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复杂工况下拉臂式垃圾车拉臂装置强度分析及结构优化
| 论文题名： | 复杂工况下拉臂式垃圾车拉臂装置强度分析及结构优化 |
| 关键词： | 车厢可卸式垃圾车;拉臂装置;优化设计;有限元分析 |
| 摘要： | 近几年来，我国快速发展带来的环境问题也使得人们越来越重视。城市生活垃圾产生量日益增大，随着垃圾的增多，垃圾焚烧厂也越建越多，同时垃圾运输压力也随之增大。车厢可卸式垃圾车（也称拉臂式垃圾车）是一种高效、便捷的垃圾运输车辆，可以在短时间内独立完成垃圾箱的装卸作业，提高垃圾处理效率，在我国环卫行业得到广泛的应用。 拉臂装置在工作时，受力状态复杂多变，拉臂装置的可靠性直接决定拉臂式垃圾车的安全性。本文以拉臂式垃圾车为研究对象，对其关键部位拉臂装置进行强度分析及结构优化设计，以提高产品的安全性与可靠性。论文的主要研究工作和研究成果如下： （1）针对扬州盛达某型号拉臂式垃圾车完成了拉臂车整车装配图、拉臂装置总成图及关键部件总成设计。 （2）在ANSYS Workbench中建立有限元模型，对工作过程中五个工况进行了瞬态有限元分析，得出拉臂结构各部分的应力、应变分布情况。在工况二即拉臂机构运动到吊臂水平状态，吊钩受力最危险，最大应力有746.61MPa，具体位置在吊钩与吊钩固定块连接处，吊钩改用30CrMo材料，经过热处理（880℃淬火+540℃回火），抗拉强度可以达到930MPa，可满足设计要求。其次是举升油缸与拉臂机构的旋转轴孔处也有应力集中的现象，在工况一中表现最为明显，最大应力有560.99MPa。基本臂改用了BS700MC材料，抗拉强度可以达到750MPa，可满足设计要求。在伸缩臂L形折弯处也会出现应力集中，最大为353.52MPa，伸缩臂改用BS500MC材料，抗拉强度可以达到550MPa，可满足设计要求。 （3）完成了实车关键部位的应力测试，并与有限元分析结果进行对比。研究结果表明：有限元应力分析与实车应力测试结果相差不到8%，两者基本吻合，证明应力测试点的有限元分析结果是准确有效的，并可以推定对拉臂装置的所有有限元分析的结果都是准确有效的。 （4）使用nCode软件对拉臂机构和车架进行了寿命分析。研究结果表明：在28t载荷时，活动车架后部与侧板焊接处为最低寿命点，通过寿命计算时同样是该点寿命最低，为24968循环。 论文研究工作对优化车厢可卸式垃圾车拉臂装置的设计，提高产品的安全性和可靠性具有重要的指导作用和工程应用价值。 |
| 作者： | 张士伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王树林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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