原文传递
一种新型半挂液罐车的轻量化设计与性能优化
| 论文题名： | 一种新型半挂液罐车的轻量化设计与性能优化 |
| 关键词： | 液罐车制造;轻量化设计;有限元分析;性能优化 |
| 摘要： | 液罐车，是用来运输液态产品的专用罐式车辆。随着社会经济的不断发展，人们需求不断增大，汽车业、化工业、乳制品业、食用油产业、饮料业等产业产品的大量需求极大推动了液罐车制造业的快速发展。同时，液罐车也在运输过程中充分体现了其效率高、成本低、装卸货物迅速、劳动消耗少、货物损失少等优势，而且极大程度的保持了货物的质量和使用价值。 然而当下，我国液罐车制造业仍然处于上世纪七八十年代的生产水平。生产上以小型改装厂居多，技术投入薄弱，生产上依据早期经验，理论依据相对空白。所生产的罐式车在选材、结构和性能上都存在很多不足。选材上，罐体材料延用普通碳素结构钢，虽然满足结构强度和刚度要求，但是存在自重大、额定载质量小的缺点，已不能满足运输要求;结构上，结构强度在局部地方分布不合理，存在过强或过弱现象;性能上，承载性能和使用性能延用早期技术，实现功能过于单一，已无法满足用户需求。本文从轻量化液罐车研究出发，利用有限元分析技术和传统力学方法相结合，对液罐车在材料选择、结构优化和车辆性能三个方面进行了研究分析，完成了以下几个方面的工作: (1)轻量化半挂液罐车的设计:通过对Q235A、Q345B和440L三种材料的主要化学成分含量和各项力学性能的对比，分析了使用冷轧大梁钢440L取代Q235A、Q345B等原材料制作液罐车罐体的可行性。具体在罐体材质的焊接性能、机械加工性能、罐体的组合截面模量、罐体设计计算标准和使用效果等方面进行了可行性分析。 (2)罐体部分有限元仿真分析:利用有限元分析软件ANSYS12.0，对新型液罐车罐体结构及梁结构进行仿真分析，通过模型建立、网格划分及施加载荷，分析整车罐体部分局部构件在各自极限工况下的载荷分布及高应力区的分布情况。通过分析结果，对其罐体重要部分及局部结构进行改进及优化，从而完善车辆的整体力学性能。 (3)罐体部分的模态分析:对罐体在空载和充液两种情况下进行模态分析，计算出其振型向量和固有频率，为整体响应分析、抗震分析、优化结构设计和求解结构瞬态动力等方面提供了理论依据。 (4)性能优化:对液罐车在运输过程中的使用性能进行优化，具体包括装卸油管路系统、电气制动系统、辅件局部结构优化等方面，从而满足客户和市场需求。 |
| 作者： | 陈风超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 岳明君;冯显英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
