基于有限元法下的CNG運(yùn)輸罐車(chē)及垃圾壓縮車(chē)的仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、流固耦合問(wèn)題及散固耦合問(wèn)題是流體、散體與固體力學(xué)各交叉而生成的兩門(mén)邊緣性學(xué)科，主要研究固體域在流體域或散體域作用力下的變形及應(yīng)力情況。流固耦合及散固耦合現(xiàn)象在工程領(lǐng)域中非常常見(jiàn)，公路運(yùn)輸中的液罐車(chē)、環(huán)保型車(chē)輛垃圾壓縮車(chē)即為典型的工程應(yīng)用代表。
　　液罐車(chē)是現(xiàn)在交通運(yùn)輸業(yè)中常見(jiàn)的車(chē)輛，其運(yùn)輸材料多種多樣，從食品到化工再到石油制品，對(duì)其安全性和經(jīng)濟(jì)性的研究有重要的工程意義。
　　垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛具有高壓縮比、自動(dòng)化裝卸的功能，它

2、既提高了垃圾運(yùn)送量避免拋灑滲漏，又改善了清運(yùn)工人的工作條件，在城市環(huán)境建設(shè)中擔(dān)當(dāng)了重要角色。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題可以通過(guò)數(shù)值模擬的方法完成。因此本課題首先以罐車(chē)為數(shù)值模擬的研究對(duì)象，運(yùn)用流固耦合理論，對(duì)其緊急制動(dòng)工況下的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行分析，為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)參考，同時(shí)也完善國(guó)標(biāo)中關(guān)于罐車(chē)設(shè)計(jì)載荷的評(píng)定規(guī)范;其次以垃圾壓縮車(chē)為數(shù)值仿真的對(duì)象，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)力學(xué)的相關(guān)理論，對(duì)其實(shí)際工作中廂體承受的應(yīng)力應(yīng)

3、變狀態(tài)進(jìn)行分析，為其結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化提供參考依據(jù)。本文主要內(nèi)容分為三個(gè)部分:
　　1、對(duì)流固耦合理論、多相流模型中VOF模型以及散體的力學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)力學(xué)中使用到的相關(guān)方法進(jìn)行闡述;
　　2、在Creo2.0完成液罐車(chē)實(shí)體模型創(chuàng)建，導(dǎo)入Workbench Geometry進(jìn)行必要的模型簡(jiǎn)化，接著導(dǎo)入到ICEM CFD中完成模型的幾何修復(fù)、流體域創(chuàng)建及網(wǎng)格劃分，將ICEM CFD處理好的前處理模型導(dǎo)入到Fluent，編譯罐車(chē)緊急制

4、動(dòng)過(guò)程時(shí)的速度狀態(tài)UDF文件，加載到Fluent中模擬出罐車(chē)緊急制動(dòng)過(guò)程中液體晃動(dòng)的全過(guò)程，找出應(yīng)力最大處及出現(xiàn)的時(shí)刻點(diǎn)，將出現(xiàn)最大應(yīng)力時(shí)段的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到Static structural中進(jìn)行單向流固耦合分析，最后找出罐車(chē)結(jié)構(gòu)中最大應(yīng)力值并將之與材料的屈服極限進(jìn)行對(duì)比，以評(píng)定其結(jié)構(gòu)在緊急制動(dòng)工況下的安全性能;
　　3、以散體力學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出符合假定條件下的廂體應(yīng)力分布關(guān)系式關(guān)系式，運(yùn)用有限元的方法對(duì)垃圾壓縮車(chē)進(jìn)行有限元仿