國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì))于2023年11月27日批準(zhǔn)發(fā)布了推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《道路車輛 3.5t以下掛車 鋼制牽引桿機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算》(GB/T 43400—2023),自2024年03月01日起實(shí)施。
一、制定背景
2021年,國(guó)務(wù)院《“十四五”旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,“推進(jìn)自駕車旅居車旅游,實(shí)施自駕游推進(jìn)計(jì)劃,形成網(wǎng)絡(luò)化的營(yíng)地服務(wù)體系和比較完整的自駕車旅居車旅游產(chǎn)業(yè)鏈”。
2022年3月,交通運(yùn)輸部關(guān)于發(fā)布《輕型牽引掛車駕駛員培訓(xùn)基本業(yè)務(wù)條件(試行)》的公告,同年4月,公安部在準(zhǔn)駕車型方面新增輕型牽引掛車準(zhǔn)駕車型(C6車型),以更好滿足群眾駕駛房車出游需求。
目前普通乘用車可以牽引的是3.5t以下旅居掛車和輕型掛車,大噸位的旅居掛車需要使用牽引座進(jìn)行牽引。3.5t以下旅居掛車和輕型掛車普遍使用鋼制牽引桿,由于其小巧、結(jié)構(gòu)多樣,車輛的定制化較為嚴(yán)重。
為便于對(duì)不同的鋼制牽引桿進(jìn)行強(qiáng)度校核,在保證安全的同時(shí),也降低企業(yè)試驗(yàn)費(fèi)用,因此提出使用計(jì)算的方式對(duì)鋼制牽引桿機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校核。
本標(biāo)準(zhǔn)在充分借鑒吸收ISO 7641:2012《道路車輛 3.5t以下掛車 鋼制牽引桿機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算》標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,由交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院組織相關(guān)單位開展了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

二、標(biāo)準(zhǔn)的定位和作用
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了3.5t以下掛車鋼制牽引桿的彎曲機(jī)械強(qiáng)度簡(jiǎn)化計(jì)算程序,適用于裝備在O1和O2類中置軸掛車上的鋼制牽引桿。
本標(biāo)準(zhǔn)是一種用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門技術(shù)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)工具與有效方法,隨著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施,可有效縮短研發(fā)周期,降低3.5t以下旅居掛車和輕型掛車中的主要連接部件——鋼制牽引桿試驗(yàn)費(fèi)用,通過(guò)機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算可以保證鋼制牽引桿的強(qiáng)度,可在保證牽引桿多樣性的同時(shí),提升牽引桿的質(zhì)量水平。
三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
本標(biāo)準(zhǔn)主要有5個(gè)章節(jié),分別為范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)、技術(shù)要求,同時(shí)包括資料性附錄——典型牽引桿示例。本標(biāo)準(zhǔn)與ISO 7641:2012的技術(shù)差異及其原因如下:
——增加了e/l=0.15,ex/lx =0.15的情況(見(jiàn)5.3.2),使數(shù)據(jù)形成閉環(huán);
——更改了ISO 7641:2012中的4.3.3的MfR為MfP,主要原因是ISO標(biāo)準(zhǔn)中未使用MfR,經(jīng)過(guò)分析確定符號(hào)MfR應(yīng)為MfP。
同時(shí),本標(biāo)準(zhǔn)還進(jìn)行了編輯性改動(dòng),主要是更改了ISO 7641:2012中的3.2,增加了k在l≤2.5m的取值,目的是為了簡(jiǎn)化ISO標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式。
1、術(shù)語(yǔ)和定義
術(shù)語(yǔ)與定義中主要給出了機(jī)械連接裝置、牽引桿、底盤連接件、簡(jiǎn)式牽引桿、中置軸掛車等5個(gè)術(shù)語(yǔ),相關(guān)術(shù)語(yǔ)是中置軸掛車的基礎(chǔ)性術(shù)語(yǔ)。5個(gè)術(shù)語(yǔ)和定義均參考了ISO原標(biāo)準(zhǔn),均未對(duì)術(shù)語(yǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。
2、符號(hào)
符號(hào)部分相關(guān)描述同樣直接使用ISO標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)定義和符號(hào),但與ISO 7641標(biāo)準(zhǔn)相比,本部分增加了k的取值,目的是為了簡(jiǎn)化計(jì)算。
3、技術(shù)要求
技術(shù)要求部分對(duì)最大垂直靜載荷、牽引桿的材料和可焊性、強(qiáng)度計(jì)算、許用應(yīng)力計(jì)算、底盤零件的機(jī)械強(qiáng)度等部分內(nèi)容提出了要求。
1)最大垂直靜載荷是規(guī)定了適用于本標(biāo)準(zhǔn)的連接頭上最大垂直靜載荷范圍為不大于150kg,如果超出該范圍,則需要對(duì)牽引桿額外進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。
2)材料和可焊性規(guī)定了焊接牽引桿使用碳含量不大于0.25%的可焊性鋼材,并按企業(yè)制定的有關(guān)焊接工藝要求(如預(yù)熱)進(jìn)行處理。
3)強(qiáng)度計(jì)算是標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容,分成e / l≤0.15和ex / lx≤0.15的牽引桿、
e/ l > 0.15和ex / lx> 0.15的牽引桿兩大類進(jìn)行最大彎矩計(jì)算,而在這兩大類下,又分為帶制動(dòng)功能的掛車和不帶制動(dòng)功能的掛車兩種情況,兩種情況下的計(jì)算公式不同,計(jì)算結(jié)果也有差異。
4)許用應(yīng)力計(jì)算中,是根據(jù)第3條的最大彎矩計(jì)算結(jié)果,根據(jù)彎矩和與之對(duì)應(yīng)的牽引桿橫截面的抗彎截面系數(shù)相除得來(lái)的,同時(shí)該值也需要小于或等于材料的許用應(yīng)力(標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)許用應(yīng)力的取值進(jìn)行了規(guī)定)。
5)底盤零件的機(jī)械強(qiáng)度中提到了許用應(yīng)力的取值方式,需要說(shuō)明的是該值是選取鋼材的上屈服強(qiáng)度,與材料力學(xué)教材上的規(guī)定有所不同,但該取值與《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分:室溫試驗(yàn)方法》(GB/T 228.1-2021)中對(duì)屈服強(qiáng)度的描述(分為上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度兩種)不沖突,且取值范圍趨大,也更安全,并與ISO標(biāo)準(zhǔn)原文保持一致。
4、資料性附錄
資料性附錄中提到了10種典型的3.5t以下?tīng)恳龡U結(jié)構(gòu)型式,分別為獨(dú)立式牽引桿、底盤整體式牽引桿、車架一體式牽引桿、貫通獨(dú)立式牽引桿、框架貫通一體式牽引桿、框架獨(dú)立式V形牽引桿、兩臂式V型牽引桿、雙直臂式牽引桿、管式牽引桿、高度可調(diào)式牽引桿等,并重點(diǎn)對(duì)牽引桿的哪些部件是獨(dú)立單元進(jìn)行了說(shuō)明,以便引導(dǎo)車輛生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行正確的強(qiáng)度校核。
四、實(shí)施注意事項(xiàng)
新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后,從事3.5t以下旅居掛車和輕型掛車及相關(guān)零部件生產(chǎn)的企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)參加標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)工作,對(duì)研發(fā)的掛車中涉及牽引桿的部件進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度校核計(jì)算,有效落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)技術(shù)要求,提高牽引桿的可靠性,確保3.5t以下旅居掛車和輕型掛車的使用安全,為落實(shí)《“十四五”旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提供優(yōu)良裝備。