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原文传递自卸车车厢轻量化设计

论文题名：	自卸车车厢轻量化设计
关键词：	自卸车;轻量化设计;U形结构;计算机辅助工程;有限元建模
摘要：	自卸车产品的轻量化设计不仅可以降低自卸车制造企业的生产制造成本，而且能够有效增加自卸车辆本身的载货量，是自卸车产品实现环保、节能、经济、安全的有效途径。而相对于自卸车车辆底盘的轻量化实现难易程度及其轻量化空间，其车厢的的轻量化更易实现，且更加有效。随着科技的不断进步、国外先进理念的不断引入及国内自卸车生产制造企业技术力量的不断壮大，计算机辅助工程（CAE）技术、有限单元法等数值和仿真方法也更加普遍的应用在了自卸车车厢轻量化的设计研究中。但目前各自卸车生产制造企业对自卸车车厢的轻量化优化设计多依据经验性的结论来进行局部的静力学分析来实现，为有效降低车厢质量、实现自卸车产品的轻量化，本文提出了下述方案。　　首先应用HyperWorks软件对某自卸车车厢进行了有限元建模，并分别对其满载时液压油缸升举初始瞬间的静载工况和其动载工况进行了模拟，评价原始车厢在该两种工况下的性能，找出原有车厢强度的冗余及不足，并对其进行了轻量化设计。并据此，提出了两种优化方案：方案一是采用高强度的轻质材料改变原始自卸车车厢各关键零件的厚度，使结构在符合静力学强度要求下达到质量最轻；方案二是通过改变车厢结构，由原矩形车厢结构更换为国外流行的U形车厢结构，使其在符合静力学强度要求下达到质量最轻。　　经过对两种方案的强度分析验证，轻量化设计方案一在不改变原车厢结构的前提下，以车厢部件的材料和板厚作为设计变量进行静态工况及动态冲击工况的优化设计，在满足设计性能要求的同时，实现车厢减重16.6％。该轻量化方案的实现体现了CAE技术在车厢轻量化的重要作用；轻量化设计方案二则在满足设计性能要求的同时，相对于原车厢的减重35.9%，在满足车厢载重条件要求的前提下相对于轻量化方案一的减重比例为23.1%。方案的实现也为自卸车车厢的轻量化设计提供了一个可借鉴的方法。
作者：	李言伟
专业：	车辆工程
导师：	田晋跃
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文