高压气体长管半挂车车架有限元仿真与优化.pdf

TECHNIC FORUM /技术论坛 2011/01 高压气体长管半挂车车架有限元仿真与优化 AnalysisandOptimizationonLong-tubeSemi-trailerFramefor 李明祥 黄重国 董红磊 LIMing-xiangetal 北京科技大学机械与工程学院 北京 100083 摘 要：运用CATIA软件对高压气体车架进行三维实体参数化建模，并将模型导入ANSYS 软件中 建立车架结构有限元的实体单元模型，对车架在弯曲和扭转两种工况下的应力特性进行深入研究， 对车架进行性能分析评价；利用APDL语言建立车架纵梁的优化模型，运用ANSYS Designopt模块 对现有车架纵梁结构尺寸进行优化设计。根据该特种车的实际使用工况和应力特性的分析结果提出 专用车架设计方案，为设计新型长管半挂车提供参考依据。 关键词：长管半挂车 车架 有限元 仿真 优化 第一作者：李明祥，男， Abstract The three-dimensional entity parametric model for long-tube semi-trailer frame was built by 1987年生，硕士研究生，现从 库 事高压气体运输设备的研究。 using CATIA software. Then the model was incorperated into ANSYS software to establish the frames solid element model and a intensive research was made on frames stress characteristics in bending and 例 twisting. The optimized model offramelongeronwas established by UsingAPDLand itsdimensionswas optimized using ANSYS Design opt module. Finally, the special frame design scheme was put forward according to theactual operation conditionofsemi-trailer and stress characteristics analysis results which 案 canprovidereferencevalue fornewsemi-trailerdesign. E Keywords long-tubesemi-traile;frame;finiteelement;simulation;optimization A + 中图分类号：U469.76; U469.5 3 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)01-0062-04 C 模 1 前言 随着工业气体的发展及清洁能源天然气的普及，天然气等高 凯 压气体的异地间输送与日俱增。由于管网的初始投资高、能量消 O 耗大以及传统中小容积气瓶运输量小，难以实现连续供气等，使 得介于管网输送和中小气瓶装运之间的高压气体长管半挂车（如 E M 图1）得以迅速发展。长管半挂车的上装是由几只甚至十几只大容 A 积钢质无缝气瓶装配在一起，并将气瓶头部