后装式垃圾车排出板三维建模及结构仿真(附件)【字数：9745】
摘 要随着时代的发展，城市建设规模的不断扩大，高层大型建筑和居民住宅小区越来越多，城市生活垃圾也越来越多。为了提高垃圾车的运输性能、装载容量和装载效率，垃圾运输车逐渐向大型化发展。后装式垃圾车是集自动装填、压缩、密封运输和自卸为一体的垃圾运输车，自动化程度很高，减少了人力操作，不仅提高了垃圾的运载能力，还降低了垃圾运输成本，避免了我们的城市二次污染，是运输城市生活垃圾的神器，并且克服了摆臂式、侧装式等垃圾车可压缩性能差、容积小和容易产生撒、洒、飘、漏等二次污染的缺点,是垃圾车未来的发展方向。在过去产品设计主要是采取测量或常年经验的方法,在一定程度上限制了产品整体设计水平的提高。我们通过结构优化设计,从本质上改善后装式垃圾车装填机构的性能,提高产品的品质。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 本课题研究的主要内容 1
1.3 使用现状及发展趋势 2
1.3.1 使用现状 2
1.3.2 发展趋势 2
第二章 基础理论及软件介绍 3
2.1 有限元发展历程和趋势 3
2.2 有限元基本思想及含义 3
2.2.1 有限元一般过程 3
2.2.2 建立有限元模型的过程 3
2.3 CAD软件简介 4
2.3.1 CAD的发展概述 4
2.3.2 CAD的主要特点 5
2.4 UG软件简介 6
2.4.1 UG的发展概述 6
2.4.2 UG的主要特点 6
2.5 ANSYS软件介绍 7
2.5.1 ANSYS的发展概述 7
2.5.2 ANSYS的主要特点 7
第三章 分总成三维建模及虚拟装配 8
3.1底部骨架组合三维CAD建模 8
3.2骨架导轨组合三维CAD建模 9
3.3构架焊合件三维CAD建模 9
3.4塞板三维CAD建模 10
3.5加强板三维CAD建模 11
3.6排出板前板三维CAD建模 11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.7排出板组合三维CAD建模 12
第四章 有限元建模及动力学分析 14
4.1底板用体单元建模并进行模态分析 14
4.2底板用板单元建模并进行模态分析 17
4.3底板静力分析 21
4.4底板体单元和板单元模态分析结果对比 23
第五章 结论 24
5.1对后装式垃圾车性能总结 24
5.1.1优点 24
5.1.2缺点 24
5.2后装式垃圾车仿真结果分析 24
5.3后装式垃圾车未来的发展 24
致谢 26
参考文献 27
附录 28
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着时代的进步，城市建设规模的不断扩大，高层大型建筑和居民住宅小区越来越多，城市生活垃圾也越来越多。为了提高垃圾车的运输性能、装载容量和装载效率，垃圾运输车逐渐向大型化发展[1]。后装式垃圾车是集自动装填、压缩、密封运输和自卸为一体的垃圾运输车，自动化程度很高，减少了人力操作，不仅提高了垃圾的运载能力，还降低了垃圾运输成本，避免了我们的城市二次污染，是运输城市生活垃圾的神器，并且克服了摆臂式、侧装式等垃圾车可压缩性能差、容积小和容易产生撒、洒、飘、漏等二次污染的缺点,是垃圾车未来的发展方向[2]。在过去产品设计主要是采取测量或常年经验的方法,在一定程度上限制了产品整体设计水平的提高。我们通过结构优化设计,从本质上改善后装式垃圾车装填机构的性能,提高产品的品质。
1.2 本课题研究的主要内容
本课题研究的对象是后装式垃圾车排出板的设计，从垃圾的开始装填到最后排出的整个过程中，排出板都受到不同方向和不同大小的压力作用，因此我们要对其刚度进行提高。如果排出板有较大程度的变形，就会导致垃圾排出不彻底，排出板和垃圾车箱体发生摩擦，不仅会导致箱体变形，而且会产生较大噪声，严重时会导致构建失灵，机器从而无法工作。我们通过对排出板的动态性能进行分析，可以得到后装式垃圾车排出板的动态性能，从而在此基础上进行灵敏度分析，对其结构尺寸进行优化设计取得最佳方案[3]。在新型车的设计中，运用计算机分析软件辅助设计能够较好的模拟垃圾车静、动态表现，从而提供优化的依据。在今后对车体的系列强度计算应该以满足能够抵抗一定的抗破坏和变形为前提条件，对车身整体规范化研制，以达到车身减轻质量这一目标，对整车布置形式的优化具有深远影响。此外，为了使生产商的车体开发周期缩短，在产品使用性和科学性上产生一个质的飞跃，就需要通过对设计好的车身进行结构强度、刚度分析，并通过计算机辅助计算出各个位置的受力情况，从而为改进工作提供数据支持，为以后的车型的更新换代提供了科学的方法和经验。研究下面是本课题的主要研究步骤：
（1）以后装式垃圾车排出板为例，研究正确且准确的构建供ANSYS分析使用的三维模型的方法，包括排出板几何模型的建立并根据几何模型作适当简化使其成为有限元模型，排出板各种情况的受力分析，正确的选择单元与划分高质量的网格，边界及载荷的施加方法；
（2）采用有限元软件ANSYS，结合排出板运行过程中可能出现的多种常见的受力情况，研究对应的受力情况和位移限制的施加方法，并且用两种不同的方法对同一部件用体单元和板单元建模并进行模态分析[4]；
（3）结合ANSYS软件的计算结果对客车结构进行改进，并通过施加载荷对更改的模型再次进行仿真软件的计算，验证改进措施的正确性和有效性，最后将最终模型使用二维软件CAD标注工程图。
1.3 使用现状及发展趋势
1.3.1 使用现状
自20世纪80年代以来，国内外垃圾车制造厂为了适应市场变化，许多各大型垃圾车车生产企业研制省时、省力并且能防止二次污染的、高效率的垃圾运输车[5]。在各种类型的垃圾车中，因为后装式垃圾车的众多优点，在垃圾车中脱颖而出，在国内外市场中得到了广泛的应用，德国、美国、英国、日本等发达国家在收集运输垃圾时基本上都采用此车型。
1.3.2 发展趋势
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 本课题研究的主要内容 1
1.3 使用现状及发展趋势 2
1.3.1 使用现状 2
1.3.2 发展趋势 2
第二章 基础理论及软件介绍 3
2.1 有限元发展历程和趋势 3
2.2 有限元基本思想及含义 3
2.2.1 有限元一般过程 3
2.2.2 建立有限元模型的过程 3
2.3 CAD软件简介 4
2.3.1 CAD的发展概述 4
2.3.2 CAD的主要特点 5
2.4 UG软件简介 6
2.4.1 UG的发展概述 6
2.4.2 UG的主要特点 6
2.5 ANSYS软件介绍 7
2.5.1 ANSYS的发展概述 7
2.5.2 ANSYS的主要特点 7
第三章 分总成三维建模及虚拟装配 8
3.1底部骨架组合三维CAD建模 8
3.2骨架导轨组合三维CAD建模 9
3.3构架焊合件三维CAD建模 9
3.4塞板三维CAD建模 10
3.5加强板三维CAD建模 11
3.6排出板前板三维CAD建模 11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.7排出板组合三维CAD建模 12
第四章 有限元建模及动力学分析 14
4.1底板用体单元建模并进行模态分析 14
4.2底板用板单元建模并进行模态分析 17
4.3底板静力分析 21
4.4底板体单元和板单元模态分析结果对比 23
第五章 结论 24
5.1对后装式垃圾车性能总结 24
5.1.1优点 24
5.1.2缺点 24
5.2后装式垃圾车仿真结果分析 24
5.3后装式垃圾车未来的发展 24
致谢 26
参考文献 27
附录 28
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着时代的进步，城市建设规模的不断扩大，高层大型建筑和居民住宅小区越来越多，城市生活垃圾也越来越多。为了提高垃圾车的运输性能、装载容量和装载效率，垃圾运输车逐渐向大型化发展[1]。后装式垃圾车是集自动装填、压缩、密封运输和自卸为一体的垃圾运输车，自动化程度很高，减少了人力操作，不仅提高了垃圾的运载能力，还降低了垃圾运输成本，避免了我们的城市二次污染，是运输城市生活垃圾的神器，并且克服了摆臂式、侧装式等垃圾车可压缩性能差、容积小和容易产生撒、洒、飘、漏等二次污染的缺点,是垃圾车未来的发展方向[2]。在过去产品设计主要是采取测量或常年经验的方法,在一定程度上限制了产品整体设计水平的提高。我们通过结构优化设计,从本质上改善后装式垃圾车装填机构的性能,提高产品的品质。
1.2 本课题研究的主要内容
本课题研究的对象是后装式垃圾车排出板的设计，从垃圾的开始装填到最后排出的整个过程中，排出板都受到不同方向和不同大小的压力作用，因此我们要对其刚度进行提高。如果排出板有较大程度的变形，就会导致垃圾排出不彻底，排出板和垃圾车箱体发生摩擦，不仅会导致箱体变形，而且会产生较大噪声，严重时会导致构建失灵，机器从而无法工作。我们通过对排出板的动态性能进行分析，可以得到后装式垃圾车排出板的动态性能，从而在此基础上进行灵敏度分析，对其结构尺寸进行优化设计取得最佳方案[3]。在新型车的设计中，运用计算机分析软件辅助设计能够较好的模拟垃圾车静、动态表现，从而提供优化的依据。在今后对车体的系列强度计算应该以满足能够抵抗一定的抗破坏和变形为前提条件，对车身整体规范化研制，以达到车身减轻质量这一目标，对整车布置形式的优化具有深远影响。此外，为了使生产商的车体开发周期缩短，在产品使用性和科学性上产生一个质的飞跃，就需要通过对设计好的车身进行结构强度、刚度分析，并通过计算机辅助计算出各个位置的受力情况，从而为改进工作提供数据支持，为以后的车型的更新换代提供了科学的方法和经验。研究下面是本课题的主要研究步骤：
（1）以后装式垃圾车排出板为例，研究正确且准确的构建供ANSYS分析使用的三维模型的方法，包括排出板几何模型的建立并根据几何模型作适当简化使其成为有限元模型，排出板各种情况的受力分析，正确的选择单元与划分高质量的网格，边界及载荷的施加方法；
（2）采用有限元软件ANSYS，结合排出板运行过程中可能出现的多种常见的受力情况，研究对应的受力情况和位移限制的施加方法，并且用两种不同的方法对同一部件用体单元和板单元建模并进行模态分析[4]；
（3）结合ANSYS软件的计算结果对客车结构进行改进，并通过施加载荷对更改的模型再次进行仿真软件的计算，验证改进措施的正确性和有效性，最后将最终模型使用二维软件CAD标注工程图。
1.3 使用现状及发展趋势
1.3.1 使用现状
自20世纪80年代以来，国内外垃圾车制造厂为了适应市场变化，许多各大型垃圾车车生产企业研制省时、省力并且能防止二次污染的、高效率的垃圾运输车[5]。在各种类型的垃圾车中，因为后装式垃圾车的众多优点，在垃圾车中脱颖而出，在国内外市场中得到了广泛的应用，德国、美国、英国、日本等发达国家在收集运输垃圾时基本上都采用此车型。
1.3.2 发展趋势
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