Gérer le flux de contraintes à travers un châssis

Oct 12, 2023

Il y a beaucoup de stress dans la vie moderne. Certains d'entre eux sont ressentis par les opérateurs lorsque le rail du châssis ou un élément structurel fixé à une échelle de châssis tombe en panne.

Les contraintes mécaniques proviennent du poids et des forces de la route. Les contraintes mécaniques traversent la structure en commençant par les points de poids et en atteignant la route via les essieux et les pneus.

L'art de la conception consiste à maintenir la contrainte à des niveaux relativement bas pour éviter la rupture des éléments. Un facteur de sécurité basé sur des charges statiques d'au moins 3 est recommandé.

Cet article explique comment les concepteurs et les modificateurs de châssis peuvent minimiser les risques de défaillance du châssis, en maintenant le stress de chacun dans les limites.

Espérons que les opérateurs qui achètent des camions modifiés peuvent être informés de ce qu'il faut rechercher et sur quoi insister auprès du modificateur de véhicule.

Le point de départ est l'échelle du châssis, qui est la «colonne vertébrale» de tout camion ou remorque. Il prend la forme d'une échelle formée de deux longs rails structuraux qui sont généralement en acier à section en C sur les camions, et de traverses qui sont boulonnées à travers l'âme des rails du châssis.

Les rails du châssis du camion sont souvent renforcés par de l'acier à section en C ou en L inséré dans l'installation du groupe d'essieux arrière.

Certains camions lourds ont des inserts de rail allant de l'avant vers l'arrière. La figure 1 illustre le concept d'échelle de châssis. Presque tous les camions, à l'exception des moteurs principaux, sont modifiés.

Les modifications doivent être conformes au code national de modification des véhicules lourds VSB6 ou aux directives du constructeur du camion pour les carrossiers.

Le carrossier installera généralement un faux-châssis sous la carrosserie et le fixera aux rails du châssis. Le sous-châssis ajoute de la solidité sous la carrosserie.

La flexibilité des fixations détermine la quantité de rigidité du faux-châssis et de la carrosserie qui est transférée à l'échelle du châssis.

Les camions se déplacent sur les routes. L'échelle du châssis doit être suffisamment rigide pour permettre aux suspensions des roues de travailler contre une structure rigide. S'il était infiniment rigide, certaines roues ne suivraient pas la route sur une pente transversale.

La meilleure tenue de route provient des rails de châssis avec des renforts d'insertion complets de l'avant vers l'arrière. Pour suivre une route, l'échelle du châssis doit se tordre. La disposition la plus sûre est que l'échelle du châssis se torde uniformément entre les groupes d'essieux avant et arrière.

Le moteur et la transmission rigidifient l'avant de l'échelle du châssis. Le faux-châssis de carrosserie et le groupe d'essieux arrière renforcent la rigidité à l'arrière de l'échelle du châssis.

Par conséquent, il est courant que la plupart des torsions du châssis se produisent entre l'arrière de la cabine et l'avant du sous-châssis de carrosserie.

L'endroit le plus vulnérable à la fissuration des rails de châssis est le court espace de châssis entre la transmission et le début du sous-châssis de carrosserie.

Règle 1:Installez des supports flexibles sur les deux fixations avant du corps de chaque côté.

Un support flexible est illustré à la figure 2. Une autre option consiste à renforcer le châssis entre le moteur et le sous-châssis de carrosserie.

L'échelle du châssis subit des chocs routiers qui sont appliqués au niveau des suspensions à ressort (c'est-à-dire via les suspensions). Par conséquent, les rails du châssis doivent être renforcés dans la zone de suspension du ressort de suspension. Un cintre à ressort de forme triangulaire répartira la charge.

Règle 2 :Répartissez les charges sur les suspensions à ressort et éloignez les autres charges imposées des suspensions à ressort.

La figure 3 montre un exemple où un cintre à ressort n'a pas réparti la charge et où le support de cabine a davantage chargé cet emplacement.

La conséquence a été une fissure verticale traversant quatre trous de boulons (dont un en bas à travers la bride du rail de châssis). Les semelles des rails du châssis sont généralement en C.

Les rails des camions de poids moyen sont souvent constitués d'un matériau de 350 à 400 MPa (limite d'élasticité des rapports de qualité). Les camions lourds ont souvent des rails de châssis en matériau de qualité 700 à 800 MPa.

Les semelles des rails du châssis doivent être dégagées car elles fournissent une grande partie de la résistance à la charge et de la rigidité en torsion.

Règle 3 : Évitez de faire des trous ou des soudures sur les brides des rails du châssis. Il s'agit d'une exigence dans VSB 6. Je reconnais que certains fabricants de camions font des trous à travers les brides du châssis.

Ils rivetent dans les semelles des traverses ou rivetent sur les renforts des semelles. Cela rend la bride vulnérable à l'initiation de fissures de fatigue si le trou se trouve dans une région à forte contrainte.

La force doit toujours être graduée pour tirer le meilleur parti des matériaux.

Règle 4 : Toujours graduer la résistance structurelle dans un endroit fortement chargé. Graduation signifie faire des changements graduels de force en utilisant des formes coniques ou des renforts.

La figure 4 montre comment un changement substantiel de résistance peut provoquer une augmentation des contraintes dans la section non renforcée.

Dans ce cas, la torsion du rail de châssis n'a pas pu passer à travers la lourde plaque de fixation.

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Macksville, Nouvelle-Galles du Sud

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Helensburgh, Nouvelle-Galles du Sud

RÉSERVOIR D'EAU DE PULVÉRISATION 2023 AAA 32000L

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Helensburgh, Nouvelle-Galles du Sud

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Macksville, Nouvelle-Galles du Sud

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Cuir, VIC

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Macksville, Nouvelle-Galles du Sud

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Pointe Victoria, Queensland

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Macksville, Nouvelle-Galles du Sud

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