抱罐車關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及疲勞分析.pdf

1、抱罐車是在鋼廠中對鋼渣進(jìn)行運輸、傾倒的一種特種車輛。作為一種無軌運輸設(shè)備，它有著機動靈活、占地小、自動化程度高等優(yōu)點，已在鋼廠內(nèi)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。抱罐車從引進(jìn)到國產(chǎn)已經(jīng)有了四十多年的歷程。由于抱罐車運輸?shù)氖歉邷劁撛幱谑謵毫拥墓ぷ鳝h(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，同時還容易發(fā)生疲勞破壞。因此對工作大臂進(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值。<

2、br>　　本文闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計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中建立了大臂機構(gòu)的動力學(xué)仿真模型，對其進(jìn)行了抱罐、運輸和倒罐三個過程的動力學(xué)仿真，分析得出了工作大臂受載比較惡劣的9個工況。
　　利用Hypermesh建立了工作大臂的1/2有限元模型，對9個特殊工況進(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，有待對工作大臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化?；谟邢拊治鼋Y(jié)果

3、運用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)利用變密度法對工作大臂進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化分析，并對優(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％。
　　為了對工作大臂進(jìn)行疲勞分析，把大臂機構(gòu)的一個工作循環(huán)細(xì)化為31個工況，并對這些工況進(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)大臂機構(gòu)的整個工作過程創(chuàng)建了與31個工況相