某型工程车下刮板力学特性仿真
摘 要下刮板作为填料过程中的核心部件，在垃圾车压缩装置中起着不可替代的作用。下刮板的静动态特性垃圾车压缩装置的工作效率工作性能有着重要影响。本文根据下刮板的结构特点在三维建模软件SolidWorks中建立了三维模型，并利用有限元仿真软件ANSYS对联接板进行了静力分析和模态分析。通过仿真分析，找出了下刮板结构的薄弱位置，为其结构优化提供理论依据。本文详细阐述了利用ANSYS对联接板进行结构分析的具体步骤和所得结果，对工程实践具有重要的实用价值。
目 录
第一章 绪论1
1.1垃圾车的使用现状1
1.2论文的目的和意义1
1.3本文的主要内容和方法1
第二章 基础理论软件介绍2
2.1CAD的含义2
2.2CAD的发展历程2
2.3CAD的基本功能3
2.4关于SolidWorks3
2.4.1软件特点3
2.4.2用户界面4
2.4.3装配设计4
2.4.4工程图5
2.4.5主要模块5
2.5CAE的含义5
2.6CAE的发展历程5
2.7CAE的基本结构与功能6
2.8关于ANSYS6
2.8.1软件特点7
2.8.2分析类型7
2.8.3前处理8
2.8.4后处理8
第三章 三维建模及虚拟装配9
3.1下刮板三维建模9
3.1.1建立横梁件焊接件9
3.1.2建立加强件焊接件10
3.1.3建立前板10
3.1.4建立下刮板主体11
3.1.5建立钢板13
3.1.6建立铰链焊接件13
3.1.7建立下刮板装配图16
第四章 装配体有限元建模分析及计算18
4.1工况分析18
4.1.1定义材料19
4.1.2划分网络21
4.1.3设置约束22
4.2工况1受力分析23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.2.1设置载荷23
4.2.2求解25
4.2.3后处理25
4.3工况2受力分析27
4.4工况3受力分析30
4.5总结33
4.6刮板模态分析33
结束语42
致谢43
参考文献44
第一章 绪论
1.1垃圾车的使用现状
随着国民经济的发展和人民生活的提高，垃圾数量日益增加、生活垃圾的容重减小、喂入装填器方便。因此，具有压缩和破碎功能的后装压缩式垃圾车日益受到环保部门的普遍欢迎。随着城市环卫水平的不断提高，后装压缩式垃圾车的需求量逐年上升，经过预测最终可达到整个垃圾车辆市场的75%90%。
垃圾处理工作是城市建设管理的重要内容，与人民生活密切相关，垃圾的处理包括垃圾的收集、运输与最终处理（见下图），其中垃圾收运是城市生活垃圾综合处理系统的首要环节，也是系统的一个子物流系统，分别由收集、运输和中转三部分组成，其有两种模式：直接收运和设立垃圾压缩中转站。随着垃圾组成的不断变化，为更有效地提高垃圾运载效率，降低垃圾转运频率，改善交通拥挤状况，节省垃圾运输费用，无论选用何种类型的垃圾收运模式，均应设置垃圾压缩装置，即将收集的垃圾经过压缩减容后再运到处理厂。
1.2论文的目的和意义
本课题来源于合江苏省科技攻关项目，以工程车下刮板为具体结合对象，要求学生掌握机械结构动态设计的能力。
本文研究的是某型工程车下刮板，下刮板是垃圾车上的重要部件，在填料过程中，其为核心工作部件。在液压油缸驱动下，具体完成垃圾采挖填装的作用。在工作过程中，受到复杂交变载荷的作用，也是结构上容易被破坏的部件。因此，有必要对垃圾车下刮板的工作原理、工作过程、可靠性进行深入全面的研究。
本文研究的目的是揭示垃圾车下刮板的特性及其参数对垃圾车压缩装置和整车的性能影响；通过软件三维建模、有限元分析仿真，得到符合实际的、实用的结论、这将有助于减少设计与实验工作的盲目性、重复性，并大大降低设计与试验费用。
1.3本文的主要内容与方法
本文的主要内容是使用CAD软件对垃圾车下刮板各个零部件进行三维建模并装配，然后导入CAE软件中进行单件和装配体的有限元建模及计算分析。
方法为使用Solidworks软件对下刮板各个零部件进行三维建模并进行虚拟装配，然后用ANSYS软件进行单件和装配体的有限元建模及计算分析。
基础理论软件介绍
2.1CAD的含义
CAD即为计算机辅助设计(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
在设计中呢通常要用计算机对不同时候方案进行大量的计算、分析和比较，以决定到最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机啊内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。
2.2CAD的发展历程
CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生于二十世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。二十世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
二十世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
2.3CAD的基本功能
平面绘图：能以多种方式创建直线、圆、椭圆、圆环多边形(正多边形）、样条曲线等基本图形对象。
绘图辅助工具：提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。
目 录
第一章 绪论1
1.1垃圾车的使用现状1
1.2论文的目的和意义1
1.3本文的主要内容和方法1
第二章 基础理论软件介绍2
2.1CAD的含义2
2.2CAD的发展历程2
2.3CAD的基本功能3
2.4关于SolidWorks3
2.4.1软件特点3
2.4.2用户界面4
2.4.3装配设计4
2.4.4工程图5
2.4.5主要模块5
2.5CAE的含义5
2.6CAE的发展历程5
2.7CAE的基本结构与功能6
2.8关于ANSYS6
2.8.1软件特点7
2.8.2分析类型7
2.8.3前处理8
2.8.4后处理8
第三章 三维建模及虚拟装配9
3.1下刮板三维建模9
3.1.1建立横梁件焊接件9
3.1.2建立加强件焊接件10
3.1.3建立前板10
3.1.4建立下刮板主体11
3.1.5建立钢板13
3.1.6建立铰链焊接件13
3.1.7建立下刮板装配图16
第四章 装配体有限元建模分析及计算18
4.1工况分析18
4.1.1定义材料19
4.1.2划分网络21
4.1.3设置约束22
4.2工况1受力分析23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.2.1设置载荷23
4.2.2求解25
4.2.3后处理25
4.3工况2受力分析27
4.4工况3受力分析30
4.5总结33
4.6刮板模态分析33
结束语42
致谢43
参考文献44
第一章 绪论
1.1垃圾车的使用现状
随着国民经济的发展和人民生活的提高，垃圾数量日益增加、生活垃圾的容重减小、喂入装填器方便。因此，具有压缩和破碎功能的后装压缩式垃圾车日益受到环保部门的普遍欢迎。随着城市环卫水平的不断提高，后装压缩式垃圾车的需求量逐年上升，经过预测最终可达到整个垃圾车辆市场的75%90%。
垃圾处理工作是城市建设管理的重要内容，与人民生活密切相关，垃圾的处理包括垃圾的收集、运输与最终处理（见下图），其中垃圾收运是城市生活垃圾综合处理系统的首要环节，也是系统的一个子物流系统，分别由收集、运输和中转三部分组成，其有两种模式：直接收运和设立垃圾压缩中转站。随着垃圾组成的不断变化，为更有效地提高垃圾运载效率，降低垃圾转运频率，改善交通拥挤状况，节省垃圾运输费用，无论选用何种类型的垃圾收运模式，均应设置垃圾压缩装置，即将收集的垃圾经过压缩减容后再运到处理厂。
1.2论文的目的和意义
本课题来源于合江苏省科技攻关项目，以工程车下刮板为具体结合对象，要求学生掌握机械结构动态设计的能力。
本文研究的是某型工程车下刮板，下刮板是垃圾车上的重要部件，在填料过程中，其为核心工作部件。在液压油缸驱动下，具体完成垃圾采挖填装的作用。在工作过程中，受到复杂交变载荷的作用，也是结构上容易被破坏的部件。因此，有必要对垃圾车下刮板的工作原理、工作过程、可靠性进行深入全面的研究。
本文研究的目的是揭示垃圾车下刮板的特性及其参数对垃圾车压缩装置和整车的性能影响；通过软件三维建模、有限元分析仿真，得到符合实际的、实用的结论、这将有助于减少设计与实验工作的盲目性、重复性，并大大降低设计与试验费用。
1.3本文的主要内容与方法
本文的主要内容是使用CAD软件对垃圾车下刮板各个零部件进行三维建模并装配，然后导入CAE软件中进行单件和装配体的有限元建模及计算分析。
方法为使用Solidworks软件对下刮板各个零部件进行三维建模并进行虚拟装配，然后用ANSYS软件进行单件和装配体的有限元建模及计算分析。
基础理论软件介绍
2.1CAD的含义
CAD即为计算机辅助设计(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
在设计中呢通常要用计算机对不同时候方案进行大量的计算、分析和比较，以决定到最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机啊内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。
2.2CAD的发展历程
CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生于二十世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。二十世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
二十世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
2.3CAD的基本功能
平面绘图：能以多种方式创建直线、圆、椭圆、圆环多边形(正多边形）、样条曲线等基本图形对象。
绘图辅助工具：提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。
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