本文關(guān)鍵詞：抱罐車關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及疲勞分析

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【摘要】：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?它處于十分惡劣的工作環(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。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�；谀彻旧a(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)工況相對(duì)應(yīng)的載荷譜。利用MSC.Fatigue疲勞分析軟件基于S-N全壽命分析法對(duì)原大臂模型和優(yōu)化后的大臂模型進(jìn)行了疲勞分析,并分別得出了疲勞壽命。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.6

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本文編號(hào)：1217705