ansys 半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析

1、半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析發(fā)表時間：發(fā)表時間：20091121作者作者:張景張景瞿繪軍瞿繪軍王琳王琳來源來源:安世亞太安世亞太關(guān)鍵字關(guān)鍵字:CAEANSYS半掛液罐車半掛液罐車罐體罐體強(qiáng)度分析強(qiáng)度分析以中集通華某半掛液罐車為研究對象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對其分別進(jìn)行了0.03Mpa與0.06Mp液壓試驗工況下的強(qiáng)度分析計算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測法對結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測試，并進(jìn)行了對

2、比，兩者基本吻合。通過該分析，為產(chǎn)品設(shè)計提供了充分的理論依據(jù)。1前言前言半掛液罐車是用于裝運(yùn)液體物質(zhì)的專用車輛，由于它具有靈活、方便、制造周期短等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為目前水、燃油、酸類、飲料、牛奶等的主要運(yùn)載設(shè)備之一。罐車在運(yùn)輸過程中環(huán)境多變，設(shè)計制造要求較高，必須可靠、經(jīng)濟(jì)、合理。罐體的設(shè)計與制造是最重要的因素，對其強(qiáng)度進(jìn)行分析是很有必要的。鑒于此，本文針對我司研發(fā)的新型常壓保溫半掛液罐車進(jìn)行了有限元分析，針對其液壓試驗進(jìn)行了應(yīng)力測試，并比

3、較了計算值與試驗值，以充分了解其應(yīng)力分布，最終得到更加安全合理的設(shè)計方案。2有限元分析有限元分析2.12.1基本假設(shè)與簡化基本假設(shè)與簡化（1）罐體為線彈性系統(tǒng)。（2）罐體和裝載介質(zhì)是各向同性，密度均勻分布。（3）結(jié)構(gòu)上的小圓角等工藝因素不考慮。2.22.2單元類型的選擇單元類型的選擇根據(jù)有限元分析的基本理論，單元類型選擇的恰當(dāng)與否，對計算的精度和速度有著直接的影響。板殼結(jié)構(gòu)是指在幾何上一個方向的尺寸比另外兩個方向的尺寸要小得多的薄壁結(jié)構(gòu)

4、，一般當(dāng)厚度t與另外兩個方向的最小尺度L之比小于110，即可視為薄壁板。組成罐體及車架的各種構(gòu)件采用的大多是薄壁構(gòu)件截面厚度與其它兩個方向的長度相比滿足薄壁構(gòu)件的假設(shè)，因此采用板殼單元是合適的。綜合考慮罐體的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)，選取4節(jié)點(diǎn)四邊形單元SHELL181單元。在SHELL181單元的每個節(jié)點(diǎn)上具有6個自由度，即沿坐標(biāo)軸的位移自由度UX、UY、UZ和繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度ROTX、ROTY、ROTZ。整個結(jié)構(gòu)基本左右對稱，但考慮罐體內(nèi)

5、部防浪板的設(shè)計，仍然對整車建立完整模型，如圖1所示。網(wǎng)格的劃分應(yīng)用ANSYS軟件自帶的Meshtool工具，選用合適的面和邊長尺寸，可以方便快捷地將模型劃分網(wǎng)格。除此之外，罐體其余部分應(yīng)力較低，是絕對安全的。圖2水滿沖壓0.03Mpa時vonmises應(yīng)力分布云圖半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析半掛液罐車罐體強(qiáng)度分析發(fā)表時間：發(fā)表時間：2009112120091121作者作者:張景張景瞿繪軍瞿繪軍王琳王琳來源來源:安世亞太安世亞太關(guān)鍵字關(guān)鍵字:C

6、AECAEANSYSANSYS半掛液罐車半掛液罐車罐體罐體強(qiáng)度分析強(qiáng)度分析以中集通華某半掛液罐車為研究對象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對其分別以中集通華某半掛液罐車為研究對象，建立三維模型，運(yùn)用有限元軟件對其分別進(jìn)行了進(jìn)行了0.03Mpa0.03Mpa與0.06Mp0.06Mp液壓試驗工況下的強(qiáng)度分析計算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集液壓試驗工況下的強(qiáng)度分析計算，指出了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測法對結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測試，并進(jìn)行

7、了中部位。在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用電測法對結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行了測試，并進(jìn)行了對比，兩者基本吻合。通過該分析，為產(chǎn)品設(shè)計提供了充分的理論依據(jù)。對比，兩者基本吻合。通過該分析，為產(chǎn)品設(shè)計提供了充分的理論依據(jù)。3應(yīng)力測試應(yīng)力測試3.13.1測試過程測試過程通過電測法測定該車通過電測法測定該車(額定載荷為額定載荷為30t)30t)的罐體和車架上特定點(diǎn)的靜態(tài)應(yīng)力的罐體和車架上特定點(diǎn)的靜態(tài)應(yīng)力時，卸去了罐車的車輪、保溫層以及護(hù)欄部分，制做出專用支架，分

8、別放置于牽時，卸去了罐車的車輪、保溫層以及護(hù)欄部分，制做出專用支架，分別放置于牽引銷及懸架對應(yīng)位置。引銷及懸架對應(yīng)位置。測量儀器使用了江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司的測量儀器使用了江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司的YE2539YE2539靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。試靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。試驗前根據(jù)有限元軟件分析的結(jié)果，同時考慮實際情況，將測點(diǎn)主要布置在左半部驗前根據(jù)有限元軟件分析的結(jié)果，同時考慮實際情況，將測點(diǎn)主要布置在左半部罐體，并在右半部分罐體貼有少量應(yīng)變片。罐

9、體，并在右半部分罐體貼有少量應(yīng)變片?？紤]到罐體橫截面形狀由考慮到罐體橫截面形狀由8條不同曲率半徑的圓弧線組合而成，在液壓試驗條不同曲率半徑的圓弧線組合而成，在液壓試驗工況下，主應(yīng)力的方向較容易確定，因而在罐體上主要布置單向應(yīng)變片。工況下，主應(yīng)力的方向較容易確定，因而在罐體上主要布置單向應(yīng)變片。3.23.2試驗結(jié)果分析與對比試驗結(jié)果分析與對比由于試驗數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)取出液壓試驗時水滿沖壓由于試驗數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)取出液壓試驗時水滿沖壓0.06Mpa

10、0.06Mpa工況進(jìn)行比較。為工況進(jìn)行比較。為了得到測點(diǎn)的應(yīng)力值，根據(jù)材料力學(xué)公式計算出了各個點(diǎn)的應(yīng)力。了得到測點(diǎn)的應(yīng)力值，根據(jù)材料力學(xué)公式計算出了各個點(diǎn)的應(yīng)力。單向應(yīng)力單向應(yīng)力σ=Eεσ=Eε從有限元模型提取出相同工況下對應(yīng)于電測試驗的部分測試點(diǎn)的分析結(jié)果，從有限元模型提取出相同工況下對應(yīng)于電測試驗的部分測試點(diǎn)的分析結(jié)果，點(diǎn)的位置及應(yīng)力分布如圖點(diǎn)的位置及應(yīng)力分布如圖4～6所示。由于貼片的位置不同，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的不所示。由于貼片的位置不