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后装压缩式垃圾车上装结构拓扑优化研究
| 论文题名： | 后装压缩式垃圾车上装结构拓扑优化研究 |
| 关键词： | 垃圾车;上装结构;拓扑优化;力学特性;有限元分析 |
| 摘要： | 后装压缩式垃圾车在现代环卫工程中起着越来越重要的角色。对于后装压缩式垃圾车来说，垃圾的收集、压缩、卸载等功能均由上装通过相应的机构来实现，因此，上装结构质量设计的好坏直接关系到后装压缩式垃圾车的使用性能以及使用寿命。本文以ZYS5160型后装压缩式垃圾车的上装为研究对象，对其进行拓扑优化研究，得出了一些对上装结构设计具有指导意义的结构。主要工作如下: 1.对上装结构的力学特性进行了分析研究，建立其对应的力学模型，采用微分极限法推导出了上装各部分所受载荷密度分布函数。 2.建立了上装各组成部分的三维实体模型，应用ANSYS对危险工况下的上装各部分模型进行有限元分析，通过对比分析确定了上装各部分工作的最危险工况;建立了上装各部分的拓扑优化有限元模型并对其进行了拓扑优化分析。 3.后装压缩式垃圾车上装结构拓扑优化后的垃圾箱较原始垃圾箱的最大复合应力(SMX)值减少22％，最大形变量(DMX)值减少41.5％，质量减少9.4％，容量提高5.5％;优化后的推铲较原始推铲的最大复合应力(SMX)值减少6.2％，最大形变量(DMX)值减少18％，质量减少4％;优化后的填装器较原始填装器的最大复合应力(SMX)值减少11.1％，最大形变量(DMX)值减少5.7％，质量减少4.2％;对拓扑优化前后的上装结构分别从其结构强度、刚度、稳定性以及经济性四个方面进行了性能对比分析，研究表明:拓扑优化后上装结构的力学性能优于原始上装结构的力学性能，且满足以上装结构最小柔度为目标函数的结构优化。 4.以ZYS5160后装压缩式垃圾车的垃圾箱为实验对象，在垃圾箱最危险工况下对垃圾箱进行了应力测试实验，通过对实验数据和仿真数据的对比分析，验证了上装结构有限元分析模型的可靠性。 本文对后装压缩式垃圾车上装结构的设计与研究具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 王彦飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨忠炯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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