基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107657096A(43)申请公布日2018.02.02(21)申请号201710832743.9(22)申请日2017.09.15(71)申请人内蒙古北方重型汽车股份有限公司地址014030内蒙古自治区包头市稀土高新区北重路北方股份大厦(72)发明人董志明杨芙蓉郭海全刘文忠李显武宋黎明段景飞潘艳君丁浩然闫海军杨哲王庆超王晓磊贾占军(74)专利代理机构北京康盛知识产权代理有限公司11331代理人张良(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法(57)摘要本发明公开了一种基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，包括：建立车厢内部空间轮廓，采用离散元的方法计算散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力；近似拟合散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力，以作为有限元分析时的载荷输入条件；确定物料对车厢的载荷，采用有限元的方法对车厢进行应力和应变分析，根据应力和应变分析结果对车厢的强度进行综合评估。本发明针对矿用自卸车在不同工作环境下对车厢的载荷分别加以研究，能够系统地评估车厢的力学性能，并作为评判设计的依据。CN107657096ACN107657096A权利要求书1/1页1.一种基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，包括：建立车厢内部空间轮廓，采用离散元的方法计算散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力；近似拟合散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力，以作为有限元分析时的载荷输入条件；确定物料对车厢的载荷，采用有限元的方法对车厢进行应力和应变分析，根据应力和应变分析结果对车厢的强度进行综合评估。2.如权利要求1所述基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，其特征在于：建立车厢内部空间轮廓，采用离散元的方法计算散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力，具体包括以下步骤：根据车厢的几何尺寸建立车厢内部空间轮廓；用堆装方法将物料填充到建立的车厢内部空间轮廓，此时设定车厢是刚性的；采用离散元的分析方法计算物料对车厢侧板、底板、前板的压力。3.如权利要求1所述基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，其特征在于：采用数学方法用公式近似拟合物料对车厢侧板、底板、前板的压力；压力σ＝ρ×gx×x×1/7，ρ为物料的密度，x为平均名义直径，gx为x方向的加速度。4.如权利要求1所述基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，其特征在于，综合评估具体包括：根据车厢的实际几何尺寸建立车厢的三维模型，并将其导入到有限元软件中，在有限元软件中建立有限元模型；定义车厢的材料特性，对车厢划分有限元网格，定义各零部件之间的接触方法，根据三维模型和材料特性建立车厢的有限元模型；根据车厢的结构特点和安装方式定义车厢的边界条件；将物料对车厢侧板、底板、前板的压力作为载荷施加到车厢上，根据施加载荷和边界条件进行有限元分析；获取车厢各零部件的应力、应变等结果数据，对车厢的强度进行综合评估。5.如权利要求4所述基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，其特征在于：边界条件包括定义车厢和车架之间的接触条件，以及定义车厢和车架铰接孔约束。2CN107657096A说明书1/3页基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法技术领域[0001]本发明涉及一种车厢强度的评估方法，具体说，涉及一种基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法。背景技术[0002]矿用自卸车主要应用于露天矿山散装物料的运输，车厢作为矿用自卸车重要部件之一，在实际工作过程中承受着多种载荷，比如扭转、弯曲、冲击、振动；车厢的额定载重量是车厢自重的7到10倍，车厢自重占整车整备质量的15％-25％；并且车厢和物料对车架的作用是车架设计过程中需重点考虑的因素。所以说在设计过程中准确地计算和评估车厢的强度，对于车厢轻量化设计、提高车厢寿命、研究车厢对车架的作用、提高运输效率等方面有着极为重要的意义。[0003]矿用自卸车运输的物料涉及到多种类型，有煤炭、金属矿山、土石方等，不同的物料其密度和堆装系数也不同，对车厢的载荷也有所不同。当下缺少一种在设计时计算和分析车厢的强度的依据，以至于很难评估车厢的强度和寿命。发明内容[0004]本发明所解决的技术问题是提供一种基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，针对矿用自卸车在不同工作环境下对车厢的载荷分别加以研究，能够较为系统地评估车厢的力学性能，作为评判设计的依据。[0005]技术方案如下：[0006]一种基于有限元的矿用自卸车车厢强度评估方法，包括：[0007]建立车厢内部空间轮廓，采用离散元的方法计算散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力；[0008]近似拟合散装颗粒物料对车厢底板、侧板、前板的压力，以作为有