基于有限元法下的CNG運輸罐車及垃圾壓縮車的仿真分析與實驗研究.pdf

1、流固耦合問題及散固耦合問題是流體、散體與固體力學各交叉而生成的兩門邊緣性學科，主要研究固體域在流體域或散體域作用力下的變形及應(yīng)力情況。流固耦合及散固耦合現(xiàn)象在工程領(lǐng)域中非常常見，公路運輸中的液罐車、環(huán)保型車輛垃圾壓縮車即為典型的工程應(yīng)用代表。
　　液罐車是現(xiàn)在交通運輸業(yè)中常見的車輛，其運輸材料多種多樣，從食品到化工再到石油制品，對其安全性和經(jīng)濟性的研究有重要的工程意義。
　　垃圾壓縮轉(zhuǎn)運車輛具有高壓縮比、自動化裝卸的功能，它

2、既提高了垃圾運送量避免拋灑滲漏，又改善了清運工人的工作條件，在城市環(huán)境建設(shè)中擔當了重要角色。
　　隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，許多復雜的工程實際問題可以通過數(shù)值模擬的方法完成。因此本課題首先以罐車為數(shù)值模擬的研究對象，運用流固耦合理論，對其緊急制動工況下的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進行分析，為設(shè)計人員提供設(shè)計參考，同時也完善國標中關(guān)于罐車設(shè)計載荷的評定規(guī)范;其次以垃圾壓縮車為數(shù)值仿真的對象，并運用實驗力學的相關(guān)理論，對其實際工作中廂體承受的應(yīng)力應(yīng)

3、變狀態(tài)進行分析，為其結(jié)構(gòu)改進及優(yōu)化提供參考依據(jù)。本文主要內(nèi)容分為三個部分:
　　1、對流固耦合理論、多相流模型中VOF模型以及散體的力學性質(zhì)及實驗力學中使用到的相關(guān)方法進行闡述;
　　2、在Creo2.0完成液罐車實體模型創(chuàng)建，導入Workbench Geometry進行必要的模型簡化，接著導入到ICEM CFD中完成模型的幾何修復、流體域創(chuàng)建及網(wǎng)格劃分，將ICEM CFD處理好的前處理模型導入到Fluent，編譯罐車緊急制

4、動過程時的速度狀態(tài)UDF文件，加載到Fluent中模擬出罐車緊急制動過程中液體晃動的全過程，找出應(yīng)力最大處及出現(xiàn)的時刻點，將出現(xiàn)最大應(yīng)力時段的數(shù)據(jù)文件導入到Static structural中進行單向流固耦合分析，最后找出罐車結(jié)構(gòu)中最大應(yīng)力值并將之與材料的屈服極限進行對比，以評定其結(jié)構(gòu)在緊急制動工況下的安全性能;
　　3、以散體力學性質(zhì)為基礎(chǔ)，推導出符合假定條件下的廂體應(yīng)力分布關(guān)系式關(guān)系式，運用有限元的方法對垃圾壓縮車進行有限元仿