tld110宽体自卸车车架有限元分析与优化设计

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1、分类号：U4610710-2015125117硕士学位论文TLD110宽体自卸车车架有限元分析与优化设计马锡勇导师姓名职称焦生杰教授申请学位类别工学硕士学科专业名称工程机械论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期2018年5月18日学位授予单位长安大学OptimizationdesignandfiniteelementanalysisontheframeoftheTLD110wide-bodytrucksAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MaXiyongSupervisor：Prof.JiaoShengj

2、ieChang’anUniversity,Xi’an,China摘要宽体自卸车是公路施工、矿山开采、建筑施工等野外作业的运输车辆，其工作条件十分恶劣。车架是宽体自卸车的承载基体，它不仅承担着货箱、货物、自卸车底盘以及各种动力总成的重量，而且还要承受宽体自卸车在装载、行驶与卸载过程中所产生的各种力和力矩。宽体自卸车车架的可靠性不仅决定了自卸车能否正常工作，并且还会影响自卸车的行驶安全性。因此，对宽体自卸车车架结构进行深入研究十分必要，意义重大。本文以TLD110宽体自卸车车架为研究对象，首先利用三维建模软件Pro/E建立了车架几何模型并进行适当简化；然后导入有限元软件

3、，在Hypermesh中建立了车架基于板壳单元的有限元模型，对车架在满载弯曲、满载扭转、紧急制动和紧急转弯四种典型工况下施加了相应的载荷条件与约束条件，在OptiStruct中进行了静态强度、刚度分析，得到了车架在四个典型工况条件下的应力分布与变形分布，确定了车架结构的危险区域；之后在矿区道路条件下进行了车架动态应力试验，各测点实测值与仿真计算值基本一致，两者误差小于15%，验证了有限元模型和分析方法的正确性。另外，根据车架在实际工作过程中可能承受的激振频率范围选取1-110Hz为计算频率对车架结构进行了自由模态分析，得到了车架前12阶固有频率与振型图，并对其振动特

4、性进行了评价。最后，以车架质量最小为目标，以车架部分构件的厚度为变量，在保证强度和刚度的前提下对车架进行了尺寸优化，达到了车架轻量化的设计目的。关键词：宽体自卸车，车架，有限元分析，试验研究，模态分析，优化设计IAbstractWide-bodydumptruckisatransportvehicleforhighwayconstruction,mining,buildingconstructionandotherfieldoperations.Itsworkingconditionsareverybad.Itnotonlybearstheweightofpacki

5、ngbox,cargo,dumptruckchassisandvariouspowerassemblies,butalsobearsallkindsofforcesandtorquesproducedbytheWide-bodydumptruckinthecourseofdriving,loadingandunloading.ThereliabilityoftheWide-bodydumptrucknotonlydetermineswhetherthedumptruckcanworkproperly,butalsoaffectsthedrivingsafetyoft

6、hedumptruck.Therefore,itisnecessarytostudytheframestructureofwide-bodydumptruck,whichisofgreatsignificance.Inthispaper,theframeofTLD110Wide-bodydumptruckistakenastheresearchobject.Firstly,thegeometricmodeloftheframeisestablishedbyusingthethree-dimensionalmodelingsoftwarePro/E,andthenth

7、efiniteelementmodeloftheframebasedontheshellelementisestablishedinthefiniteelementsoftwareHypermesh.Thestaticstrengthandstiffnessoftheframeunderfourtypicalconditionsoffullloadbending,fullloadtorsion,emergencybrakingandemergencyturningareanalyzedinsoftwareOptiStruct.Thestressanddeform