一種新型半掛液罐車的輕量化設計與性能優(yōu)化.pdf

1、液罐車，是用來運輸液態(tài)產(chǎn)品的專用罐式車輛。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們需求不斷增大，汽車業(yè)、化工業(yè)、乳制品業(yè)、食用油產(chǎn)業(yè)、飲料業(yè)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的大量需求極大推動了液罐車制造業(yè)的快速發(fā)展。同時，液罐車也在運輸過程中充分體現(xiàn)了其效率高、成本低、裝卸貨物迅速、勞動消耗少、貨物損失少等優(yōu)勢，而且極大程度的保持了貨物的質量和使用價值。
　　然而當下，我國液罐車制造業(yè)仍然處于上世紀七八十年代的生產(chǎn)水平。生產(chǎn)上以小型改裝廠居多，技術投入薄弱，生產(chǎn)上

2、依據(jù)早期經(jīng)驗，理論依據(jù)相對空白。所生產(chǎn)的罐式車在選材、結構和性能上都存在很多不足。選材上，罐體材料延用普通碳素結構鋼，雖然滿足結構強度和剛度要求，但是存在自重大、額定載質量小的缺點，已不能滿足運輸要求;結構上，結構強度在局部地方分布不合理，存在過強或過弱現(xiàn)象;性能上，承載性能和使用性能延用早期技術，實現(xiàn)功能過于單一，已無法滿足用戶需求。本文從輕量化液罐車研究出發(fā)，利用有限元分析技術和傳統(tǒng)力學方法相結合，對液罐車在材料選擇、結構優(yōu)化和車輛

3、性能三個方面進行了研究分析，完成了以下幾個方面的工作:
　　(1)輕量化半掛液罐車的設計:通過對Q235A、Q345B和440L三種材料的主要化學成分含量和各項力學性能的對比，分析了使用冷軋大梁鋼440L取代Q235A、Q345B等原材料制作液罐車罐體的可行性。具體在罐體材質的焊接性能、機械加工性能、罐體的組合截面模量、罐體設計計算標準和使用效果等方面進行了可行性分析。
　　(2)罐體部分有限元仿真分析:利用有限元分析軟件A

4、NSYS12.0，對新型液罐車罐體結構及梁結構進行仿真分析，通過模型建立、網(wǎng)格劃分及施加載荷，分析整車罐體部分局部構件在各自極限工況下的載荷分布及高應力區(qū)的分布情況。通過分析結果，對其罐體重要部分及局部結構進行改進及優(yōu)化，從而完善車輛的整體力學性能。
　　(3)罐體部分的模態(tài)分析:對罐體在空載和充液兩種情況下進行模態(tài)分析，計算出其振型向量和固有頻率，為整體響應分析、抗震分析、優(yōu)化結構設計和求解結構瞬態(tài)動力等方面提供了理論依據(jù)。