NZ5151ZYS型壓縮垃圾車的載荷數(shù)學表達、有限元分析與優(yōu)化設計——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型壓縮垃圾車結構載荷的數(shù)學表達、有限元分析與優(yōu)化設計工程應用項目，本文是該項目的研究論文。 后裝式壓縮垃圾車具有容量大、密封性好、裝料方便、自動化程度高等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。后裝式壓縮垃圾車由汽車底盤、車箱、填料器等組成。本項目的任務是對車箱與填料器結構進行有限元分析與優(yōu)化設計。 垃圾是一種力學性質很不確定的混合物質，目前尚未見到對垃圾力學性

2、質及其對壓縮垃圾車車箱作用載荷的研究資料。本文經(jīng)反復研究試驗給出了車箱內垃圾載荷的數(shù)學表達，并通過有限元分析結果和實驗數(shù)據(jù)的比較驗證并完善了這些數(shù)學表達的合理性。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)學表達的基礎上，本文對壓縮垃圾車車箱和填料器結構15種工況進行了有限元分析。為了最有效地降低結構重量與減少變形應力，本文對該結構外形進行了優(yōu)化設計，給出了一種切割橢圓截面形狀的車箱結構外形創(chuàng)新設計方案，并對新外形的結構

3、方案進行了有限元分析；根據(jù)外形優(yōu)化和局部改進后結構的變形應力分布，選擇了設計變量、約束條件和目標函數(shù)，建立了結構構件尺寸優(yōu)化設計的數(shù)學模型；通過約束條件的包絡化處理，進一步簡化了優(yōu)化設計的數(shù)學模型。采用ANSYS與導重法相。結合的結構優(yōu)化方法，對壓縮垃圾車結構進行了構件尺寸優(yōu)化迭代計算，使結構分析模型重量從3.96盹下降到了2.8盹，減重29.3％；結構總重量(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)由原始結構的4.