基于Pro/E与ANSYS的某自卸车协同仿真及优化

摘要

一般来说,利用Pro/E与ANSYS协同仿真技术,从三维制图软件Pro/E向ANSYS中导入模型时候,大部分都会采取使用国际通用IGES(初始化图形交换规范)标准格式进行导入,但是变换过程中经常会发生错误或曲面数据丢失现象,最差的情况是因一个或几个实体无法转换,使整个图形都无法转换。这样就会造成ANSYS前处理图形建模过程中存在大量的修补工作,如果模型数据丢失严重,则下一步分析无法进行,这样不仅造成工作量加大而且精度也非常低。本文采用Pro/E与ANSYS的无缝对接技术避免了IGES格式的缺点,有效提高了工作效率。
　　本文以内蒙古一汽解放亿阳专用汽车有限公司生产的NY3310型矿用自卸车为研究对象,联合应用Pro/E5.0以及安世亚太公司最新的仿真实验平台ANSYS12.0两大软件对其进行装载工况下的车厢底板的非线性冲击分析、车辆运输货物过程中遭遇D、E、F三级起伏路面的激励响应分析。
　　依据厂家所提供的二维图纸,利用Pro/E对自卸车上装部分车厢总成进行建模并完成装配,然后将装配模型通过Pro/E与 ANSYS无缝对接技术导入到ANSYS12.0中,并对模型进行单元网格划分。根据自卸车的实际运行情况对模型施加约束,待约束及边界条件全部定义完成后,对该模型进行装载工况下车厢底板的非线性冲击动力学仿真分析,得到:1.8m~2.6m高度下、重量为0.1~1.5t矿石冲击下的车厢底板与矿石接触部位的最大应力值;2.6m高度和1.5t重量矿石冲击下,车厢底板主纵梁和中间焊接横梁连接处最大冲击力和最大应力值,以及主纵梁和端横梁连接处车厢底板冲击力和最大应力值。然后,根据实际使用情况对自卸车车厢做模态分析,得出前十阶固有频率,同时选取 D、E、F三种道路路面等级,对自卸车做了空载状态下的车厢激励响应分析,并与模态分析结果进行了对比分析。
　　分析结果表明,自卸车车厢底板在矿石非线性冲击下,车厢底板的矿石与底板接触部位应力值在矿石质量达到0.5t后都已超过材料屈服强度(235MPa),同时车厢在三种路面激励作用下得到最低响应频率为5.19Hz,远高于自卸车车厢最大十阶模态下的固有频率1.73Hz。因此,车辆行驶在D、E、F三种等级路面上,没有发现共振点。
　　本论文的创新之处在于利用无缝连接技术将三维建模技术Pro/E与最新有限元仿真平台ANSYS应用到了自卸车的优化设计中,该方法具有较强的可操作性。

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第一章 绪论

1.1 本课题研究的背景

1.2 国内外有限元仿真技术研究应用现状

1.3 课题研究目的和研究内容

1.4 本章小节

第二章 PRO/E以及有限元仿真技术简介

2.1 PRO/E简介

2.2 有限元仿真理论基础

2.3 ANSYS 简介

2.4本章小结

第三章 Proe/E与ANSYS的无缝对接技术

3.1 Proe/E与ANSYS传统的对接方法

3.2 Proe/E与ANSYS无缝对接的实现

3.3 基于ANSYS建模与Proe/E导入精度分析

3.4 本章小结

第四章 自卸车车厢底板非线性冲击分析

4.1 NY3310型自卸车简述

4.2 车厢底板有限元模型的建立

4.3 车厢底板非线性分析结果及评价

4.4 本章小结

第五章 自卸车在起伏路面行驶时的激励响应分析

5.1 自卸车动力学分析基础

5.2 自卸车车厢激励响应有限元模型的建立

5.3 载荷施加及边界条件的确定

5.4 分析结果及其评价

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间科研成果