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本论文结合江苏省科技成果转化专项资金项目“高效环保压缩式垃圾车集成创新与产业化”(项目编号:BA2009099),以悦达专用车有限公司YD5070ZYS悦达牌5m3密封后压缩式垃圾车填料器为基础模型,利用Pro/engineer自带的二次开发工具Program建立填料器参数化模型;并通过Hyperworks对填料器及其零部件进行有限元建模、力学性能分析以及通过Optistruct对下刮板、上刮板和侧板分别进行拓扑优化及尺寸优化。 论文共包括以下内容: 1.填料器零部件参数化建模 以5m3后压缩式垃圾车的填料器为基础模型,并参考工厂实际设计经验,利用Pro/engineer二次开发平台Pro/grogram,采用自下而上的方法,建立填料器零部件参数化模型,并提取每个参数化零部件的主参数。 2.填料器装配体参数化建模 共提取7个总装主参数,进行参数化建模。基于Pro/engineer二次开发平台Pro/grogram建立输入窗口,并采用等比例缩放法及不同参数输入法生成最终的参数化模型。 3.建立填料器分总成零部件以及整体有限元模型,并进行力学特性分析 以壳单元为主,对局部进行合理的简化,利用Hyperworks网格划分模块Hypermesh对填料器零部件以及整体进行有限元建模。利用Hyperworks子模块Optistruct对填料器零部件进行模态分析;在模拟最恶劣工况约束和载荷的作用下,对填料器零部件进行静力分析。 4.对下刮板进行拓扑优化及尺寸优化 针对下刮板力学特性,基于基频、应力、应变以及质量等关键因素提出合理的约束条件及优化目标,利用Hyperworks子模块Optistruct对下刮板进行拓扑优化,然后对拓扑优化结果进行尺寸优化。在降低质量7%的情况下最大应力下降7%,最大应变下降11%,基频提高3.9%。 5.针对上刮板和侧板动静态特性进行灵敏度分析及尺寸优化 针对上刮板和侧板力学特性,基于基频、应力、应变以及质量等关键因素提出合理的约束条件及优化目标,利用Hyperworks子模块Optistruct对上刮板和侧板进行灵敏度分析及尺寸优化。上刮板在降低质量23%的情况下最大应力下降2.3%,最大应变下降11.6%,基频提高2.2%;侧板在提高质量51.8%的情况下最大应力下降34.8%,最大应变下降55%,基频提高43%。