基于ansys的集装箱自装卸运输车有限元全参数建模与分析

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1、—————————————————————基于ANSYS的集装箱自装卸运输车有限元全参数建模与分析—————————————————————ParametricModelingandAnalysisofSelf-loadingContainerVehiclebasedonANSYS作者姓名：王文斌专业名称：机械设计及理论指导教师：成凯教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年05月30日摘要近年来，随着港口运输事业的快速发展，一种新型运输装备——集装箱自装卸运输车（以下简称集装箱自装卸车）崭露头角，成为各大货运公司的首选。集装箱自装卸车是集装箱运输的专用机械，能够利用自身装置完成

2、自装卸作业与车对车装卸作业；具有作业平稳，应用经济性强等优点；适用于缺少集装箱装卸设备的场所。然而，国内在相关领域的研发才刚刚起步，且对其研究程度仅限于传统的经验设计和初步的有限元分析，未涉及全参数建模，这极大地限制了自主开发。传统的验算分析过程是：1、利用HyperMesh软件对整车各结构进行详细建模；2、导入至ANSYS软件中施加边界载荷与约束；3、有限元分析与结果提取；4、对危险部位优化设计；5、二次建模再进行分析验算。纵观整个分析过程中，建模阶段工作繁琐、耗时过长，制约了产品的开发速度，延长了产品设计周期。如何针对侧面吊这一专有结构，提出一套普适于该结构下多个型号的快速、

3、高精度的建模方案，具有极大的研究意义。为解决这一问题，本文借助ANSYS参数化设计语言（APDL），将全参数自适应建模与分析思想引入集装箱自装卸车有限元分析过程中。以单元、组件及自装卸车这三个层次的设计特点，快速建立由梁、板、杆、实体以及连接单元构成的简化自装卸车结构全参数模型，并详细给出参数提取的命令程序。其次，本文通过理论验算为集装箱自装卸车的参数化分析提供参照对象与衡量结果精确度的标准。并针对某一型号下的自装卸车模型进行参数化分析，对比传统有限元分析与参数化分析的结果再次说明参数化分析在加快模型开发速度的同时，保证了整车分析结果的准确性。再次，为解决有限元分析结果中出现的部

4、分结构应力较大的问题，本文拟定一种快速寻优的方法对已存在的参数化模型进行优化设计。以结构的刚度为状态变量，强度为目标函数对危险区域优化，得出模型最优尺寸。并比对优化结果与原验算结果验证优化设计的可行性与重要性。最后，结合MicrosoftVisualStudio软件开发平台，将参数化建模、有限元分析、结果提取与结构优化设计四大有限元分析模块融合到同一用户操作窗口中，I并将控制程序封装处理，生成可执行文件，便于使用人员安装。工作人员只需输入模型参数尺寸，即可实现流程自动化地有限元分析与优化，大大节约了产品的设计时间。研究成果不但可应用在系列车型概念设计阶段的正向设计过程，还可根据参

5、数化分析结果逆向修改原结构，从而有效缩短产品设计周期，降低整体设计成本，为国内集装箱自装卸车企业自主研发提供有益的指导。关键字：集装箱自装卸运输车，参数化建模，ANSYS，有限元分析，结构优化IIAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentoftheharbortransportation,anewtypeoftransportequipment,self-loadingcontainertruck,hasgraduallyreplacedthetraditionaltransportmachineryaswellastheprefe

6、rredtransportequipmentofsomefreightcompanies.Self-loadingcontainertruckisakindofspecialcontainertransportmachinerywhosedevicescaneasilyhandlewithself-loadingandunloadingsituation.Itischaracterizedbyitssmoothoperationandhighlyeconomicaladoption.Thusitispracticalforplaceswherelackofcontainerhan

7、dlingequipment.Thissystemabsolutelyachievesthetargetofeffective"doortodoor"transportationtechnique.However,despitethatthedomesticresearchintherelatedfieldsisstillinitsinfancy,theresearchisconfinedtothetraditionalexperienceandpreliminaryfinite