ansys 半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析

1、半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析發(fā)表時(shí)間：發(fā)表時(shí)間：20091121作者作者:張景張景瞿繪軍瞿繪軍王琳王琳來(lái)源來(lái)源:安世亞太安世亞太關(guān)鍵字關(guān)鍵字:CAEANSYS半掛液罐車半掛液罐車罐體罐體強(qiáng)度分析強(qiáng)度分析以中集通華某半掛液罐車為研究對(duì)象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對(duì)其分別進(jìn)行了0.03Mpa與0.06Mp液壓試驗(yàn)工況下的強(qiáng)度分析計(jì)算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測(cè)法對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試，并進(jìn)行了對(duì)

2、比，兩者基本吻合。通過(guò)該分析，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了充分的理論依據(jù)。1前言前言半掛液罐車是用于裝運(yùn)液體物質(zhì)的專用車輛，由于它具有靈活、方便、制造周期短等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為目前水、燃油、酸類、飲料、牛奶等的主要運(yùn)載設(shè)備之一。罐車在運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境多變，設(shè)計(jì)制造要求較高，必須可靠、經(jīng)濟(jì)、合理。罐體的設(shè)計(jì)與制造是最重要的因素，對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行分析是很有必要的。鑒于此，本文針對(duì)我司研發(fā)的新型常壓保溫半掛液罐車進(jìn)行了有限元分析，針對(duì)其液壓試驗(yàn)進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)試，并比

3、較了計(jì)算值與試驗(yàn)值，以充分了解其應(yīng)力分布，最終得到更加安全合理的設(shè)計(jì)方案。2有限元分析有限元分析2.12.1基本假設(shè)與簡(jiǎn)化基本假設(shè)與簡(jiǎn)化（1）罐體為線彈性系統(tǒng)。（2）罐體和裝載介質(zhì)是各向同性，密度均勻分布。（3）結(jié)構(gòu)上的小圓角等工藝因素不考慮。2.22.2單元類型的選擇單元類型的選擇根據(jù)有限元分析的基本理論，單元類型選擇的恰當(dāng)與否，對(duì)計(jì)算的精度和速度有著直接的影響。板殼結(jié)構(gòu)是指在幾何上一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸要小得多的薄壁結(jié)構(gòu)

4、，一般當(dāng)厚度t與另外兩個(gè)方向的最小尺度L之比小于110，即可視為薄壁板。組成罐體及車架的各種構(gòu)件采用的大多是薄壁構(gòu)件截面厚度與其它兩個(gè)方向的長(zhǎng)度相比滿足薄壁構(gòu)件的假設(shè)，因此采用板殼單元是合適的。綜合考慮罐體的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)，選取4節(jié)點(diǎn)四邊形單元SHELL181單元。在SHELL181單元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上具有6個(gè)自由度，即沿坐標(biāo)軸的位移自由度UX、UY、UZ和繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度ROTX、ROTY、ROTZ。整個(gè)結(jié)構(gòu)基本左右對(duì)稱，但考慮罐體內(nèi)

5、部防浪板的設(shè)計(jì)，仍然對(duì)整車建立完整模型，如圖1所示。網(wǎng)格的劃分應(yīng)用ANSYS軟件自帶的Meshtool工具，選用合適的面和邊長(zhǎng)尺寸，可以方便快捷地將模型劃分網(wǎng)格。除此之外，罐體其余部分應(yīng)力較低，是絕對(duì)安全的。圖2水滿沖壓0.03Mpa時(shí)vonmises應(yīng)力分布云圖半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析發(fā)表時(shí)間：發(fā)表時(shí)間：2009112120091121作者作者:張景張景瞿繪軍瞿繪軍王琳王琳來(lái)源來(lái)源:安世亞太安世亞太關(guān)鍵字關(guān)鍵字:C

6、AECAEANSYSANSYS半掛液罐車半掛液罐車罐體罐體強(qiáng)度分析強(qiáng)度分析以中集通華某半掛液罐車為研究對(duì)象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對(duì)其分別以中集通華某半掛液罐車為研究對(duì)象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對(duì)其分別進(jìn)行了進(jìn)行了0.03Mpa0.03Mpa與0.06Mp0.06Mp液壓試驗(yàn)工況下的強(qiáng)度分析計(jì)算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集液壓試驗(yàn)工況下的強(qiáng)度分析計(jì)算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測(cè)法對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試，并進(jìn)行

7、了中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測(cè)法對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試，并進(jìn)行了對(duì)比，兩者基本吻合。通過(guò)該分析，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了充分的理論依據(jù)。對(duì)比，兩者基本吻合。通過(guò)該分析，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了充分的理論依據(jù)。3應(yīng)力測(cè)試應(yīng)力測(cè)試3.13.1測(cè)試過(guò)程測(cè)試過(guò)程通過(guò)電測(cè)法測(cè)定該車通過(guò)電測(cè)法測(cè)定該車(額定載荷為額定載荷為30t)30t)的罐體和車架上特定點(diǎn)的靜態(tài)應(yīng)力的罐體和車架上特定點(diǎn)的靜態(tài)應(yīng)力時(shí)，卸去了罐車的車輪、保溫層以及護(hù)欄部分，制做出專用支架，分

8、別放置于牽時(shí)，卸去了罐車的車輪、保溫層以及護(hù)欄部分，制做出專用支架，分別放置于牽引銷及懸架對(duì)應(yīng)位置。引銷及懸架對(duì)應(yīng)位置。測(cè)量?jī)x器使用了江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司的測(cè)量?jī)x器使用了江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司的YE2539YE2539靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。試靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。試驗(yàn)前根據(jù)有限元軟件分析的結(jié)果，同時(shí)考慮實(shí)際情況，將測(cè)點(diǎn)主要布置在左半部驗(yàn)前根據(jù)有限元軟件分析的結(jié)果，同時(shí)考慮實(shí)際情況，將測(cè)點(diǎn)主要布置在左半部罐體，并在右半部分罐體貼有少量應(yīng)變片。罐

9、體，并在右半部分罐體貼有少量應(yīng)變片。考慮到罐體橫截面形狀由考慮到罐體橫截面形狀由8條不同曲率半徑的圓弧線組合而成，在液壓試驗(yàn)條不同曲率半徑的圓弧線組合而成，在液壓試驗(yàn)工況下，主應(yīng)力的方向較容易確定，因而在罐體上主要布置單向應(yīng)變片。工況下，主應(yīng)力的方向較容易確定，因而在罐體上主要布置單向應(yīng)變片。3.23.2試驗(yàn)結(jié)果分析與對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果分析與對(duì)比由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)取出液壓試驗(yàn)時(shí)水滿沖壓由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)取出液壓試驗(yàn)時(shí)水滿沖壓0.06Mpa

10、0.06Mpa工況進(jìn)行比較。為工況進(jìn)行比較。為了得到測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值，根據(jù)材料力學(xué)公式計(jì)算出了各個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力。了得到測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值，根據(jù)材料力學(xué)公式計(jì)算出了各個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力。單向應(yīng)力單向應(yīng)力σ=Eεσ=Eε從有限元模型提取出相同工況下對(duì)應(yīng)于電測(cè)試驗(yàn)的部分測(cè)試點(diǎn)的分析結(jié)果，從有限元模型提取出相同工況下對(duì)應(yīng)于電測(cè)試驗(yàn)的部分測(cè)試點(diǎn)的分析結(jié)果，點(diǎn)的位置及應(yīng)力分布如圖點(diǎn)的位置及應(yīng)力分布如圖4～6所示。由于貼片的位置不同，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的不所示。由于貼片的位置不