[00317892]工程车整车及关键结构件静动力特性有限元分析计算

成果简介

工程车是一个工程建设的主干力量，由于它们的出现才使工程的进度倍增， 大大减少了人力。混凝土搅拌车与泵车是工程建设中运用最广泛的工程车。混凝土搅拌车在使用过程中，会经历加速、减速、急刹车、转弯、上坡以及行驶在不平路面等各种工况，这使得混凝土搅拌车在使用过程中会承受各种复杂载荷，车架及薄弱环节易产生开裂；混凝土泵车工作环境恶劣，移动频繁，在浇注过程中臂架姿态复杂多变，易造成各臂架之间联接件的破坏。因此对混凝土搅拌车与泵车等工程车整车及关键结构件静动力特性的研究具有重要的实际应用价值。

在混凝土搅拌车车架系统及泵车臂架系统开发早期阶段应用 CAE 技术，仿真产品的各种性能来引导设计，提供产品品质验证并优化细节设计，保证开发质量， 最终达到缩短产品的市场化周期，缩短产品开发周期的目的。

本项目利用有限元分析软件 ANSYS，针对某公司的 12m3 混凝土搅拌车车架系统及 42m 混凝土泵车臂架系统的静、动力学性能进行了研究，找出了混凝土搅拌车副车架开裂和泵车臂架系统联接弯板开裂的原因，对原有不合理的局部结构进行了改进和补强，从实际使用情况来看，改进后的结构其强度和刚度都得到了相应的提高，混凝土搅拌车副车架开裂和泵车臂架系统联接弯板开裂现象明显减少。

成熟程度和所需建设条件

本项目成功应用于华菱星马汽车股份有限公司的产品研发及结构优化，结果表明优化后的混凝土搅拌车车架及泵车臂架系统强度和刚度满足要求，经济和社会效益明显。

技术指标

研究不同设备的力学模型、边界约束条件、各种载荷工况下的静、动力特性， 并提出合理可行的改进建议和措施，提高设备运行的可靠性。

市场分析和应用前景

利用三维设计软件 SOLIDWORKS 及通用有限元软件 ANSYS 对混凝土搅拌车车身、车架和混凝土泵车臂架系统进行了建模，及模态、刚度、强度计算，及时发现原有设计中存在的不足，并提出合理可行的改进措施，可以有效缩短产品的开发周期和市场化周期。该项目研究成果具有自主知识产权，具有较好的推广价值和应用前景，可为国内同行业使用和借鉴。

社会经济效益分析

项目实施以来，由于找出了混凝土搅拌车车架及泵车臂架系统容易开裂的薄弱环节及原因，并针对性的进行了合理的局部结构优化，有效的降低了设备的故障率，提高了产品的信誉，增强了产品的竞争力。