NZ5151ZYS型壓縮垃圾車的載荷數(shù)學(xué)表達(dá)、有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)——切割橢圓截面車型.pdf

1、本文作者作為課題組主要成員在陳樹勛教授的主持下，圓滿完成了NZ5151zYs型壓縮垃圾車結(jié)構(gòu)載荷的數(shù)學(xué)表達(dá)、有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)工程應(yīng)用項(xiàng)目，本文是該項(xiàng)目的研究論文。 后裝式壓縮垃圾車具有容量大、密封性好、裝料方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。后裝式壓縮垃圾車由汽車底盤、車箱、填料器等組成。本項(xiàng)目的任務(wù)是對(duì)車箱與填料器結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。 垃圾是一種力學(xué)性質(zhì)很不確定的混合物質(zhì)，目前尚未見到對(duì)垃圾力學(xué)性

2、質(zhì)及其對(duì)壓縮垃圾車車箱作用載荷的研究資料。本文經(jīng)反復(fù)研究試驗(yàn)給出了車箱內(nèi)垃圾載荷的數(shù)學(xué)表達(dá)，并通過(guò)有限元分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較驗(yàn)證并完善了這些數(shù)學(xué)表達(dá)的合理性。這方面的工作是原創(chuàng)性的，具有較大難度。 在上述載荷數(shù)學(xué)表達(dá)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)壓縮垃圾車車箱和填料器結(jié)構(gòu)15種工況進(jìn)行了有限元分析。為了最有效地降低結(jié)構(gòu)重量與減少變形應(yīng)力，本文對(duì)該結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，給出了一種切割橢圓截面形狀的車箱結(jié)構(gòu)外形創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，并對(duì)新外形的結(jié)構(gòu)

3、方案進(jìn)行了有限元分析；根據(jù)外形優(yōu)化和局部改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)力分布，選擇了設(shè)計(jì)變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)，建立了結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型；通過(guò)約束條件的包絡(luò)化處理，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。采用ANSYS與導(dǎo)重法相。結(jié)合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，對(duì)壓縮垃圾車結(jié)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)件尺寸優(yōu)化迭代計(jì)算，使結(jié)構(gòu)分析模型重量從3.96盹下降到了2.8盹，減重29.3％；結(jié)構(gòu)總重量(除分析模型重量外，還包括不能改變重量的油箱、油管等附件重量)由原始結(jié)構(gòu)的4.