【正文】 同時依然保持著較快的增長， 圖 13為 2020 年相比于 2020 年的增長： 2020 年全國的經(jīng)濟(jì)陷入低迷，但是水泥行業(yè)的增長率仍能達(dá)到 %的增長率是十分不容易的，水泥行業(yè)的前景還是十分樂觀的。 圖 12 20202020 年國道和高速公路的日平均交通量 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 我國水泥車市場的困境 我們必須清楚的是 ,盡管市場需求量不斷增長 ,但是 市 場競爭也變的越來越激烈 。 眾多企業(yè)搶奪利潤，必然會導(dǎo)致零和競爭，引起企業(yè)大打價格戰(zhàn)，微薄的利潤必然使企業(yè)無力投入研發(fā)，不利于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高，長期以往 ,對我國 散裝水泥 運輸車行業(yè)發(fā)展極為不利 ,，如果想要 健康持續(xù)發(fā)展， 必須扭轉(zhuǎn)這一局面。 盡管從目前的數(shù)據(jù)來看 ,國內(nèi)的散裝水泥運輸車市 場是依然走高 ,出現(xiàn)的這些問題可能對企業(yè)的利潤影響不大 ,但是利潤總會慢慢減少 ,要想真正提高企業(yè)的核心競爭力 ,在眾多的企業(yè)中脫穎而出，企業(yè)必須在質(zhì)量上下功夫， 反之 ,則很可能像國產(chǎn)手機(jī)市場 那樣大打價格戰(zhàn) ,最終整個行業(yè)陷人困境。 圖 13 2020 年我國水泥日均產(chǎn)量及同比增速 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 半掛運輸車在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 近幾年，半 掛車市場十分火爆，火熱的市場更是催生了許多半掛車生產(chǎn)企業(yè)，這也造成了目前半掛車企業(yè)良莠不齊 。 汽車運輸?shù)玫搅丝焖侔l(fā)展，其中 汽車運輸主要朝著散裝和集裝箱運輸 的方向 發(fā)展 ， 散裝物料運輸，就是在 粉末狀等物質(zhì) 的運輸過程中 ， 不再采用其它 的 包裝措施， 而在專用散裝運輸車中 散裝水泥運輸車 得到廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異 , 制造業(yè)在具體機(jī)械上是數(shù)字的智 能的，在生產(chǎn)銷售商是網(wǎng)絡(luò)的全球的 , 產(chǎn)品 生產(chǎn)周期 逐漸變短的同時 , 新產(chǎn)品 也更快的走向了市場 , 機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造的效率對產(chǎn)品的 開發(fā)效率 也 就起著決定性的影響 [21]。而我國的專用汽車的發(fā)展還不能滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的要求 ,保有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，隨著我國治理超載、超限工作的逐步深化，運輸車超載在以后是必然嚴(yán)懲的。 水泥散裝化是現(xiàn)代文明 的重要標(biāo)志之一，發(fā)展散裝水泥是建設(shè)和諧社會的客觀需求，更是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的具體體現(xiàn) 。 但是我國到 2020年 水泥 的散裝率 僅僅是 %， 只是達(dá)到了發(fā)達(dá)國家三分之一的水平， 要在根本上得到改觀，即使達(dá)到 70%，也需各方面多年共同的努力，其中即蘊含了散裝水泥車極大的市場空間 [25]?，F(xiàn)在城市霧霾越來越河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 嚴(yán)重，節(jié)能減排是未來的發(fā)展潮流，各生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)市場的變化，開發(fā)出滿足客戶需求 的產(chǎn)品， 不僅可以增加銷量，還可以 提高企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力 。 計算機(jī)制造之初體積龐大，貴重，不是普通人可以使用的，但是隨著計算機(jī)的不斷發(fā)展為我們提供了更多的可能。集成更高的大容量半導(dǎo)體存儲器作為內(nèi)存儲器，發(fā)展了并行技術(shù)和多機(jī)系統(tǒng) ， 軟件系統(tǒng)工程化、理論化，程序設(shè)計自動化。 計算機(jī)的每一次發(fā)展，都伴隨著技術(shù)的某種進(jìn)步，成本體積在不斷地縮小，在20 世紀(jì) 90 年代之后已經(jīng)進(jìn)入了中國的千家萬戶， 這為我們應(yīng)用筆記本解決工程問題提供了支持， 計算機(jī)硬件不斷改變的同時軟 件也有了長足的發(fā)展 。第二代軟 件中使用的 是高級語言 ，它的指令形式跟 自然語言和數(shù)學(xué) 比較類似 ， 因此 在學(xué)習(xí)、編程和 可讀性 方面都有改進(jìn)，但是高級語言的執(zhí)行必須先變?yōu)闄C(jī)器語言，因此高級語言不但運行效率不高，所占用的軟硬件資源還大 。 因此， 1968 年 在德國召開國際會議分析研究了 軟件危機(jī)問題，提出“軟件工程”這個概念 。再后來比較重大的事件是萬維網(wǎng) 技術(shù)的攻克，使得人機(jī)可以更加有效的互動 ，技術(shù)人員可在網(wǎng)上找到相應(yīng)的資料 。 另外一個比較重要的問題是，全球現(xiàn)在資源緊張，污染嚴(yán)重，很多城市嚴(yán)重的霧霾是由于汽車尾氣的大量排放導(dǎo)致的。 計算機(jī)技術(shù)與汽車技術(shù)的結(jié)合，相信可以大幅的提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和使用 性，滿足包括水泥行業(yè)在內(nèi)的各種行業(yè)的需求，這也是我們持續(xù)努力的方向。 半掛汽車是 由牽引車和半掛車兩 大 部分組成 , 牽引車是由整車廠制造 , 半掛車則由 專業(yè)汽車改裝廠 改裝 生產(chǎn)。 半掛車的分類 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 全部半掛車可詳細(xì)分為以下幾種：平板半掛車，欄板半掛車，車輛運輸半掛車，液體罐式半掛車，氣體罐式半掛車，粉粒物料罐式半掛車，半掛工程車， 集裝箱半掛車，倉柵式半掛車，自卸半掛車，廂式半掛車，其它半掛車。 可參考圖片： 散裝水泥汽車有三種 ： 1．重力卸灰汽車：散裝水泥汽車的鼻祖?；驹恚核嘣谛敦洉r，貨廂傾起由于重力的緣故會自動卸出。 2. 機(jī)械卸灰汽車：最大特色在于：在汽車上的安裝螺旋輸送機(jī)，可以通過調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的位置，調(diào)節(jié)水泥卸載的高度，水泥飛揚也很少，解決了重力卸灰車的問題，但卸灰機(jī)件的磨損十分嚴(yán)重。加灰時可以通過罐上部的一個或多個加灰口。優(yōu)點是：卸灰快，水泥飛揚少，受高度和距離的限制極小，不受風(fēng)雨天的影響。載荷通過牽引銷座和懸架系統(tǒng)分配到牽引車和半掛車車輪，當(dāng)脫離牽引車時，半掛車前部由支撐裝置支撐。 半掛式散裝水泥車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 ,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所。 半 掛車車架 2, 車架的基本構(gòu)成 半掛車車架通常采用兩根縱梁、兩根邊梁和若干橫梁按車架 [5]。半掛車的車架主要有：平板式，鵝頸式和凹梁式三種。 鵝頸式車架亦稱階梯式，車架雖然呈階梯形，貨臺平面在鵝頸之后，從而使貨臺主平面降低，便于貨物的裝卸和運輸，但是車架的受力情況不如平板式車架好。 散裝水 泥車一般采取第二種方式。 有限元發(fā)展 在車架方面的應(yīng)用 車架是半掛車的主要承載部件 , 承受復(fù)雜的空間力系作用 ,需要進(jìn)行有限元分析 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 確保車架 有足夠的 抗彎 強(qiáng)度 和抗扭強(qiáng)度。 對車輛輕量化和降低 成本的要求越來越高， ，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)普遍將有限元法應(yīng)用到車架強(qiáng)度的計算中 .實踐證明 ,有限元分析 是一種有效技術(shù)有段，有限元分析技術(shù)與汽車主要技術(shù)的各個方面都有結(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 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，有限元分析可以滿足要求的同時，縮短了研發(fā)周期，節(jié)約了成本，可以在較短的時間內(nèi)得出多種方案，有利于比較，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。 McDonnell Douglas Automation 公司 于 1960 年 正式 成立。 后來逐漸進(jìn)入市場，開始為波音公司提供 CAD,CAE,CAM 的標(biāo)準(zhǔn)，后來又可以實體建模，曲線建模 ，裝配等等。 2020 年推出的 ，具有嶄新的體系，使得開發(fā)和應(yīng)用更加的簡單明快。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 10 Unigraphics 軟件是世界上頂尖的設(shè)計、工程及制造系統(tǒng)于一體的軟件 ,并 在 80年代后期 開始 引進(jìn)我國 , 廣泛的應(yīng)用 在 航空航天、汽 車、通用機(jī)械、模具等領(lǐng)域 。 近些年來 ,關(guān)于 UG 研究論 文不斷增加，越來越多 。 2020 2020 年的這段時間屬于發(fā)展期 ,每年發(fā)表的論 文數(shù)量都超過三位數(shù) 。這些數(shù)據(jù)表明 UG 在國內(nèi) 應(yīng)用更加普及，還說明 很多企業(yè)、科研機(jī) ，學(xué)校已經(jīng)認(rèn)識到 ug 的重要性，投入的研究也越來越大。 產(chǎn)品設(shè)計： NX 的 機(jī)械設(shè)計和制圖功能 十分強(qiáng)大 ， 在制造設(shè)計的過程中具有 高性能和靈活性， 可以滿足 復(fù)雜產(chǎn)品的需要 ，適應(yīng)不同的客戶。 模具設(shè)計 ： 關(guān)鍵是做好分模工作， UG 在這方面做得非常好，因此廣泛的流行。這些部件都是利用UG 軟件中的草圖，實體，拉伸 等特征或特征操作生成的。 前邊梁的結(jié)構(gòu)如圖所示： 牽引板支撐有三種不同的尺寸，但基本結(jié)構(gòu)類似現(xiàn)只展示其中一種 ,如下圖 ： 后邊梁結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 33 縱梁腹板 圖 34 前邊梁 圖 35 牽引支撐板 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 牽引銷板結(jié)構(gòu)如下圖所示： 橫梁 一需要三個，結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 36 后邊梁 圖 37 牽引銷板 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 14 橫梁二一個，結(jié)構(gòu)如下圖所示： 橫梁三也是一個，結(jié)構(gòu)如下圖所示 ： 圖 38 橫梁一 圖 39 橫梁二 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 UG 建模過程中的問題及解決方案 到此基本完成了車架零部件的建模， 設(shè)計過程中，老師給的資料給了我很大的幫助，在一些二維圖紙的參考下，成功建立了三維模型，沒有這個，真不知道從何做起。 這是非常重要的一點，在零部件的建模過程中，有一個部件出現(xiàn)了錯誤，在改正的過程中，不小心把裝配的約束給去掉了，在繼續(xù)添加部件時一直達(dá)不到理想的效果，已經(jīng)成型的車架模型跟散了架似得， 多次嘗試沒有結(jié)果后，只能決定重新建模，浪費了 許多時間和精力，深刻的體會到二把刀的痛苦。在建模的過程中，由于操作方面的失誤，很多達(dá)不到預(yù)期的效果，這個的解決主要是通過百度解決的， UG 愛好者這個網(wǎng)站也給了我很大的幫助。 車架總體建模展示 利用 UG 軟件里的裝配模塊進(jìn)行 零部件的裝配。 二是在裝配過程中需要首先看懂車架總成的電子圖，懂得各個部件的數(shù)量和位置，尤其是裝配過程中以哪一個部件為定位，部件之間的距離一定要把握好。最后是重新裝配了一遍。舉幾個例子， 1，我在裝配的過程中，最后裝的是上翼板和下翼板，第一次裝完之后上翼板略微往上翹，下翼板有點往里鉆，然后對照電子圖，發(fā)現(xiàn)縱梁腹板和上翼板出現(xiàn)了一些細(xì)微的尺寸問題，估計是畫圖過程中手不小心抖或者碰到了鼠標(biāo)。 2，在裝配過程中比較關(guān)鍵的一點就是選擇基準(zhǔn)，一般都是選擇較大的零件，然后就是選擇兩個零件的 接觸方式，比如：接觸，距離，對齊等 ，曾經(jīng)遇到的一個問題就是發(fā)生了過約束， 兩個零件不可以接觸到一塊，在確定不是操作問題和軟件不穩(wěn)定之后，只能是零件在畫的過程中出現(xiàn)了偏差，是縱梁腹板左部下方有一條線沒有垂直。 四 . 散裝水泥半掛運輸車 車架有限元分析 有限元方法簡介 有限元分析的基本思想 有限元分析法大約起源于 20 世紀(jì) 50 年代，當(dāng)時主要應(yīng)用于航空工程中飛機(jī)結(jié)構(gòu)的矩陣分析。 有限元分析基本思想是 利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實的物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬。 企業(yè)日常生產(chǎn)中，很多問題很難有精確解 ，而有限元不僅 大大提高了 計算精度，而且能 解決 各種復(fù)雜形狀 的問題 ， 在計算汽車各部件強(qiáng)度和剛度時 , 得到了廣泛的應(yīng)用，有限元方法 因而成為行之有效的工程分析手段。 有限元分析的基本步驟 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢