作者供职于中集车辆南方基地技术中心)



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