散装粉料运输车罐体结构强度分析与优化设计

摘要

罐式车作为重要的物流设备,在汽车运输业中的应用极为广泛。目前,我国在水泥、粉煤灰等粉粒物料的运输中,主要以碳钢罐车运输为主。粉粒物料运输车就是其中一类,主要运输散装水泥、石灰石粉、电石粉和粉煤灰。发展粉料散装运输车具有节约资源,保护环境和减轻劳动强度等诸多优点。粉粒物料运输车已经得到了广泛的应用,但由于碳钢罐车存在自重偏大、质量利用系数较低,油耗较高等一系问题,且一些相关的实验表明,罐车的重量与这些问题有很大的关系。通过对比实验,同样运输量,整车的质量每减少10％,其对应的燃油消耗能降低6到8个百分点,因此,整车自重的减轻,可以有效的提高整机的节能和环保性能、降低燃油消耗及减少尾气排放。因而,对碳钢罐车进行轻量化设计对国民经济的发展有着重要的意义。
　　本文在介绍了碳钢罐车的典型工况,以及传统的设计计算方法之后,采用 CAD/CAE的方法,建立碳钢罐车有限元模型,对碳钢罐车进行结构强度分析,发现罐体结构的薄弱和危险位置后,进行局部加强。由于罐体大部分板材强度余量较大,因此采用OptiStruct软件对罐体结构进行优化设计,令罐体自重降低了8.9%,对轻量化设计模型进行结构强度校核,结果表明,结构强度满足要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 专用车的国内外研究现状

1.2.1 国外专用车发展概况

1.2.2 国内专用车发展概况

1.3 课题来源、课题研究内容及方法

第二章 宇通重工 V 型散装物料半挂车罐体结构设计计算

2.1 V 型散装物料半挂车罐体设计参数确定

2.1.1 V 型散装物料半挂车工作原理

2.1.2 轻量化 V 型散装物料半挂车主要结构及工况

2.1.3 轻量化 V 型散装物料半挂车罐体主要设计参数

2.2 罐体容积及筒体壁厚参数确定

2.2.1 罐体容积参数确定

2.2.2 筒体壁厚参数

2.3 封头参数确定

2.4 小结

第三章 结构强度有限元计算方法与优化设计理论

3.1 有限元理论概况

3.1.1 有限元理论基本原理介绍

3.1.2 计算机有限单元分析法的分析步骤

3.1.3 有限元法中的板壳问题

3.1.4 有限元法的现状与发展趋势

3.2 Altair HyperWorks 优化软件介绍

3.3 本章小结

第四章 罐体结构有限元分析及优化

4.1 结构强度分析

4.1.1 工况分析

4.1.2 有限元模型

4.1.3 原始设计罐体结构强度分析

4.1.4 罐体结构补强后强度分析

4.2 罐体筒体材料优化

4.2.1 优化模型

4.2.2 OptiStruct 罐体尺寸优化

4.2.3 优化后结构强度校核

4.3 结论

结论与展望

参考文献

致谢