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原文传递重型自卸车车箱优化设计

论文题名：	重型自卸车车箱优化设计
关键词：	重型自卸车;矩形车箱;U型车箱;轻量化;形貌优化;优化设计
摘要：	车箱是自卸车的重要组成部分，目前主要有两种主流类型，分别是外观为长方体的矩形车箱和箱体截面为U型的U型车箱。我国自卸车普遍为一箱多用，使自卸车车箱的使用环境恶劣，经常会出现过载状态，车箱容易发生故障;同时为增加强度而导致的车箱质量过大使其能占到整车整备质量的30％左右，车箱质量过大将会对自卸车的行驶安全性和燃油经济性造成一定影响。因此，针对车箱进行的优化设计，对于改善自卸车性能具有积极的意义。　　本文以TY-1重型自卸车矩形车箱和U型车箱为研究对象，进行了以下研究工作: 　　首先，利用HyperMesh建立了这两种自卸车车箱的有限元模型，并对它们进行举升初始工况下的有限元稳态力学分析，设置边界条件时根据自卸车工作状态，分别施加20t的满载载荷和35t的过载载荷，对自卸车满载和过载时这两种车箱的强度和刚度进行分析研究。在此基础上对两种车箱进行了有限元模态分析，得到了这两种车箱前八阶自由模态振型和固有频率，对车箱的动态性能作出评价。同时通过对比自卸车在满载和过载时的准静态侧翻阈值，说明了自卸车过载后对行驶安全造成很大危害。　　其次，使用尺寸优化方法对矩形车箱进行轻量化设计，以各部件钢板厚度为设计变量，车箱质量最小为优化目标，通过设置优化约束条件，在保证矩形车箱强度和刚度的前提下，设计了TY-2型矩形车箱，此车箱的质量比原矩形车箱有16.5％的降幅，获得了良好的轻量化效果。　　最后，针对U型车箱在结构上存在的缺陷，使用OptiStruct的形貌优化方法对其进行重新设计。通过对车箱截面形状优化后选择出更理想的U型车箱截面，并以此建立优化模型进行形貌优化。在完成对优化结果的调整后，得到了重新设计的TY-2型U型车箱。新设计的TY-2型U型车箱的强度和刚度相比原U型车箱有明显改善。
作者：	李直
专业：	车辆工程
导师：	王铁;申晋宪
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文