重型自卸車車箱優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、車箱是自卸車的重要組成部分，目前主要有兩種主流類型，分別是外觀為長方體的矩形車箱和箱體截面為U型的U型車箱。我國自卸車普遍為一箱多用，使自卸車車箱的使用環(huán)境惡劣，經(jīng)常會出現(xiàn)過載狀態(tài)，車箱容易發(fā)生故障;同時為增加強度而導(dǎo)致的車箱質(zhì)量過大使其能占到整車整備質(zhì)量的30％左右，車箱質(zhì)量過大將會對自卸車的行駛安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性造成一定影響。因此，針對車箱進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計，對于改善自卸車性能具有積極的意義。
　　 本文以TY-1重型自卸車矩形

2、車箱和U型車箱為研究對象，進(jìn)行了以下研究工作:
　　 首先，利用HyperMesh建立了這兩種自卸車車箱的有限元模型，并對它們進(jìn)行舉升初始工況下的有限元穩(wěn)態(tài)力學(xué)分析，設(shè)置邊界條件時根據(jù)自卸車工作狀態(tài)，分別施加20t的滿載載荷和35t的過載載荷，對自卸車滿載和過載時這兩種車箱的強度和剛度進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上對兩種車箱進(jìn)行了有限元模態(tài)分析，得到了這兩種車箱前八階自由模態(tài)振型和固有頻率，對車箱的動態(tài)性能作出評價。同時通過對比自卸車

3、在滿載和過載時的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻閾值，說明了自卸車過載后對行駛安全造成很大危害。
　　 其次，使用尺寸優(yōu)化方法對矩形車箱進(jìn)行輕量化設(shè)計，以各部件鋼板厚度為設(shè)計變量，車箱質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)，通過設(shè)置優(yōu)化約束條件，在保證矩形車箱強度和剛度的前提下，設(shè)計了TY-2型矩形車箱，此車箱的質(zhì)量比原矩形車箱有16.5％的降幅，獲得了良好的輕量化效果。
　　 最后，針對U型車箱在結(jié)構(gòu)上存在的缺陷，使用OptiStruct的形貌優(yōu)化方法對其進(jìn)行