后装式垃圾车车厢底板焊合件三维建模及结构仿真(附件)【字数：12089】
摘 要本次设计的课程是后装式垃圾车车厢设计，汽车车头与车厢的结合处的是垃圾车的重要承重构件。车厢是后装式垃圾车最重要的部分之一，主要用于垃圾的装载、运输。在运输过程中，不得有飘、洒、漏现象，避免因此带来的污染和破坏。为了达到压缩式垃圾车这一目的，在垃圾处理工作中必须使车厢具有更高的压缩比。因此，在充分和半具体条件下，根据设计要求确定车厢底板焊接方法的主要结构和研究的主体，运输负荷差异较大，而为了满足身体受压条件下，汽车底板通常比较薄，而且结构容易损坏，因此有必要进行详细的结构设计，通过结构动力学分析，来保证其正确性。综上一段所诉，后装式垃圾车的车厢设计是必不可少的，首先，工欲善其事，必先利其器。我们得先了解后装式垃圾车。它由汽车底盘、填料器、上装厢体和排出板机构等组成。其发展方向是提升垃圾的装载量；改善车辆的密封性；垃圾的分类处理。垃圾的分类越细对于环境的保护效果就越好。因此，在满载和半载等具体工况下，根据设计要求确定厢体的主要结构和本文主要研究的车厢底板焊合件，厢体所受载荷差异也很大，而厢体为了满足可压缩装载的条件，也是结构上容易被破坏的部件，需通过结构动力学分析对其进行详细结构设计。本次设计以车厢底板焊合件为具体结合对象，利用UG软件进行绘图，然后通过ANSYS有限元软件进行静态模量分析，来进行具体的车厢底板焊合件的重要设计结构和材料的选取。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2国内外研究背景 1
1.3研究意义 2
1.4主要研究内容 3
第二章 基础理论及软件介绍 4
2.1基础研究方法 4
2.2UG软件基本介绍 4
2.2.1UG软件功能 4
2.2.2UG的优点 5
2.2.3UG的发展 5
2.3ANSYS软件基本介绍 6
2.3.1ANSYS的功能简介 6
2.3.2从ANSYS看到有限元分析的含义和意义 6
第三章 分总成三维建模及虚拟装配 8
3.1零件的三维建模 8
3.2零件的虚拟装配 13
第四章 有限元建模及动力学分析 18
4.1有限 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
元分析概述 19
4.2选用体单元进行模态分析 19
4.3选用板单元进行模态分析 26
4.4选用体单元进行静态分析 32
第五章 结论 36
致 谢 37
参考文献 38
第一章 绪论
1.1选题背景
随着21世纪的到来，国民经济的显著提升，人民生活水平的不断增加，但在这繁华的背后，垃圾数量日益增加，给人们带来很多不利。现实生活中，运输垃圾也是一大难题，因其生活垃圾的容重减小，而垃圾车喂入装填器不是很灵便等等问题的出现，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。伴随城市环卫水平的不断上升，后装压缩式垃圾车的需求量每一年都在上升，经过预测最终可达到垃圾车辆整个市场的75%90%。
1.2国内外研究背景
研究后装压缩式垃圾车，就必须先研究它的车厢结构，垃圾车的车厢固定在车辆底盘上，在底板下面固定着液压油箱,它的前端与封隔器后端连接，车厢的左下角和拖板通过升降液压铰练连接，带动轴绕铰链转动。垃圾从后进料口进入封隔器，经过压缩封隔器的多次压缩，最后刮入后车厢。车厢内设有压实缸内驱动推铲。后装式压缩式垃圾车卸垃圾，第一次充填装置为举升液压缸举升小车，后部为开形，把垃圾铲丢到右边的隔间。该车可人工收集垃圾，也可利用吊装机构将垃圾倒入垃圾桶。车厢底板为了满足可压缩装载的条件，板厚通常也比较薄，也是在结构上容易被破坏的一个部件。
根据2001年盛金良, 李刚发表的《拉臂式垃圾车工作装置优化设计》中所涉及到关于拉臂式垃圾车装置的优化设计和在2003年丁继斌出版的《后装压缩式垃圾车装填机构优化设计》关于后装压缩式垃圾车填装机构的比较中，能发现臂式垃圾车的工作性能总是小于后装式压缩式垃圾车，比后方装载式压缩车更易操作。在张迎滨、张建、朱壮瑞的《轻型客车车身侧围有限元建模方法研究》中对于垃圾车的总体车身结构更加的优化和便利。对于车身焊接件有不同常人的看法，更亦有异曲同工之妙。
陈树勋为了对后装式压缩垃圾车的结构进行有限元分析与优化设计，提出压缩垃圾对垃圾车结构作用载荷的复杂函数表达,而压缩垃圾是一种力学性质很不确定的一种行为，为此学术界开始讨论此问题。研究垃圾装载、车厢面功能形状、应力测试和变参数方法，给出了重力、惯性、压缩、碰撞、压缩等物理和数学的方法，介绍了垃圾车的功能和垃圾的装载组合的种种条件，为压缩垃圾车的结构分析和优化提供必要的条件。
“客车车身结构有限元分析”的观念在《机械制造与自动化》中所被提到，本文以国产某型客车为例，在工程图的基础上，利用ANSYS软件建立整车车架结构的几何模型。利用梁单元建立了有限元模型，能用于计算强度和简化力系。在建立有限元模型的过程中，不仅考虑到边界条件的处理和简化，同时还要考虑处理改进骨架结构和作用在四种典型工况下的载荷法。结合垃圾车的实际运行中出现的如恒速、单轮不平整、车轮悬挂、应急制动和车轮转动的条件下，计算了结构的强度。然后计算总线骨架，本文研究如何利用ANSYS软件进行模态分析对车身结构进行解算，得到车身的固有频率及相关数据。
不仅国内的专家对于这一方面有所研究，国外一些研究者对于后装压缩式垃圾车车厢也有独到的见解。
《Proceedings of the United Kingdom Meeting on Human Response to Vibration》在1992年由 Bovenzi M所提出，此文章的主题是关于司机在公交车身的设计对于身体的影响，自此来调节车身结构的变化和影响，在Giorgio Diana, Federico Cheli, Andrea Collina的《Development of a Numerical Model for Railway Vehicles Comfort Assessment Through Comparison With Experimental Measurements》中所提及的论述了铁路车辆舒适性。提出了一种新的数值模型，并通过与实验测量得到第一车体弯曲振动模式在频率的临界速度。从实验数据的分析，指出了汽车零部件的灵活性，原来为了是不可避免的正确再现实际系统的动态行为。该模型考虑了车体、转向架、车轮的灵活性，通过模态叠加法、振动能计算出有限元模型，通过实验模态进行深层分析。数值实验的比较表明，实施过程的适用性的重现，表示局部变形效应的影响与悬挂在车体底板下的电动转换器，以及车速对车身动态激励的影响。在各种其他因素和机械准确性的影响下，车辆的动态响应发生改变，强调车与车之间的速度的相互作用的重要性，车身的灵活性和局部变形。这三个数据就是作用在车辆模型上，这一个数值的模型能用来模拟和预测的舒适性的铁路车辆，从设计阶段，为了修改设计参数，并获取最佳的车辆的性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2国内外研究背景 1
1.3研究意义 2
1.4主要研究内容 3
第二章 基础理论及软件介绍 4
2.1基础研究方法 4
2.2UG软件基本介绍 4
2.2.1UG软件功能 4
2.2.2UG的优点 5
2.2.3UG的发展 5
2.3ANSYS软件基本介绍 6
2.3.1ANSYS的功能简介 6
2.3.2从ANSYS看到有限元分析的含义和意义 6
第三章 分总成三维建模及虚拟装配 8
3.1零件的三维建模 8
3.2零件的虚拟装配 13
第四章 有限元建模及动力学分析 18
4.1有限 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
元分析概述 19
4.2选用体单元进行模态分析 19
4.3选用板单元进行模态分析 26
4.4选用体单元进行静态分析 32
第五章 结论 36
致 谢 37
参考文献 38
第一章 绪论
1.1选题背景
随着21世纪的到来，国民经济的显著提升，人民生活水平的不断增加，但在这繁华的背后，垃圾数量日益增加，给人们带来很多不利。现实生活中，运输垃圾也是一大难题，因其生活垃圾的容重减小，而垃圾车喂入装填器不是很灵便等等问题的出现，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。伴随城市环卫水平的不断上升，后装压缩式垃圾车的需求量每一年都在上升，经过预测最终可达到垃圾车辆整个市场的75%90%。
1.2国内外研究背景
研究后装压缩式垃圾车，就必须先研究它的车厢结构，垃圾车的车厢固定在车辆底盘上，在底板下面固定着液压油箱,它的前端与封隔器后端连接，车厢的左下角和拖板通过升降液压铰练连接，带动轴绕铰链转动。垃圾从后进料口进入封隔器，经过压缩封隔器的多次压缩，最后刮入后车厢。车厢内设有压实缸内驱动推铲。后装式压缩式垃圾车卸垃圾，第一次充填装置为举升液压缸举升小车，后部为开形，把垃圾铲丢到右边的隔间。该车可人工收集垃圾，也可利用吊装机构将垃圾倒入垃圾桶。车厢底板为了满足可压缩装载的条件，板厚通常也比较薄，也是在结构上容易被破坏的一个部件。
根据2001年盛金良, 李刚发表的《拉臂式垃圾车工作装置优化设计》中所涉及到关于拉臂式垃圾车装置的优化设计和在2003年丁继斌出版的《后装压缩式垃圾车装填机构优化设计》关于后装压缩式垃圾车填装机构的比较中，能发现臂式垃圾车的工作性能总是小于后装式压缩式垃圾车，比后方装载式压缩车更易操作。在张迎滨、张建、朱壮瑞的《轻型客车车身侧围有限元建模方法研究》中对于垃圾车的总体车身结构更加的优化和便利。对于车身焊接件有不同常人的看法，更亦有异曲同工之妙。
陈树勋为了对后装式压缩垃圾车的结构进行有限元分析与优化设计，提出压缩垃圾对垃圾车结构作用载荷的复杂函数表达,而压缩垃圾是一种力学性质很不确定的一种行为，为此学术界开始讨论此问题。研究垃圾装载、车厢面功能形状、应力测试和变参数方法，给出了重力、惯性、压缩、碰撞、压缩等物理和数学的方法，介绍了垃圾车的功能和垃圾的装载组合的种种条件，为压缩垃圾车的结构分析和优化提供必要的条件。
“客车车身结构有限元分析”的观念在《机械制造与自动化》中所被提到，本文以国产某型客车为例，在工程图的基础上，利用ANSYS软件建立整车车架结构的几何模型。利用梁单元建立了有限元模型，能用于计算强度和简化力系。在建立有限元模型的过程中，不仅考虑到边界条件的处理和简化，同时还要考虑处理改进骨架结构和作用在四种典型工况下的载荷法。结合垃圾车的实际运行中出现的如恒速、单轮不平整、车轮悬挂、应急制动和车轮转动的条件下，计算了结构的强度。然后计算总线骨架，本文研究如何利用ANSYS软件进行模态分析对车身结构进行解算，得到车身的固有频率及相关数据。
不仅国内的专家对于这一方面有所研究，国外一些研究者对于后装压缩式垃圾车车厢也有独到的见解。
《Proceedings of the United Kingdom Meeting on Human Response to Vibration》在1992年由 Bovenzi M所提出，此文章的主题是关于司机在公交车身的设计对于身体的影响，自此来调节车身结构的变化和影响，在Giorgio Diana, Federico Cheli, Andrea Collina的《Development of a Numerical Model for Railway Vehicles Comfort Assessment Through Comparison With Experimental Measurements》中所提及的论述了铁路车辆舒适性。提出了一种新的数值模型，并通过与实验测量得到第一车体弯曲振动模式在频率的临界速度。从实验数据的分析，指出了汽车零部件的灵活性，原来为了是不可避免的正确再现实际系统的动态行为。该模型考虑了车体、转向架、车轮的灵活性，通过模态叠加法、振动能计算出有限元模型，通过实验模态进行深层分析。数值实验的比较表明，实施过程的适用性的重现，表示局部变形效应的影响与悬挂在车体底板下的电动转换器，以及车速对车身动态激励的影响。在各种其他因素和机械准确性的影响下，车辆的动态响应发生改变，强调车与车之间的速度的相互作用的重要性，车身的灵活性和局部变形。这三个数据就是作用在车辆模型上，这一个数值的模型能用来模拟和预测的舒适性的铁路车辆，从设计阶段，为了修改设计参数，并获取最佳的车辆的性能。
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