混凝土攪拌車車架優(yōu)化分析

《混凝土攪拌車車架優(yōu)化分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、：—--{卜一瞬野Qjc矗es矗eji引言在典型工況下的應(yīng)力分布規(guī)律，找出原結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)的不合隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，混凝土的需求越來越大。理地方，并針對性地提出改進(jìn)措施，最后用有限元計(jì)算和混凝土攪拌車正是將攪拌站生產(chǎn)的混凝土送往需要工地的試驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。一種工程用車。在運(yùn)送過程中，攪拌筒不斷旋轉(zhuǎn)攪拌，以1原結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析防止攪拌簡內(nèi)的混凝土凝固。通常為了追求經(jīng)濟(jì)效益，攪1．1基本結(jié)構(gòu)拌車一次運(yùn)送的混凝土較多，整個(gè)車的載重量較大，因整體上看，原結(jié)構(gòu)可分成四個(gè)大構(gòu)件：主車架、副車此，車輛的安全性能和使用壽命引起了人們的關(guān)

2、注?；炷堋⑶芭_、后臺。除此之外，還有一些連接件、加強(qiáng)板。土攪拌車架一般由主車架和副車架組成，兩者通過一系列由于結(jié)構(gòu)主要為板結(jié)構(gòu)，為方便建模，對所有板件抽取中的連接件相連，從受力分析上看，大部分?jǐn)嚢柢嚱Y(jié)構(gòu)都是面，采用殼單元進(jìn)行建模。利用綁定接觸模擬各個(gè)構(gòu)件之通過在車架上的前后臺支撐來承受攪拌簡內(nèi)混凝土的重間的焊接連接，焊點(diǎn)模擬構(gòu)件之間的螺栓連接和鉚接。根量，車架和前后臺支撐的強(qiáng)度和剛度性能對車輛的安全性能和使用壽命起著決定性的作用。據(jù)需要，模型一共定義了66個(gè)接觸和48個(gè)焊點(diǎn)。劃分單元時(shí)，單元尺寸為6mm。整個(gè)模型一共包含l9

3、9468個(gè)節(jié)點(diǎn)，以前，對于車架強(qiáng)度的分析，一般都利用試驗(yàn)來進(jìn)行。然而。試驗(yàn)會耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力。近年來，隨l93858個(gè)單元。著有限元技術(shù)的發(fā)展，利用有限元方法來分析車架的強(qiáng)度1．2邊界條件受到了人們的歡迎。有限元分析軟件眾多，其中Ansys公從實(shí)際來考慮，結(jié)構(gòu)是由左右各三個(gè)輪胎通過鋼板彈司推出的軟件有限元分析軟件workbenclx由于其易用性和簧和懸掛結(jié)構(gòu)來支撐的。在進(jìn)行有限元模擬時(shí)，在鋼板彈參數(shù)化建模的特性，非常便于應(yīng)用在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面?；珊蛻覓旖Y(jié)構(gòu)與車架的連接區(qū)域上施加邊界條件，約束此本文利用有限元軟件workb

4、ench，計(jì)算車架和前后臺支撐區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的垂向和縱向位移。同時(shí)，為了避免出現(xiàn)剛體oS網(wǎng)—卜同^Qieesheii位移．將其中一個(gè)區(qū)域的橫向位移也進(jìn)行了約束。在workbench中，這些約束由APDL命令給出。1．3工況分析由于混凝土攪拌車主要是將混凝土從攪拌站送往需要的工地，路況變化大，且作為車輛運(yùn)輸，行駛狀態(tài)也經(jīng)常發(fā)生變化。為了簡化計(jì)算，將攪拌車的行駛狀態(tài)可以分為勻速行駛、減速行駛、加速行駛、轉(zhuǎn)彎行駛四種基本狀態(tài)。本文以這四種基本狀態(tài)為典型工況，采取準(zhǔn)靜態(tài)的形式，將加速度載荷轉(zhuǎn)換為力載荷施加，分析了原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況。載荷

5、分析如圖l。圖2勻速行駛時(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力云圖由圖2可知，勻速行駛時(shí)，應(yīng)力較大的部位主要是前臺與副車架相連的部位、后臺與副車架相連的貼板部位以及車橋橫梁邊界附近的部位。其中，最大應(yīng)力在車橋橫梁的邊界附近，最大值有240．54Mpa，后臺前貼板處的應(yīng)力值較大，略高于l90Mpa，前臺前面板與車架連接處應(yīng)力最大值超過了140Mpa。橫梁上大部分應(yīng)力值均在l0Mpa以下，只是在與車架連接部位應(yīng)力值較大。車架上，后臺與車橋橫梁之間的部位應(yīng)力值相對較大，大部分在60～90Mpa之圖1載荷分析圖間。前臺與后臺上的各個(gè)面板的應(yīng)力值不大，大部分低于

6、其中，m為攪拌簡中混凝土的質(zhì)量，a為車行駛的加速40Mpa，只是在與車架的連接處有應(yīng)力集中，應(yīng)力有度，ma為慣性力，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，其方向與a的方向相140Mpa左右。反。G為混凝土的重力，G=mg，g為重力加速度。F為前同樣可以得到其他幾種工況下的應(yīng)力分布。減速行駛臺支撐對攪拌筒的豎直方向的作用力，F(xiàn)為前臺支撐對攪時(shí)，前臺受力較大，后臺受力較小。因此，與勻速時(shí)比拌簡水平方向的作用力，F(xiàn)為后臺支撐對攪拌簡的支持較，后臺部位的應(yīng)力有明顯的降低，而前臺部位的應(yīng)力值力，其方向與后臺頂面垂直。通過靜力平衡分析，即可求略有提高。其中，

7、最大應(yīng)力在前臺前面板下端與副車架相得F、F、F的大小和方向。根據(jù)牛頓第三定律，得到前連處，最大值有357．5Mpa。加速行駛時(shí)，前臺受力較小，臺支撐和后臺支撐受到的力的大小和方向。四種基本工況后臺受力較大，與勻速時(shí)比較，后臺部位的應(yīng)力有明顯的的載荷如下：提高，而前臺部位的應(yīng)力值略有降低。其中，最大應(yīng)力在(1)勻速行駛時(shí)，F(xiàn)=l5189lN，F(xiàn)=一33000N，車橋橫梁邊界附近，最大值有336．62Mpa。轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，F(xiàn)=l36428N；整個(gè)車架都受到扭轉(zhuǎn)的作用，使整體應(yīng)力值有所增加，并(2)減速行駛時(shí)，F(xiàn)=l64I27N，F(xiàn)，

8、=l5264lN，且轉(zhuǎn)彎外側(cè)的值明顯較轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)大。其中，最大應(yīng)力在后F=l23749N；臺后面板與副車架連接附近，最大值有367．48Mpa。各種(3)加速行駛時(shí)，F(xiàn)=l50950N，F(xiàn)，=23783N，工況下典型位置的應(yīng)力值見表1。FN=l37329N；表1各工況典型位置應(yīng)