大噸位自卸車輕量化研究.pdf

1、本文首先對大噸位自卸車輕量化研究的課題背景進行了介紹，并結(jié)合項目委托企業(yè)的實際要求，闡述了課題研究的目的和意義。在詳細(xì)分析了大噸位自卸車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了本文研究的主要內(nèi)容。 接著，本文分析了自卸車輕量化研究的基本方法，分別介紹了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計、形狀優(yōu)化設(shè)計和尺寸參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法，并對典型有限元軟件中的優(yōu)化設(shè)計模塊和優(yōu)化算法進行了介紹。通過對大噸位自卸車貨廂和主副車架的結(jié)構(gòu)特點進行分析，最終選用結(jié)構(gòu)輕量化改進設(shè)計對貨廂

2、進行輕量化研究，選用尺寸參數(shù)優(yōu)化方法對副車架進行輕量化研究，確立了自卸車整體結(jié)構(gòu)輕量化研究方案。 隨后，根據(jù)企業(yè)提供的圖紙，建立了貨廂和主副車架組合幾何模型。貨廂和主副車架主體結(jié)構(gòu)采用板殼單元，局部結(jié)構(gòu)采用實體單元。接著，在兼顧計算時間、計算精度和計算規(guī)模的基礎(chǔ)上，根據(jù)大噸位自卸車的實際工作狀況選取不同的工況，建立了貨廂和車架有限元計算模型。 建立了貨廂有限元計算模型之后，在舉升初始工況下，對貨廂進行了有限元分析，求得了

3、該工況下的整體應(yīng)力分布和變形情況，為項目委托企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計提供了可靠的參考數(shù)據(jù)。同時，針對貨廂整體應(yīng)力水平不高和應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重狀況，對貨廂底架、側(cè)板、前板和后板分別進行了結(jié)構(gòu)輕量化改進，不僅很好的消除了應(yīng)力集中現(xiàn)象，而且使應(yīng)力分布更加合理，貨廂質(zhì)量也有明顯減輕，總共減輕了342.8kg，占貨廂質(zhì)量的11.1％。 接下來，在車架計算模型的基礎(chǔ)之上，針對彎曲工況、彎扭六種工況、舉升三種工況對車架結(jié)構(gòu)進行了有限元分析，得到了各工況下

4、的整體應(yīng)力分布和變形情況，為車架輕量化設(shè)計提供了參考數(shù)據(jù)。并針對局部應(yīng)力集中明顯區(qū)域進行了改進設(shè)計，使應(yīng)力集中現(xiàn)象得到了消除。 最后，考慮到車架整體應(yīng)力水平不高，具有很大的輕量化空間，并結(jié)合企業(yè)具體要求，以副車架主體構(gòu)件板厚為設(shè)計變量，以彎曲工況、彎扭工況和舉升工況下的最大應(yīng)力為狀態(tài)變量，以主副車架總體積為目標(biāo)函數(shù)，針對副車架部分進行了尺寸參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。最終在滿足副車架強度和剛度的前提下，提高了材料的利用率，使副車架總質(zhì)量下降了