混凝土搅拌运输车副车架和后支撑结构优化设计

《混凝土搅拌运输车副车架和后支撑结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com混凝土搅拌运输车副车和后支撑结构优化设计董志明，姚树军，白笃(内蒙古北方重型汽车股份有限公司)摘要：以装载量为12m的混凝土搅拌运输车为研究对象，采用有限元分析软件ANSYS对搅拌车的主要结构件——副车架和后支撑进行力学研究。假设在相同载重量的情况下，对目前市场上存在的几种副车架结构进行力学分析，根据分析结果，提出了一种较优方案。分析结果可作为工程设计时的参考依据。关键词：ANSYS；搅拌车；副车架；后支撑；应力随着我国经济建设步伐的加快，许多大型的工析搅拌车在搅动容量增加后，副车架和后支撑是否

2、程建设项目相继开工。大容量的混凝土搅拌运输车有足够的强度、刚度，能否达到预期的使用寿命，能(以下简称搅拌车)能够提高生产效率，降低运输成否保证安全性。本。作为商品混凝土的运输车辆，搅拌车得到了迅速1分析目的发展。本文以目前市场上大量存在的采用三轴底盘改从目前的搅拌车技术来看，装载量为10m，以下装的、装载量为12m3混凝土的搅拌运输车为研究对的搅拌车副车架和后支撑主要采用图1所示的结象，采用有限元分析软件ANSYS对搅拌车的主要结构，装载量为10m以上的搅拌车副车架和后支撑主构件——副车架和后支撑的力学行为进行研究，分要采用图2所

3、示的结构。图1装载量为10m3以下搅拌车副车架和后支撑结构图2装载量为10m3以上搅拌车副车架和后支撑结构搅拌车副车架在使用过程中承受拉伸、扭转、弯的疲劳次数后，副车架会产生塑性变形直至断裂，这曲复合应力，应力状态极为复杂和恶劣。在使用过程是搅拌车常见的失效形式。有效地减小副车架的弹中，由于副车架和底盘纵梁的不断振动，使副车架在性变形和防止产生塑性变形是副车架设计时需重点底盘双后桥中线位置处发生弹性弯曲，在达到一定考虑的问题。图2所示的结构正是基于这种目的设作者简介：董志明(1979一)，助理工程师，硕士，研究方向：专用汽车的设计

4、研究与开发。一26—学兔兔www.xuetutu.com计的。在进行具体分析时，对结构进行了简化处理。采在图2所示的结构中，主要增加了部件——辅取的简化措施主要有：忽略非承载件的影响；忽略部助支撑，其目的是增加副车架、后支撑、辅助支撑的件上不需特别关注的倒角和用于装配的小孔；假设整体刚度，同时也使后支撑的受力中心前移，减小车焊接都是理想焊接，焊接区域材料属性与其他区域架双后桥中心线以后悬臂梁的长度，使得悬臂梁的相同；螺栓或铆钉联接，采用节点之间耦合自由度进变形达到最小。辅助支撑同副车架的连接处相对底行处理；根据结构具有对称性的特点

5、，仅建立结构的盘双后桥中心线的前后位置有3种，即连接点在中半边结构模型，然后利用对称处理命令映射为全部心线的前方、连接点同中心线的位置重合、连接点在的有限元模型。中心线的后方。由于结构比较复杂，所以采用在Pro／E软件中建本文假设在载重量相同的情况下，对以上4种立三维实体模型，然后导入到ANSYS中抽取中面、结构(图1的一种结构(结构1)，图2的3种结构，即划分网格的方法建立有限元模型。由于被分析对象辅助支撑连接位置中心在后桥中心线前方200mm属于薄壁结构，所以选用shell63号单元进行网格划(结构4)、后方200mm(结构3

6、)以及两者重合(结构分，并根据被分析对象的具体厚度定义相应的实常2))进行有限元对比分析，寻找出相对较优的一种设数，本次分析共定义了5种实常数，即5种厚度。边计方案。界条件和载荷根据实际使用情况进行加载。图3至图6是各种结构在加载后(相同载荷)的2分析过程分析结果。图3结构1的应力云图图4结构2的应力云图一27—学兔兔www.xuetutu.com图7结构1的应力曲线图8结构2的应力曲线从应力曲线和表1(表1中“J，”或“T”表示百位移都得到了不同程度的下降，尤其以结构2下降分比减小或增加；“最大位移”指车架末端的最大位的百分比最

7、大。但是，由于在结构2中，辅助支撑连移)可以发现，在增加辅助支撑后，车架末端的最大接位置中心同双后桥中心线的位置重合，形成了一一28一学兔兔www.xuetutu.com图9结构3的应力曲线图10结构4的应力曲线表1各结构最大应力及最大位移比较名称形式最大应力／MPa比较值，(％)最大位移／mm比较值／(％)结构1无辅助支撑1999．8结构2连接位置中心同双后桥中心线位置重合l85l7．O7．7j21结构3连接位置中心在双后桥中心线后方200mm206t3．58．711结构4连接位置中心在双后桥中心线前方200mm182l8．57

8、．820定的应力集中区域，车架在双后桥中心线位置处的另外，从各种结构的应力云图不难发现，辅助支最大应力值不是最小，而以结构4的最大应力值最撑只受拉伸或压缩应力的作用，而且其应力值很低，小。在结构3中，虽然车架末端的最大位移值下降，在具体设计过程中，