抱罐車關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及疲勞分析.pdf

1、抱罐車是在鋼廠中對(duì)鋼渣進(jìn)行運(yùn)輸、傾倒的一種特種車輛。作為一種無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備，它有著機(jī)動(dòng)靈活、占地小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，已在鋼廠內(nèi)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。抱罐車從引進(jìn)到國(guó)產(chǎn)已經(jīng)有了四十多年的歷程。由于抱罐車運(yùn)輸?shù)氖歉邷劁撛幱谑謵毫拥墓ぷ鳝h(huán)境中，出于安全的考慮其關(guān)鍵零部件工作大臂的結(jié)構(gòu)往往設(shè)計(jì)得比較笨重，導(dǎo)致了工作大臂的材料利用系數(shù)不高，同時(shí)還容易發(fā)生疲勞破壞。因此對(duì)工作大臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和疲勞壽命分析有著重要的理論意義和工程參考價(jià)值。<

2、br>　　本文闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和疲勞分析的基本理論。基于某公司生產(chǎn)的BGC80型抱罐車的參數(shù)，在Pro/E中建立了整車模型并在Adams中建立了大臂機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)其進(jìn)行了抱罐、運(yùn)輸和倒罐三個(gè)過程的動(dòng)力學(xué)仿真，分析得出了工作大臂受載比較惡劣的9個(gè)工況。
　　利用Hypermesh建立了工作大臂的1/2有限元模型，對(duì)9個(gè)特殊工況進(jìn)行了有限元分析，發(fā)現(xiàn)其大部分區(qū)域的應(yīng)力水平很低，有待對(duì)工作大臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化?；谟邢拊治鼋Y(jié)果

3、運(yùn)用Optistruct以最小應(yīng)變能為目標(biāo)函數(shù)，以體積分?jǐn)?shù)和Von Mise應(yīng)力為約束函數(shù)利用變密度法對(duì)工作大臂進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化分析，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了可制造化處理。最后結(jié)果表明在同等工作條件下，優(yōu)化后的重量減少了15.3％。
　　為了對(duì)工作大臂進(jìn)行疲勞分析，把大臂機(jī)構(gòu)的一個(gè)工作循環(huán)細(xì)化為31個(gè)工況，并對(duì)這些工況進(jìn)行了有限元分析；根據(jù)大臂結(jié)構(gòu)的材料Q345B的疲勞特性創(chuàng)建了其S-N曲線；根據(jù)大臂機(jī)構(gòu)的整個(gè)工作過程創(chuàng)建了與31個(gè)工況相