NZ5151ZYS型压缩垃圾车的载荷数学表达、有限元分析与优化设计——分段弧线截面车型

摘要

某压缩垃圾车结构优化设计是笔者参与的厂校合作项目，作为课题组主要成员在导师陈树勋教授的主持下，本人完成了垃圾车结构载荷的数学表达、有限元分析与优化设计计算工作，本文是该项目研究的总结论文。 压缩垃圾车的结构由汽车底盘、车箱、填料器等组成。本项目任务是对车箱与填料器结构进行有限元分析与优化设计。 原压缩垃圾车结构的车厢是矩形截面结构，该车主要缺点是结构重量过重，应力分布不合理。本文的工作就是围绕解决这些问题展开的。 本文以对压缩垃圾车结构进行的油缸压力与结构应力测试所得到的结果为基础，完成了垃圾这种性质复杂的物质对车箱、填料器作用载荷密度分布的研究工作，得到了垃圾车载荷密度分布的数学表达。利用ANSYS对11种基础工况和4种实际工况载荷作用下，车箱与填料器结构的位移与应力分布进行分析计算，求得各工况应力较大的危险点，为车厢与填料器结构优化设计中应力约束的确定提供了依据。 本文对原结构进行了几何形状和结构布局优化，给出了一种采用分段弧线截面的车箱构形，改善了原车结构的应力分布，车重也有所下降，但与降重的最终要求还有较大差距。在此基础上本文采用ANSYS与导重法相结合的方法，完成了该车结构构件尺寸优化设计，使该结构分析模型重量由原始结构的3．96吨下降到3.05吨，减轻重量23％；并使该结构总重量(除分析模型重量外还包括不能改变的油箱、油管、控制元件等附件重量)由原始结构的4．72吨下降到3．81吨，减轻重量19．3％，最大复合应力由初始结构的504 Mpa降到214 Mpa，小于220 Mpa，许用应力，说明本设计方案是可行的，并具有较高应用价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

第一章绪论

第二章数学模型处理和结构优化导重法

第三章NZ5151ZYS型压缩式垃圾车结构的载荷表达

第四章压缩垃圾车在优化前的结构有限元分析

第五章压缩式垃圾车几何外形及结构布局优化设计

第六章压缩式垃圾车构件尺寸优化设计

第七章总结与展望

参考文献

致谢

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附录垃圾载荷的图示

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