一、运输车辆可靠性因素分析
通常公路大件运输的车辆总是由牵引车和挂车组成的汽车列车，显然，牵引车、挂车及其配合状况就构成了影响运输车辆可靠性的主要因素。合理的车辆配备主要包括牵引车的选型和挂车的选型以及挂车拼接轴数的选定：不同类型的挂车具有不同的承载性能，不同轴数的挂车其额定载荷不同，因而挂车的类型和轴数的确定取决于货物的重量和外形；牵引车的选型根据选定的挂车及其载重量来确定。在工程实践上，从运输安全的角度须对车辆可靠性进行科学的分析和校核，检验汽车列车在大件运输过程中能否始终处于可靠状态，确保运输安全。
根据汽车理论，确保大件产品公路运输车组可靠行驶的条件有两个方面:一是牵引车有足够的动力性，即由发动机转矩、传动比所确定的牵引车车轮最大驱动力应大于车组的行驶阻力；二是牵引车驱动轮有足够的附着力，附着力的主要决定因素是牵引车的轴载质量，在工程上都是以配重形式施予。为满足汽车行驶的基本条件，牵引车应该有足够的配重，以使牵引车在驱动时驱动轮在路面不滑转。牵引车的选型就从这两方面考 虑，首先计算出牵引车由发动机决定的车轮最大驱动力，再算出车组的行驶阻力，与车轮最大驱动力做比较，如行驶阻力大于车轮最大驱动力，则牵引车能力不足，须更换牵引车或增加牵引车数；如行驶阻力小于车轮最大驱动力，则根据给定的路面条件验算驱动轮 是否有足够的附着力，附着力不够，则计算须增加的配重，最后验算配重的吨位是否在牵引车的承载能力之内，配重的吨位超出牵引车承载能力，则仍须更换牵引车或增加牵引车数，若配重的吨位在牵引车的承载能力之内，则输出选择报告。
确定了牵引车及配重之后*就要考虑选择挂车型号和挂车结构是否可靠的问题，挂车的结构非常复杂，它的纵向很长，在挂车上设计有主纵梁来承受货物载荷和轮胎 的支反力，形成了材料力学中的梁式构件。如果货物过于集重时，巨大的弯曲应力易使挂车主梁变形过大或超过应力极限，挂车主梁有屈服变形甚至断裂的危险；而挂车车身各拼接部位所受的弯矩若超出许用弯矩时，挂车纵梁拼接处将成为隐患。因此，在车型的预选和货物的预装载时，为了保证挂车及货物的安全，校核挂车的受力变形和弯矩就显得非常重要，只有各种校核都通过的挂车才能确保安全使用。
总之，运输车辆可靠性影响因素，工程实践中必须对这些因素 逐一进行定量计算和分析以得出运输车辆是否满足可靠性要求的结论。
二、运输车辆可靠性校核
1.运输车辆牵引可靠性校核
根据汽车行驶理论，确保大件运输车组可靠行驶的条件有两个：一是牵引车有足够的动力性，即由发动机扭矩、传动比所确定的车轮最大驱动力应大于车组的行驶阻力，# 使牵引车在驱动过程中不至于熄火;二是牵引车驱动轮有足够的附着力，即牵引车有足够的配重，以使牵引车在驱动时驱动轮在路面不滑转。上述两个条件构成了汽车行驶的充分必要条件，即运输车辆要保证能够行驶所需满足的基本条件。在公路大件运输中，为保证车组行驶，也必须满足汽车行驶的充要条件，所以牵引车的选型和配重的选择应从这两方面考虑。首先计算出牵引车由发动机决定的牵引力及由地面附着状况决定的附着力，然后把两者做比较，较小者为实际牵引力，确定出牵引车的牵引力，最后算出车组的行驶阻力，与牵引力做比较，确定牵引是否可靠以及是否要加配重、加多少配重。
(1)车组行驶阻力。理论上，汽车在水平道路上等速行驶时必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力，当汽车在坡道上上坡行驶时还必须克服上坡阻力，此外在加速行驶时还将受到加速阻力的影响，上述这些阻力的叠加就构成了汽车的行驶阻力，一般在良好的混凝土或沥青路面上。
(2) 运输车辆牵引可靠性校核。遵照汽车行驶的充分必要条件，大件运输的车组只有满足这一条件才能保证其可靠运输.因此，运输车辆行驶可靠性校核也就是要对 其牵引力、行驶阻力和附着力条件进行检验。
运输车辆行驶可靠性校核通常做法是：首先计算出牵引车由发动机决定的牵引力及地面附着状况决定的附着力，然后把两者做比较，较小者为实际牵引力，确定出牵引车的牵引力，最后计算出车组的行驶阻力。当车组的行驶阻力不大于实际牵引力时，牵引车是可靠的。当车组的行驶阻力大于实际牵引力时，如果牵引力大于附着力可以考虑牵引车增加配重，以增加附着力来增大实际牵引力，使牵引车的可靠性得到满足；如果牵引力小于附着力，只能考虑换一台牵引力比较大的牵引车来满足运输要求。
2.挂车可靠性校核
挂车可靠性是讨论挂车在载荷的作用下其结构是否可靠。挂车车架实际上是一个承受空间力系的平面框架结构，而且由于车架纵梁与横梁的截面形状和连接接头(通称节点〉各式各样，导致问题复杂化。过去利用以结构力学为基础的解析法，只能求解包含少量未知值的数理方程和处理简单的结构件，如杆、梁、柱以及形状简单的板与壳等，而对于像车架和车身这样复杂的薄壁框架结构的受力分析则难以解决。鉴于这种情况，只做较简单的弯曲强度计算。车架中的横梁分为连接横梁和分布横梁二种。连接横梁指在两纵梁之间用以将两纵梁连接为一整体的横梁，一般采用与纵梁截面同样大小的构件，同纵梁焊接或铆接而成。分布横梁是指搁置在纵梁上面，用于铺设车厢底板而设置的横梁。为降低挂车承载面高度和减轻整备质量，一般不用分布横梁，而把车厢底板直接铺设在车架上。连接横梁除将纵梁连成整体外，当车架受扭时，与纵梁共同承受弯、扭作用。此外，还直接起传递外载的作用。这就要求横梁本身应 有良好的抗扭性能和抗弯能力。
鉴于大件运输所用挂车是由一些杆、梁或构件焊接、拴接或铰接起来的，车架的纵梁结构有直梁式、阶梯梁式和凹梁式三种，纵梁是挂车车架中的主要承载构件，横梁的长度短、跨径小，所以无须另做考虑。
根据材料力学分析可知，挂车的受力结构是由主纵梁来承受货物载荷和轮胎的支反力，形成一个梁式构件。当货物过于集中时，将在挂车主梁上形成巨大弯曲应力，当这一弯曲应力超过了挂车梁允许的应力时，会引起主梁过度变形或强度不够而破坏，因此须对挂车主梁弯矩、剪力、变形进行校核和挂车的拼接进行校核。
(1)挂车主梁弯矩、剪力和变形校核。由于挂车的形式多样，组合结构灵活多变，货物重心及支垫方式不同，挂车的受力与变形计算复杂多变，这给挂车主梁的校核带 来极大的困难，不能适应工程实践的要求。经过理论的深人研究、工程实践的检验和不断总结，形成了运输车辆可靠性分析的简化做法。将主梁所受的载荷简化成均布载荷，主梁的支撑形式简化为两点支撑，根据材料力学的理论，对挂车的主梁、支垫物、拴接件和捆绑结构的弯矩、剪力和变形进行校核，判断运输车辆是否可靠。
在公路大件运输的工程实践中，合理的简化和归纳是完全必要和安全的，在简化基础上的校核也为实践证明是正确的。由于大型物件外形各异、作用形式多样、笨重等特点，通常是在两个方面须做合理的简化和归纳：一是载荷分布位置；二是货物作用形式。通常实际载荷的分布位置归纳为4种情况:a•均布载荷的起始与终止点的位置位于两支撑之外；b.均布载荷的起始点位于前支撑之外，终止点的位置位于两支撑之内；c.均布载荷的起始点与终止点的位置位于两支撑之内；d•均布载荷的起始点位于两支撑之内，终止点的位置位于后支撑之外。建立相应的受力模型，最后对各种情况进行弯矩和变形校核。
货物作用形式通常可简化为两种，即均布载荷和集中载荷。一般将重量较大、支距（支重面 >较小的货物归纳为集重货物。但实际运输中，货物是否集重还取决于所使 用的车型，同样的货物对于大跨度支持的车辆是集重货物，但对于小轴距的车就是均布载荷了。集重货物由于极易造成应力集中，损坏挂车车板或者恶化主梁的受力，为改善挂车受力，工程上采用分载板（即在车板上先铺上分载板，再将货物装于这个高强 度的分载板之上）来使货载均匀分布于车板上，改善货物的集重或不规则的应力的作用。这样，在进行可靠性检验时，除了对挂车主梁校核外，还要对分载板进行可靠性校核。此外，在工程实践中，由于全挂车的吨位和货物的形状以及现实条件的影响，还有许多不规则的方式来分载，如在货物的下方垫上各种形式的支架来分载，采用枕木或支座等，在选用时•一定要根据改善车板受力和便于简化可靠性校核的原则来设计和 考虑分载措施。
(2)主梁强度、刚度校核。基于前面的挂车结构分析，对典型的挂车货物受力状况进行分析。为简化受力.系统并满足工程需要，做以下几点假设：
① 车架纵梁视为支撑在前后两支撑点上的简支梁。对于半挂车可视为前端支撑在牵引销处、后端支撑在后轴上的简支梁。
② 载荷以车架纵向中心线为中心对称分布：空载时的簧载质量均布在左右二纵粱的全长上。
③ 所有作用力均通过截面的弯心，即认为是纯弯曲（局部扭转忽略不计）。
(3) 使用了分载板的挂车校核。使用了分载板后，改善了挂车的受力，利于挂车的校核，但分载板增加了挂车的载荷，同时带来分载板自身的安全性问题。因此在工程实践中还需解决如下问题：如何选择恰当的分载板？目前，分载板的挂车校核还没有形成一套成熟、完整、规范的方法，加之大件集重货物的多样性、受力的复杂性，如何使用分载板是一个复杂的问题。若选保守了，安全系数过大，既会造成无谓的浪费，增加分载板的自重，还可能引起承运车辆超重，起不到保证安全的作用；若选小了、选少了，又会起不到分载作用，造成分载板变形过大、车辆受损的严重后果。下面介绍工程实践中的一些做法，以完善挂车可靠性校核。
传统的分载板使用方法，将分载板直接铺在车板上，在此情况下，分载板与车板的贴合情况决定了其受力和分载作用。由于分载板和车板的材质、刚度和受力的不同，在载荷作用下，将产生一定的变形，从而改变了两者的贴合程度，使得分载板和车板的受力难以精确分析。为简化问题，一般在分载板与车板间垫上若干垫木，使其受力变为多个能确定的集中力作用，以便于对分载板和车板的安全性分析。
通常，将分载板两端用垫木垫起一定的高度，空载时使分载板中部与车板中部之间留有一定间隙。这样，车板受力发生了一定的变化，车板中部和两端的受力取决于分载板的变形。
这样一来，装载货物过程中，首先分载板受力变形，但车板并不受直接影响，待分载板变形到一定程度（中部间隙为零时），该点才可能出现作用力，如分载板强度足够，可以明显减少车板的变形量，而且，分载板的受力情况也被简化了。
依据此受力条件，根据材料力学原理，分析其在两端受力时，应力是否超出材料极限应力，从而判断分载板的强度是否满足分载要求。对于分载后车板的受力变为多点集中力作用的情况，也可容易地进行车板强度校核。只有分载板及车板的强度均能满足装载要求，分载方案才是安全有效的。
既然分载板变形会影响到车板受力，所以选择分载板两端垫木高度必将影响到分载 板中部能否与车板接触，起到分力的作用，即分载板两端和中部共同受力，从力学来看， 车板两端及中部均受力才是车板受力均匀的最佳受力方式。
虽然这时车板受力分析相对复杂了，但可较充分发挥分载板的作用。车板中部和 两端的受力取决于分载板的变形，而车板的受力也会使车板产生一定的变形，车板的 变形又会影响受力的分配，总之，车板上这三个点的受力是在分载板和车板的变形中取得的一个平衡。这个问题的实际意义是要确定分载板两端支点垫木的高度，如何让分载板保持适度的预变形，发挥分载作用，又要让车板大梁发挥其应有的能力，还要让整体变形最小（无论是从安全性角度还是从给用户外观感受的角度，这都是必要的）。
该问题的数学模型是这样建立的，首先通过假设完全由分载板两端受力的情况，算出此种状态分载板的最大变形，然后算出分载板两端在车板上的压力以及车板的变 形情况。例如某大型设备的运输，当采取14m的分载板两端受力分载时，该分载板最
大中部下沉变形为99mm。
另外，车板在载荷及支撑的作用下，也有车板向上翘曲的状况。以此分载状态计算车板受力变形为车板前、后下烧6 mm，中部上烧21 mm，车板整体上拱27 mm。
很显然，若在分载板两端垫高99 _，不但使分载板变形很大，同时会使车板产生上 拱的现象，但若垫木过高，将造成两板在中部无法接触，无法实现三点着力改善车板受力的目的，该现象称为分载过度。为避免分载过度，就需要科学地确定分载板垫木高度。
对于上述车板受力状况，首先用分载板的最大变形量（99 mm)减去车板中部上拱 的量（2Unm)，这是由于分载板垫的高度过高使车板产生的过度分载变形。所以予以消除，使车板承受相应的中部压力，充分发挥车板本身的强度，以减少总变形量。99 — 21 =78 mm，即为垫木应有的髙度。
相反，相对于分载过度，也有分载不足时的情况。
即当分载板完全两端受力时，车板仍产生中部下挠变形，若变形量在车板弹性变形所允许的范围之内，显然分载有效。但这时如果按分载板的最大变形量/,确定垫木高度是不经济的，至少白白增加了装车后的整体高度，增加量为/2,为了消除不必要的高度增加量，取A—/2为分载板垫木的高度，此时正好消除了分载板与车板之间的空隙。
3. 挂车的拼接校核
多轴挂车是由单元车或半单元车拼接而成的，其拼接的可靠性当然对整个运输车辆的可靠性有至关重要的影响。挂车的拼接校核主要是校核拼接螺栓的强度是否符合要求。首先确定挂车拼接螺栓的最大受力状态——挂车转弯时最外侧靠近牵引车的螺栓所受拉力最大；其次根据材料力学原理建立数学模型，计算出单个螺栓的许用 拉应力；再根据实际的工作载荷计算出螺栓实际所受的拉应力；最后进行校核。
这里以六轴全挂车为例，介绍挂车的拼接校核方法，对于八轴、十轴、十二轴等等的挂车，以此为基础通过连接螺栓的受力分析，校核挂车的拼接可靠性。
六轴挂车是一个四轴单元车与一个半单元车拼接而成的，只有一个拼接点，因此校核该点处的螺拴强度即可检验挂车的拼接可靠性。
再考虑一个安全系数；《单个螺栓所承受的最大拉力为• F„，与单个螺栓理论上能承担的最大拉力F(査《机械工程手册》可得）相比较，若前者小于后者则拉力校核安全，否则为不安全。即：若则螺栓的拉力校核安全，挂车的拼接可靠；若PYm>F，则螺栓拉力校核不安全，挂车的拼接不可靠。
