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1、研究与分析摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2015年第3期(第28卷,总第137期)·机械研究与应用·*基于邓肯-张本构的后装压缩式垃圾车车厢有限元分析彭摇旋,唐华平(中南大学机电工程学院,湖南长沙摇410083)摘摇要:以邓肯-张非线性本构模型模拟压缩垃圾的应力-应变关系,在ANSYS中建立了压缩垃圾的邓肯-张三维本构模型;通过分析垃圾压缩过程中垃圾的密度变化,建立垃圾密度关于垃圾车加载次数的密度分布模型;最后分析满载挤入工况下车厢和垃圾的受力情况,用有限元方法计算出该工况下车厢的应力,将实验测试
2、结果和仿真结果相比较,试验值与仿真值误差范围在10%左右,验证了有限元模型以及垃圾本构模型的准确性。关键词:有限元分析;后装压缩式垃圾车;邓肯-张模型;垃圾本构模型中图分类号:TP391.9摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2015)03-0014-03FiniteElementAnalysisofRear-LoadedGarbageCompressingCartBasedonDuncan-ChangConstitutiveModelPENG摇Xuan,TANGHua-
3、ping(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniversity,ChangshaHunan摇410083,China)Abstract:Inthispaper,thestress-strainrelationshipofgarbageissimulatedbyusingtheDuncan-Changnonlinearconstitu鄄tivemodel,andthe3DDuncan-Changconstitutivemode
4、lofcompressiongarbageisestablishedinANSYS;accordingtothea鄄nalysisofgarbagedensitychangeintheprocessofcompressing,thegarbagedensitydistributionmodelofthegarbagedensityaboutloadingtimesisalsoconstructed.Finally,theforcesituationofgarbageandcarriageinfull-l
5、oadinvadingconditionisanalyzed,andthestressofcarriageinsuchconditionisthencalculatedwiththefiniteelementmethod.Bycomparingthere鄄sultsofexperimentandsimulation,itisfoundthattheerrorrangeisabout10%,whichcouldprovethefiniteelementmodelandtheconstitutivemode
6、lareeffective.Keywords:finiteelementanalysis;rear-loadedgarbagecompressingcart;Duncan-Changmodel;garbageconstitutivemod鄄el0摇引摇言-张本构模型模拟垃圾的应力应变关系。邓肯-张模后装压缩式垃圾车是城市中最常见的环卫车型,型是国内外广泛采用的岩土模型,其应力应变曲线为在垃圾车装卸载垃圾的过程中,垃圾及填料器产生的双曲线,主要优点是可以利用常规三轴固结排水剪试载荷会加载到车厢上,从而影响
7、垃圾车车厢的使用寿验确定模型参数,参数测试简单,应用方便。命,但由于垃圾成分复杂使得垃圾车在进行加卸载时1.1摇邓肯-张E-B本构模型的受力也很复杂导致对垃圾车进行力学分析比较困Duncan和Chang根据常规三轴试验的结果提出难,笔者以建立压缩垃圾本构模型为基础,使用AN鄄了在某一围压滓3下,在变形过程中t时刻土体体积SYS软件对后装压缩式垃圾车满载挤入工况进行有模量和弹性模量可以表示为:2限元仿真分析,得到相应工况下垃圾车车厢的应力分Et=Ei(1-RfS);Ei=kPa(滓3/P)(1)布情况并与
8、现场试验结果相对比,验证了有限元模型滓1-滓3S=(2)(滓-滓)的正确性,为以后进行压缩式垃圾车车厢的应力分析13fB=kP(滓/P)(3)提出了一种新方法。tba3a1摇压缩垃圾模型的建立由摩尔库伦定律有:2ccos渍+2滓sin渍后装压缩式式圾车主要运载对象为城市生活垃(滓-滓)=3(4)13f1-sin渍圾。城市生活压缩垃圾成分复杂力学特性难以确定,[1]式中:Rf为材料破坏比;Ei为初始弹性模量;Pa为大经研究表明压缩垃圾的力学特
