某型工程车下刮板铰链焊接件三维cad建模及力学特性分析
摘 要下刮板铰链焊接件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。首先运用Solidworks对下刮板铰链焊接件进行三维详细CAD建模，根据二维CAD图纸进行几何建模并进行虚拟装配；针对工程车下刮板铰链焊接件，通过专用接口或中间格式文件，将模型传入有限元分析软件ANSYS中，建立其动力学模型，并进行各种工况模拟的静动态特性分析。
目 录
第一章 绪论 1
1.1垃圾车的使用现状 1
1.2国内外研究现状 2
1.3本课题研究的内容和方法 3
1.4本课题研究的目的和意义 3
第二章 基础理论及软件介绍 4
2.1 CAD软件介绍 4
2.2 Solidworks 介绍 4
2.3三维建模 5
2.4 ANSYS软件介绍 6
2.5 ANSYS 软件主要功能 6
2.6 ANSYS 软件主要特点 7
第三章 三维建模及虚拟装配 8
3.1下刮板铰链三维建模 8
3.2 各零部件三维建模 9
3.3 铰链焊接件装配分解图 12
第四章 单件有限元建模及分析 13
4.1定义材料属性 13
4.2划分网络 14
4.3后处理 16
4.4刮板模态分析 18
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1垃圾车的使用现状
自从国民经济日益提高，人们生活中产生的垃圾越来越多，导致生活空间越来越小。因而当务之急是如何处理生活中的垃圾，所以垃圾车的出现就理所当然，并且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%。早在20世纪80年代中期，我国即在引
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进国外技术基础上开发出后装压缩式垃圾车。由于这种车型较其他运输车辆具有垃圾压缩比高、装载量大、密闭运输、消除了垃圾运输过程中的二次扬尘污染等优势，所以取得了快速的发展，成为现代城市垃圾收集、搬运的重要的专业化运输与作业车辆。目前国内已有许多生产垃圾压缩车的厂家，它们的压缩式垃圾车产品，主要通过引进韩国、美国和日本的技术，并对其进行消化吸收，从而形成其自主开发的能力；有的企业时靠模仿和适度创新起家，最后也形成了自己的开发能力，但是液压系统的一些关键部件等仍需进口。各厂家产品的型式与结构特点有所不同。经过这些年的发展，压缩式垃圾车产品的类型、功能已基本能满足一般的作业需求，技术已经相对成熟。主要表现在：优化的车厢填充角度设计，可使垃圾最大压实密度提高；液压、电气控制系统同时具备全自动、半自动、电手动、纯手动功能；针对城市生活垃圾采用的专门技术可大幅降低装载、压缩时的油耗、减少运行成本；密封设计技术可杜绝二次污染。
? 压缩式垃圾车已成为越来越普遍的垃圾收集车辆。通常存放垃圾的容器卫塑料桶和原铁桶。塑料桶的容量主要有120L、240L和660L等。其对挂齿高度要求的范围约为810~950毫米。而容量为1100L的超大塑料垃圾桶一般需要带钩长臂进行钩取。圆铁桶的容量约为250升，其对挂钩高度要求的范围是520～620毫米。
? 倾倒装置的工作动力来源于液压系统。在液压油缸的驱动过程中，倾倒装置将垃圾桶提升到一定的高度后，垃圾桶开始实现翻转动作，与此同时，倾倒装置的压板部分将垃圾桶有效压紧，以防止垃圾桶脱落，当翻转到一定角度时，垃圾桶便倾倒到垃圾箱后部的料斗中，再将垃圾桶反向送回地面。
??我国的研究人员也对压缩式垃圾车进行了分析，如：90年代中期，同济大学的盛金良等对后装压缩式垃圾车的压缩机构的各种形式进行了分析，并对它们的结构复杂性、装载性能和压缩性能进行了比较，同时根据实际情况对其进行了综合评价。从他的分析中可以对垃圾车压缩机构的不同形式的特点有一个总体的认识。 重庆工业管理学院的曹建华对垃圾车车厢和主要部件结构进行了分析，对不同的车厢结构，推出板外形进行了比较。
??就目前国内垃圾车的发展趋向：外形美观、舒适、环保、轻量化 。其产品性能还不能完全满足市场的需求，尤其是功能强大的垃圾车还很紧缺，湖北程力垃圾车有望成为市场的亮点。由于垃圾车的生产成本较高，生产企业一般采用订单制进行生产，因此，库存很少。但是从潜在需求来看，目前国内市场的供需缺口很大，这主要是因为目前大多数国内省市目前的保有率极低，与发达地区相距深远，随着这些城市化进程的推进，其对垃圾车的潜在需求十分巨大，尤其是压缩垃圾车大面积替代传统的自卸式垃圾车。???
但是我们与国外先进产品相比，我国压缩式垃圾车的性能和功能还存在一定差距，低端产品特征明显，整车性能较差，大部分国产压缩式垃圾车是以模仿进口车功能为基础来研制生产的，缺乏具有自主知识产权和概念创新的产品。在液压装置、机械作业装置、测量计 量装置、自动控制装置、安全防护装置的技术水平上与国外先进产品还存在着定的差距。
1.2国内外研究现状
现今，后装压缩式垃圾车在德国、美国、日本、英国、法国等国家已得到了推广。德国是最早开始垃圾焚烧技术成型最早的国家，紧接着日本、美国、英国、法国等发达国家也紧随其后大力开展了垃圾焚烧技术方面的研究，并开始推广应用。国外比较成熟的垃圾车生产厂家主要有：戴姆勒一克莱斯勒公司(DaMilre—Chryllsler),^IANGG 公司、许凌( Schoursli ng)公司、依维柯(ITRVECO)公司、法恩西(Faen xil)公司、海勒(Haf alg l er)公司、SCBGAN IA公司、Tteboberg公司等。
我国比较成熟的垃圾车生产厂家有：中国第一汽车集团四川专用汽车厂等30多家。我国从1986年往后，在引进发达国家技术的条件下设计研发的的后装压缩式垃圾车市场有所拓展，但国产技术仍然比较落后，其技术发展、研究还处于落后地位，亟待开发和完善。
目前我国后装压缩式垃圾车主要靠引进了国外先进的技术才得以生产的，关键部位的零件从国外进口。所以，在探讨、研习发达国家先进技术的同时，尽快研发、制造出我国专有的后装压缩式垃圾车，对改建现代化都市、保护生态环境、鼓励和发展国产特种汽车事业有着深刻意义：首先，掌握一批先进的科学试验方法，保证后装压缩式垃圾车整体机构设计的顺利进行。其次，提出一些实际可行的相关结论，推动我国高技术含量的后装压缩式垃圾车的发展。然后，产生良好的共赢效益，加快我国的环保事业的发展。
1.3本课题研究的内容和方法
本课题研究的内容是下刮板铰链焊接件，下刮板铰链焊接件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。压缩式垃圾车工作过程中对垃圾有较大的压缩比，因此，要考虑满载和半载等工况下，车厢后框架所受到的载荷差异，因为后框架板厚通常比较薄，结构上容易被破坏，所以要对其进行结构力学分析，从而解决问题
目 录
第一章 绪论 1
1.1垃圾车的使用现状 1
1.2国内外研究现状 2
1.3本课题研究的内容和方法 3
1.4本课题研究的目的和意义 3
第二章 基础理论及软件介绍 4
2.1 CAD软件介绍 4
2.2 Solidworks 介绍 4
2.3三维建模 5
2.4 ANSYS软件介绍 6
2.5 ANSYS 软件主要功能 6
2.6 ANSYS 软件主要特点 7
第三章 三维建模及虚拟装配 8
3.1下刮板铰链三维建模 8
3.2 各零部件三维建模 9
3.3 铰链焊接件装配分解图 12
第四章 单件有限元建模及分析 13
4.1定义材料属性 13
4.2划分网络 14
4.3后处理 16
4.4刮板模态分析 18
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1垃圾车的使用现状
自从国民经济日益提高，人们生活中产生的垃圾越来越多，导致生活空间越来越小。因而当务之急是如何处理生活中的垃圾，所以垃圾车的出现就理所当然，并且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%。早在20世纪80年代中期，我国即在引
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
进国外技术基础上开发出后装压缩式垃圾车。由于这种车型较其他运输车辆具有垃圾压缩比高、装载量大、密闭运输、消除了垃圾运输过程中的二次扬尘污染等优势，所以取得了快速的发展，成为现代城市垃圾收集、搬运的重要的专业化运输与作业车辆。目前国内已有许多生产垃圾压缩车的厂家，它们的压缩式垃圾车产品，主要通过引进韩国、美国和日本的技术，并对其进行消化吸收，从而形成其自主开发的能力；有的企业时靠模仿和适度创新起家，最后也形成了自己的开发能力，但是液压系统的一些关键部件等仍需进口。各厂家产品的型式与结构特点有所不同。经过这些年的发展，压缩式垃圾车产品的类型、功能已基本能满足一般的作业需求，技术已经相对成熟。主要表现在：优化的车厢填充角度设计，可使垃圾最大压实密度提高；液压、电气控制系统同时具备全自动、半自动、电手动、纯手动功能；针对城市生活垃圾采用的专门技术可大幅降低装载、压缩时的油耗、减少运行成本；密封设计技术可杜绝二次污染。
? 压缩式垃圾车已成为越来越普遍的垃圾收集车辆。通常存放垃圾的容器卫塑料桶和原铁桶。塑料桶的容量主要有120L、240L和660L等。其对挂齿高度要求的范围约为810~950毫米。而容量为1100L的超大塑料垃圾桶一般需要带钩长臂进行钩取。圆铁桶的容量约为250升，其对挂钩高度要求的范围是520～620毫米。
? 倾倒装置的工作动力来源于液压系统。在液压油缸的驱动过程中，倾倒装置将垃圾桶提升到一定的高度后，垃圾桶开始实现翻转动作，与此同时，倾倒装置的压板部分将垃圾桶有效压紧，以防止垃圾桶脱落，当翻转到一定角度时，垃圾桶便倾倒到垃圾箱后部的料斗中，再将垃圾桶反向送回地面。
??我国的研究人员也对压缩式垃圾车进行了分析，如：90年代中期，同济大学的盛金良等对后装压缩式垃圾车的压缩机构的各种形式进行了分析，并对它们的结构复杂性、装载性能和压缩性能进行了比较，同时根据实际情况对其进行了综合评价。从他的分析中可以对垃圾车压缩机构的不同形式的特点有一个总体的认识。 重庆工业管理学院的曹建华对垃圾车车厢和主要部件结构进行了分析，对不同的车厢结构，推出板外形进行了比较。
??就目前国内垃圾车的发展趋向：外形美观、舒适、环保、轻量化 。其产品性能还不能完全满足市场的需求，尤其是功能强大的垃圾车还很紧缺，湖北程力垃圾车有望成为市场的亮点。由于垃圾车的生产成本较高，生产企业一般采用订单制进行生产，因此，库存很少。但是从潜在需求来看，目前国内市场的供需缺口很大，这主要是因为目前大多数国内省市目前的保有率极低，与发达地区相距深远，随着这些城市化进程的推进，其对垃圾车的潜在需求十分巨大，尤其是压缩垃圾车大面积替代传统的自卸式垃圾车。???
但是我们与国外先进产品相比，我国压缩式垃圾车的性能和功能还存在一定差距，低端产品特征明显，整车性能较差，大部分国产压缩式垃圾车是以模仿进口车功能为基础来研制生产的，缺乏具有自主知识产权和概念创新的产品。在液压装置、机械作业装置、测量计 量装置、自动控制装置、安全防护装置的技术水平上与国外先进产品还存在着定的差距。
1.2国内外研究现状
现今，后装压缩式垃圾车在德国、美国、日本、英国、法国等国家已得到了推广。德国是最早开始垃圾焚烧技术成型最早的国家，紧接着日本、美国、英国、法国等发达国家也紧随其后大力开展了垃圾焚烧技术方面的研究，并开始推广应用。国外比较成熟的垃圾车生产厂家主要有：戴姆勒一克莱斯勒公司(DaMilre—Chryllsler),^IANGG 公司、许凌( Schoursli ng)公司、依维柯(ITRVECO)公司、法恩西(Faen xil)公司、海勒(Haf alg l er)公司、SCBGAN IA公司、Tteboberg公司等。
我国比较成熟的垃圾车生产厂家有：中国第一汽车集团四川专用汽车厂等30多家。我国从1986年往后，在引进发达国家技术的条件下设计研发的的后装压缩式垃圾车市场有所拓展，但国产技术仍然比较落后，其技术发展、研究还处于落后地位，亟待开发和完善。
目前我国后装压缩式垃圾车主要靠引进了国外先进的技术才得以生产的，关键部位的零件从国外进口。所以，在探讨、研习发达国家先进技术的同时，尽快研发、制造出我国专有的后装压缩式垃圾车，对改建现代化都市、保护生态环境、鼓励和发展国产特种汽车事业有着深刻意义：首先，掌握一批先进的科学试验方法，保证后装压缩式垃圾车整体机构设计的顺利进行。其次，提出一些实际可行的相关结论，推动我国高技术含量的后装压缩式垃圾车的发展。然后，产生良好的共赢效益，加快我国的环保事业的发展。
1.3本课题研究的内容和方法
本课题研究的内容是下刮板铰链焊接件，下刮板铰链焊接件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。压缩式垃圾车工作过程中对垃圾有较大的压缩比，因此，要考虑满载和半载等工况下，车厢后框架所受到的载荷差异，因为后框架板厚通常比较薄，结构上容易被破坏，所以要对其进行结构力学分析，从而解决问题
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