后裝壓縮式垃圾車上裝結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究.pdf

1、后裝壓縮式垃圾車在現(xiàn)代環(huán)衛(wèi)工程中起著越來越重要的角色。對于后裝壓縮式垃圾車來說，垃圾的收集、壓縮、卸載等功能均由上裝通過相應的機構(gòu)來實現(xiàn)，因此，上裝結(jié)構(gòu)質(zhì)量設(shè)計的好壞直接關(guān)系到后裝壓縮式垃圾車的使用性能以及使用壽命。本文以ZYS5160型后裝壓縮式垃圾車的上裝為研究對象，對其進行拓撲優(yōu)化研究，得出了一些對上裝結(jié)構(gòu)設(shè)計具有指導意義的結(jié)構(gòu)。主要工作如下:
　　1.對上裝結(jié)構(gòu)的力學特性進行了分析研究，建立其對應的力學模型，采用微分極限法

2、推導出了上裝各部分所受載荷密度分布函數(shù)。
　　2.建立了上裝各組成部分的三維實體模型，應用ANSYS對危險工況下的上裝各部分模型進行有限元分析，通過對比分析確定了上裝各部分工作的最危險工況;建立了上裝各部分的拓撲優(yōu)化有限元模型并對其進行了拓撲優(yōu)化分析。
　　3.后裝壓縮式垃圾車上裝結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化后的垃圾箱較原始垃圾箱的最大復合應力(SMX)值減少22％，最大形變量(DMX)值減少41.5％，質(zhì)量減少9.4％，容量提高5.5％;

3、優(yōu)化后的推鏟較原始推鏟的最大復合應力(SMX)值減少6.2％，最大形變量(DMX)值減少18％，質(zhì)量減少4％;優(yōu)化后的填裝器較原始填裝器的最大復合應力(SMX)值減少11.1％，最大形變量(DMX)值減少5.7％，質(zhì)量減少4.2％;對拓撲優(yōu)化前后的上裝結(jié)構(gòu)分別從其結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性四個方面進行了性能對比分析，研究表明:拓撲優(yōu)化后上裝結(jié)構(gòu)的力學性能優(yōu)于原始上裝結(jié)構(gòu)的力學性能，且滿足以上裝結(jié)構(gòu)最小柔度為目標函數(shù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。