【正文】 在此我要特別感謝的還有我的母校，河北工業(yè)大學(xué)，她 為我們提供了一個(gè)平臺(tái)，給予了我們很多的鍛煉機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了我們思考和動(dòng)手的能力。在此畢設(shè)期間， 我個(gè)人出現(xiàn)了很多私人問(wèn)題要急著處理，王老師總是給予我方便，并讓我在合適的時(shí)間再找他商量畢設(shè)的事情，在此要尤為感謝。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 袁光濤 .半掛車(chē)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng) [J].商用汽車(chē) ,2020（ 6）： 108～ 110 [2] 劉軍云 .半掛車(chē)設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要參數(shù)的確定與選擇 [J]. 商用汽車(chē)， 1999（ 5）： 46～48 [3] 葉波 ,鄭強(qiáng) .半掛車(chē)軸荷分配優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2020（ 2）： 56～57 [4] 韋天升 .半掛車(chē)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(chē)縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探討 [J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 ,2020（ 12）： 25～27 [6] 賈巖 ,母春秀 .[道路車(chē)輛外廓尺寸軸荷及質(zhì)量限值 ]標(biāo)準(zhǔn)解讀 [J].重型汽車(chē) ,2020(3):35～ 36 [7] 鐘吉林 . HNQ9170 半掛車(chē)車(chē)架縱梁裂紋機(jī)理分析 [J].中南汽車(chē)運(yùn)輸 ,2020（ 3）：15～ 16 [8] 李勤奮 . LQG4160 半掛牽引汽車(chē)車(chē)架的設(shè)計(jì) [J].汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā) ,1997（ 1）： 18～23 [9] SGA92150 型半掛車(chē)車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度和剛度分析 [J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào) ,2020(7):744～ 749 [10] 范小秋 .UG 軟件在散裝水泥運(yùn)輸半掛車(chē)參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].專(zhuān)用汽車(chē) ,2020(5):25～ 26 [11] 雷瓊紅 ,趙晶 ,張奎 .凹梁式車(chē)輛運(yùn)輸半掛車(chē)的設(shè)計(jì) [J].汽車(chē)科技 ,2020(4)： 13～15 [12] 高術(shù)振 ,孔江生 ,姬鵬 .半掛車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性分析 [J].水利電力機(jī)械， 2020（ 4）： 18～20 [13] 雷瓊紅 ,趙晶 ,張奎 .重型凹梁式半掛車(chē)車(chē)架的設(shè)計(jì)與計(jì)算 [J].專(zhuān)用汽車(chē)2020(2)： 13～ 15 [14] 陳樹(shù)勛 ,孫建熙 .半掛式散裝水泥車(chē)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].機(jī)械設(shè)計(jì) ,2020（ 7）：31～ 33 [15] 張孝瓊 ,張維強(qiáng) .半掛車(chē)車(chē)架主縱梁的有限元分析 [J].科學(xué)技術(shù)與工程 ， 2020（ 4）：1068～ 1071 [16] 葉青 ,王華 ,陳關(guān)龍 .汽車(chē)運(yùn)輸車(chē)虛擬裝載仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 [J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) ,2020（ 8）： 2342～ 2345 [17] 袁光濤 ,賈巖 .輕量化設(shè)計(jì) :掛車(chē)發(fā)展的新趨勢(shì) [J].專(zhuān)用汽車(chē) ,2020(7)： 106～ 108 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 [18] 唐林 ,付仲勇 .提高掛車(chē)車(chē)架強(qiáng)度方法的探討 [J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 ,1998(7)：15～ 17 [19] 關(guān)志 ,許洪國(guó) ,李春明 .應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行半掛汽車(chē)列車(chē)制動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析 [J].汽車(chē)技術(shù) ,2020(10)： 17～ 19 [20] 麥莉 ,謝普 ,宗長(zhǎng)富 .重型半掛車(chē) ADAMS 建模及極限工況分析 [J]. 汽車(chē)技術(shù) ,2020(2)： 22～ 25 [21] 張夕琴 .CAD/CAE 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].裝備制造技術(shù) ,2020,12（ 5）：109～ 110 [22] 于國(guó)濰 .汽車(chē)起重機(jī)車(chē)架結(jié)構(gòu)件參數(shù)化建模程序開(kāi)發(fā)： [碩士學(xué)位論文 ].吉林大學(xué)， [23] 侯濤 ,任福麗 ,李黎明 . 用于隧道建設(shè)的雙向牽引半掛車(chē)的 設(shè)計(jì) [J].專(zhuān)用汽車(chē) ,2020(7):44～ 46 [24] 卞學(xué)良 .專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020(7) [25] 王學(xué)勤 .跨世紀(jì)的呼喚：最棒的散裝水泥車(chē)依然是星馬 [J].商用汽車(chē) .2020(1): 94～ 95 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 致 謝 時(shí)間過(guò)得真快，來(lái)不及仔細(xì)品味就已經(jīng)走到了盡頭 ，進(jìn)入大四下學(xué)期這種感覺(jué)異常的強(qiáng)烈 。 一開(kāi)始想當(dāng)然的想要釋放其中一半，這樣做出來(lái)的結(jié)果不僅加強(qiáng)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(shí)際的情況，經(jīng)過(guò)查文獻(xiàn)之后，確定釋放左前輪附近約束和右后輪附近約束，在這個(gè)過(guò)程中如果不是第一種方法出現(xiàn)問(wèn)題，做的結(jié)果就會(huì)很不嚴(yán)謹(jǐn)。 本課題中主要是完成了兩項(xiàng)工作：三維建模和有限元分析 。 圖 46 扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)變?cè)茍D 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)利用 UG 建立了 散裝水泥半掛運(yùn)輸車(chē)車(chē)架 的三維模型，并用hypermesh 對(duì)該模型進(jìn)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?cè)茍D 。 約束的基本位置是不變的，但是汽車(chē)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(shí)的自由度即可。根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，我們得知水泥車(chē)的最大滿(mǎn)載質(zhì)量為 38760Kg. 在處理載荷的時(shí)候，載貨汽車(chē)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(chē)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(qiáng)度 235MPa. 得到的應(yīng)變?cè)茍D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(jì)說(shuō)明書(shū) 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(jì)的 要求。這種情況下， 車(chē)輪是都著地的，都可以提供力的支撐， 表現(xiàn)在 hypermesh 中即車(chē)架的地面完全約束。 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(duì)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(jì)算進(jìn)行求解，導(dǎo)入 RES 文件，看結(jié)果。這樣可以很方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的管理，可以大大提高分析效率。 二 :接口 與 幾何模型 的 整理 ， 可以直接把已經(jīng)生成的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到 Hypermesh 中， 導(dǎo)入模型的質(zhì)量往往都還是挺高的 ，基本上 不用 對(duì)模型進(jìn)行修復(fù)， 方便了對(duì)模型的處理 工作 。 直接輸入 CAD 幾何模型。其他很多有限元前處理軟件 則不然， 對(duì)于一些 結(jié)構(gòu) 復(fù)雜模型在讀取數(shù)據(jù)時(shí)候， 往往會(huì)等很久 ， 不能夠成功導(dǎo)入模型 是其它軟件經(jīng)常遇到的情況 ，這樣 不但 的 CAE 分析工作無(wú)法進(jìn)行 ，前面的努力還會(huì)前功盡棄得不償失。 在 CAE 工程技術(shù)領(lǐng)域 , Hypermesh 以 所具有的強(qiáng)大的有限元網(wǎng)格劃分前處理功能得到了廣大用戶(hù)的喜愛(ài) 。 ④ 可以處理數(shù)量不受限制的和各種類(lèi)型的邊界條件 ， 單元的尺寸根據(jù)需求可發(fā)生河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 變化，如果必要 可采用 小單元 。 有限元分析的優(yōu)點(diǎn) 有限元分析法已經(jīng)很廣泛的應(yīng)用于 工程實(shí)際問(wèn)題分析，即包括機(jī)構(gòu)分析，也包括非結(jié)構(gòu)分析。 第六步：聯(lián)立方程組 并對(duì) 結(jié)果 進(jìn)行 解 釋 ， 有 限元法最終 要 建立 聯(lián)立方程組 。選擇什么樣的網(wǎng)格是一個(gè)很有技術(shù)性的問(wèn)題，也是核心技術(shù)之一 。 有限元分析的基本步驟 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 盡管可能面對(duì) 不同 的 物理性質(zhì) 或者復(fù)雜的 數(shù)學(xué)模型 時(shí) ， 但是 有限元 方法 的基本 思路 是相同的， 僅僅是在 具體公式推導(dǎo) 或者 運(yùn)算求解不同。 有限元分析基本思想是 利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)的物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬。 2，在裝配過(guò)程中比較關(guān)鍵的一點(diǎn)就是選擇基準(zhǔn)，一般都是選擇較大的零件，然后就是選擇兩個(gè)零件的 接觸方式，比如：接觸，距離，對(duì)齊等 ，曾經(jīng)遇到的一個(gè)問(wèn)題就是發(fā)生了過(guò)約束， 兩個(gè)零件不可以接觸到一塊，在確定不是操作問(wèn)題和軟件不穩(wěn)定之后，只能是零件在畫(huà)的過(guò)程中出現(xiàn)了偏差，是縱梁腹板左部下方有一條線沒(méi)有垂直。最后是重新裝配了一遍。 車(chē)架總體建模展示 利用 UG 軟件里的裝配模塊進(jìn)行 零部件的裝配。 這是非常重要的一點(diǎn)，在零部件的建模過(guò)程中，有一個(gè)部件出現(xiàn)了錯(cuò)誤，在改正的過(guò)程中，不小心把裝配的約束給去掉了，在繼續(xù)添加部件時(shí)一直達(dá)不到理想的效果，已經(jīng)成型的車(chē)架模型跟散了架似得， 多次嘗試沒(méi)有結(jié)果后，只能決定重新建模，浪費(fèi)了 許多時(shí)間和精力，深刻的體會(huì)到二把刀的痛苦。這些部件都是利用UG 軟件中的草圖，實(shí)體，拉伸 等特征或特征操作生成的。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)： NX 的 機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能 十分強(qiáng)大 ， 在制造設(shè)計(jì)的過(guò)程中具有 高性能和靈活性， 可以滿(mǎn)足 復(fù)雜產(chǎn)品的需要 ，適應(yīng)不同的客戶(hù)。 2020 2020 年的這段時(shí)間屬于發(fā)展期 ,每年發(fā)表的論 文數(shù)量都超過(guò)三位數(shù) 。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 Unigraphics 軟件是世界上頂尖的設(shè)計(jì)、工程及制造系統(tǒng)于一體的軟件 ,并 在 80年代后期 開(kāi)始 引進(jìn)我國(guó) , 廣泛的應(yīng)用 在 航空航天、汽 車(chē)、通用機(jī)械、模具等領(lǐng)域 。 后來(lái)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，開(kāi)始為波音公司提供 CAD,CAE,CAM 的標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)又可以實(shí)體建模，曲線建模 ，裝配等等。 對(duì)車(chē)輛輕量化和降低 成本的要求越來(lái)越高， ，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)普遍將有限元法應(yīng)用到車(chē)架強(qiáng)度的計(jì)算中 .實(shí)踐證明 ,有限元分析 是一種有效技術(shù)有段，有限元分析技術(shù)與汽車(chē)主要技術(shù)的各個(gè)方面都有結(jié)合，主要有以下方面： 、剛度和模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 的有限元分析 和 安全性 的 分析 本次課設(shè)中主要涉及的是第一方面，車(chē)身作為主要的承載部件，其剛度和強(qiáng)度極為重要，必須有足夠的疲勞強(qiáng)度，有限元分析可以滿(mǎn)足要求的同時(shí)，縮短了研發(fā)周期，節(jié)約了成本，可以在較短的時(shí)間內(nèi)得出多種方案，有利于比較，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。 散裝水 泥車(chē)一般采取第二種方式。半掛車(chē)的車(chē)架主要有：平板式，鵝頸式和凹梁式三種。 半掛式散裝水泥車(chē)的特殊之處在于罐體，罐體內(nèi)部由滑料板、篩形板、氣艙和 料艙組成 ,水泥從罐體上部入灰 口裝入料艙 ，在卸水泥 時(shí) ,不斷 向氣艙內(nèi) 部 充壓 ,高壓氣體使水泥在氣流的壓力下呈半流體狀流到工作場(chǎng)所。優(yōu)點(diǎn)是：卸灰快，水泥飛揚(yáng)少，受高度和距離的限制極小，不受風(fēng)雨天的影響。 2. 機(jī)械卸灰汽車(chē)：最大特色在于：在汽車(chē)上的安裝螺旋輸送機(jī)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的位置，調(diào)節(jié)水泥卸載的高度，水泥飛揚(yáng)也很少，解決了重力卸灰車(chē)的問(wèn)題，但卸灰機(jī)件的磨損十分嚴(yán)重。 可參考圖片： 散裝水泥汽車(chē)有三種 ： 1．重力卸灰汽車(chē)：散裝水泥汽車(chē)的鼻祖。 半掛汽車(chē)是 由牽引車(chē)和半掛車(chē)兩 大 部分組成 , 牽引車(chē)是由整車(chē)廠制造 , 半掛車(chē)則由 專(zhuān)業(yè)汽車(chē)改裝廠 改裝 生產(chǎn)。 另外一個(gè)比較重要的