【導(dǎo)讀】路運輸逐漸成為我國客貨運輸?shù)幕痉绞?。中國?jīng)濟蓬勃發(fā)展，尤其是房地產(chǎn)行。演著越來越重要的角色的同時，對運輸車提出了更高的要求。計算機的普及和UG,hypermesh相關(guān)軟件的應(yīng)用為這種功能的實現(xiàn)提供了可能。然后再利用hypermesh對所導(dǎo)入的模型進行有限元分析并求解

　　

【正文】 處理。 此次畢設(shè)涉 邊界約束條件和載荷的施加共有兩 種工況： 1）靜態(tài)完全均布載荷靜河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 22 態(tài)彎曲工況； 2）靜態(tài)完全均布載荷靜態(tài)扭轉(zhuǎn)工況。 這些內(nèi)容都屬于靜態(tài)應(yīng)力分析的內(nèi)容 ,hypermesh 軟件針對此版塊采用的是自帶的 optistruct 求解，靜態(tài)的應(yīng)力分析流程可如下： 導(dǎo)入 optistruct 模塊，建立網(wǎng)格材料組件，建立網(wǎng)格單元組件，建立約束組件施加約束，建立邊界條件組件，施加邊界條件，建立工況，提交計算進行求解，導(dǎo)入 RES 文件，看結(jié)果。 散裝水泥半掛運輸車 車架 的有限元模型建立 靜態(tài)完全均布載荷靜態(tài)彎曲工況 散裝水泥半掛運輸車車架的材料的選擇：車架縱梁腹板及其加強梁材料為 16Mn，屈服點為 355MPa,其它的材料選擇 Q235A。 材料彈性模量： MPaE ?? ；泊松比： ?? ；密度： 36 / mmkg???? 所 謂彎曲工況是車輛的四個輪胎在同一水平面時的靜 力工況。研究的是車輛在平坦的地面上行駛時的狀況。這種情況下， 車輪是都著地的，都可以提供力的支撐， 表現(xiàn)在 hypermesh 中即車架的地面完全約束。如下圖所示： 從圖 41 中，可以看到加載到車架底面的約束，并非是底面全部約束，這也是考慮到 散裝水泥半掛運輸車的實際情況，四處約束都在縱梁腹板之上，所處的位置都是圖 41 彎曲工況載荷與約束圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 車軸輪胎所在的位置。 彎曲載荷是由車架自身質(zhì)量和外加質(zhì)量產(chǎn)生的載荷。外加質(zhì)量包括乘車人員和貨物的質(zhì)量、底盤各總成及發(fā)動機質(zhì)量、附加物等 。根據(jù)任務(wù)書的要求，我們得知水泥車的最大滿載質(zhì)量為 38760Kg. 在處理載荷的時候，載貨汽車的貨物載荷一般處理為均布載荷， 可以將乘客處理成集中載荷，也可以處理成均布載荷 ，我們的散裝水泥車在正常情況下自然是按均布載荷處理 . 得到的應(yīng)力云圖如下所示： 在 圖 42 中，我們看到受到的應(yīng)力最大為 +02，即 ,小于最低的材料屈服強度 235MPa. 得到的應(yīng)變云圖如下圖所示： 圖 42 彎曲工況應(yīng)力圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 24 在 圖 43 中，我們看到 受到的應(yīng)變最大為 +00，即 最大形變?yōu)?,符合 設(shè)計的 要求。 靜態(tài)完全均布載荷靜態(tài)扭轉(zhuǎn)工況 扭轉(zhuǎn)工況是 模擬一個車輪 由于各種原因出現(xiàn)懸空，另外一個車輪抬高的工況下，汽車的受力狀態(tài)。 汽車的一種復(fù)雜路面上的一種狀態(tài)，尤其是不平坦的狀況。由于水泥車會可能到邊遠的山區(qū)行駛，會遇到這種情況還是非常常見的。 約束的基本位置是不變的，但是汽車發(fā)生扭轉(zhuǎn)工況，也就是存在基本的位置懸空， .表現(xiàn)在 hypermesh 中即釋放完全固定時的自由度即可。 所受載荷 與約束 圖如下所示： 圖 43 彎曲工況應(yīng)變圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 25 通過觀察圖形我們可知：釋放的自由度為左前輪的約束 以及又后輪的約束 ， 這是一種非常極端的情況， 如此便可以得到靜態(tài)完全均布載荷的扭轉(zhuǎn)工況。 得到的應(yīng)力云圖如下所示： 在此圖中，我們可以讀出受到的最大應(yīng)力為 +01，即 ,小于 235MPa,圖 44 扭轉(zhuǎn)工況載荷約束圖 圖 45 扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)力圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 26 滿足設(shè)計的要求。 得到的應(yīng)變云圖如下所示： 在此圖中，我們可以讀出最大的應(yīng)變?yōu)?+00，即最大形變?yōu)?,滿足所設(shè)計的要求。 圖 46 扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)變云圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計利用 UG 建立了 散裝水泥半掛運輸車車架 的三維模型，并用hypermesh 對該模型進行了有限元分析，其中包括在 均布載荷的作用下的彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況，具體表現(xiàn)為應(yīng)力和應(yīng)變云圖 。 在完成這些之后，對結(jié)果進行了校驗，基本完成了任務(wù)書的要求。 在靜力分析過程中，通過對車架施加載荷和設(shè)定 約束，模擬了車架 在實 際工作過程中的受力情況，并通過軟件分析得出彎曲和扭轉(zhuǎn) 的有關(guān)數(shù)據(jù) ，所受的應(yīng)力最大才為,小于材料的屈服強度 235MPa,還具有很多提升空間 。 最大的形變量也只有不足 2mm，以上兩點 說明在實際使用中車架 還 是有較高的安全系數(shù) 。 本課題中主要是完成了兩項工作：三維建模和有限元分析 。 雖然基本完成了任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)，但是還有很多地方做的不夠到位。主要表現(xiàn)在：建模完成之后 ，但是把模型導(dǎo)入 hypermesh 中以后會出現(xiàn)各種各樣的問題， 陰影瑕疵之類的，這些問題只能通過模型的簡化來解決，至今依然不是很清楚為什么 ，說明自己在軟件應(yīng)用領(lǐng)域還存在明顯的不足 。分析過程中， 載荷 的位置加的的基本可以， 很容易確定， 但是約束位置的確定 ，尤其是扭轉(zhuǎn)工況過程中自由度的釋放問題 。 一開始想當然的想要釋放其中一半，這樣做出來的結(jié)果不僅加強梁處出現(xiàn)較大的應(yīng)力應(yīng)變集中，更重要的是不符合實際的情況，經(jīng)過查文獻之后，確定釋放左前輪附近約束和右后輪附近約束，在這個過程中如果不是第一種方法出現(xiàn)問題，做的結(jié)果就會很不嚴謹。以后當引以為戒，做工作一定要有所依據(jù)，不能想當然。 通過本次畢業(yè)設(shè)計也鍛煉了自己的學(xué)習(xí) 能力， 軟件的安裝和應(yīng)用水平也有所提高，通過和老師交流學(xué)習(xí)，學(xué)到了不少以前課本上沒有學(xué)到的東西，為自己以為將來的學(xué)習(xí)和工作 打下了進一步的 基礎(chǔ)。 盡管畢設(shè)完成了，但是依然不會放松， 仍會 繼續(xù) 努力培養(yǎng)自己的 能力 。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 參 考 文 獻 [1] 袁光濤 .半掛車的設(shè)計要點與注意事項 [J].商用汽車 ,2020（ 6）： 108～ 110 [2] 劉軍云 .半掛車設(shè)計中幾個重要參數(shù)的確定與選擇 [J]. 商用汽車， 1999（ 5）： 46～48 [3] 葉波 ,鄭強 .半掛車軸荷分配優(yōu)化設(shè)計 [J].十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 ,2020（ 2）： 56～57 [4] 韋天升 .半掛車縱梁焊接中的缺陷成因和修復(fù)方法 [J].企業(yè)科技與發(fā)展 ,2020（ 18）： 93～ 94 [5] 張海鷹 .半掛車縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探討 [J].林業(yè)機械與木工設(shè)備 ,2020（ 12）： 25～27 [6] 賈巖 ,母春秀 .[道路車輛外廓尺寸軸荷及質(zhì)量限值 ]標準解讀 [J].重型汽車 ,2020(3):35～ 36 [7] 鐘吉林 . 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