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基于ANSYS車廂有限元分析

發表時間:2022-04-05 22:05 閱讀:
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      后裝式壓縮垃圾車由于裝卸方便、容量大、密封好、自動化程度高,獲到了廣泛的應用。后裝式壓縮垃圾車的結構由汽車底盤、車廂、填料器等組成。其中,車廂分為箱體和推板,箱體包括頂板、底板和側板。后裝式垃圾車廂三維總裝如圖所示。
      垃圾是一種力學性質很不確定的混合物質,目前陳樹勛等研究了垃圾載荷的作用機理,建立了垃圾形狀的曲面函數,采用應力測試與變參數法,給出了自重、慣性、壓縮、擠入、推出及其組合工況下壓縮垃圾對車廂與填料器作用載荷的數學函數。本文對垃圾力學性質與各種基本工況下壓縮垃圾載荷分布進行變參數基本假設,根據這些假設給出各種實際綜合工況壓縮垃圾載荷的數學表達,將其施加于車廂進行詳盡的結構有限元分析,獲得了該結構在以上工況下的變形與應力分布,為壓縮垃圾車廂的優化設計提供了必要條件。
      由于垃圾力學性質的不確定性和垃圾車廂結構本身與垃圾載荷工況的復雜性,利用有限元精準模擬實際工況有較大難度。垃圾車共有4種滿負荷工況,包括:滿載靜態與平穩行駛工況,滿載擠入工況(裝載),滿載推出工況(卸載)和滿載顛簸行駛工況(運輸),其中,工況最惡劣的是滿載顛簸行駛與剎車情況,其次是滿載擠入,再次是滿載推出,最后是滿載靜止與平穩行駛。由于專用車在滿載顛簸行駛與剎車時,其工況載荷難以測量和計算,本次分析選取第二種工況作為有限元分析工況。
      作用力的簡化:將垃圾的自重產生的壓力加載在廂體底板上;將推出板及其油缸產生的推力加載到導軌的作用面上;將滿載背壓時(壓力19.6MPa),推出板油缸產生的力作用在導軌上;將填料器及其上下刮板、相關油缸產生的重力簡化成對后框架的壓力;將滿載時,上刮板帶動下刮板對垃圾產生的力假設成同時將這些力平均分配到廂體側板及底板上(有效作用面積)。
      在建立模型過程中,為造型、分析方便,將零件進行簡化,并把各接縫處(如后框架與廂體、前板與廂體)處理成完全吻合,并假定各焊接處(包括分段焊)完全融合在一起,忽略焊接變形的影響,所有這些處理的結果是軟件模擬的零件剛度比實物大,在后期分析結果時應考慮這些因素。
      為提高分析效率、改善網格劃分質量,需要簡化或去除模型中對分析結果影響較小的零部件或細節特征。采用Siemens NX8.5,通過提升體、同步建模等操作去除CAD模型中的小孔、倒角及圓角等細小特性,完成簡化車廂三維裝配模型的建立,最后運用NX與ANSYS的接口直接將其導入ANSYS Workbench(以下簡稱AWB)的DM模塊中,運用AWB的取中面(Mid Surface)操作,將體單元轉換為面單元。


                                           專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決方案
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