本文關鍵詞：液體防晃運輸罐車的開發(fā)研究

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【摘要】：近年來,我國國民經(jīng)濟得到迅速發(fā)展,而汽車運輸業(yè)在國民經(jīng)濟和運輸結構中占據(jù)著非常重要的位置。但是,液罐車在實際使用過程中情況較為復雜多變,行駛過程中的制動、轉彎、加(減)速等都會導致罐內液體發(fā)生晃動。流固耦合現(xiàn)象普遍存在于自然界中,而液罐車在行駛過程中罐內液體的晃動是一個非常典型的氣液兩相流固耦合現(xiàn)象。罐內液體晃動不僅造成罐車重心位置的改變,降低液罐車行駛穩(wěn)定性,同時液體晃動產(chǎn)生的沖擊載荷也會導致罐車結構發(fā)生破壞。本論文借助有限元仿真分析軟件ANSYS,基于氣液兩相流固耦合原理對半掛液罐車在緊急制動工況下的罐內液體晃動以及罐壁結構應力進行仿真分析。分析計算出液罐車在罐內液體晃動影響下的罐體結構應力、應變及其分布情況,進而為后續(xù)罐體的結構設計及優(yōu)化過程提供理論依據(jù)。論文首先回顧了液罐車的發(fā)展歷史及液體晃動的研究進展,總結了現(xiàn)有的經(jīng)驗和成果,明確了研究內容、研究思路和技術路線。然后對論文撰寫所應用的主要理論進行了闡述,包括罐車結構、流固耦合等理論基礎。最后根據(jù)工程圖紙建立罐體三維實體模型,將其導入到有限元軟件ANSYS Workbench中進行有限元前處理操作。本文采用單向流固耦合分析方法計算罐體結構應力、應變,從而研究罐內液體晃動對罐體結構的影響,基于這種影響對罐體結構進行優(yōu)化改進并對其仿真分析。本文提出一種具有封閉防波板的罐體結構,該結構內部被封閉罐艙壁隔成許多罐艙,前面的罐艙全部充滿液體,只有最后一個溢流艙盛有部分液體,這種結構的罐體其內部液體晃動沖擊小。
【關鍵詞】：液罐車 液體晃動 流固耦合 應力 ANSYS Workbench
【學位授予單位】：山東交通學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.61
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11-15
• 1.2.1 罐式容器的發(fā)展及趨勢11-13
• 1.2.2 罐內液體晃動的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究內容15-17
• 2 理論基礎17-24
• 2.1 液罐車罐體結構17-19
• 2.1.1 筒體17-18
• 2.1.2 封頭結構18
• 2.1.3 隔板18-19
• 2.1.4 防波板19
• 2.2 液罐車的罐體設計計算19-21
• 2.3 流固耦合基礎21-24
• 2.3.1 流固耦合基本原理21-22
• 2.3.2 ANSYS流固耦合分析22-24
• 3 罐體分析模型的建立24-34
• 3.1 液罐實體模型24-27
• 3.1.1 液罐殼體24-25
• 3.1.2 封閉隔板25
• 3.1.3 防波板25-26
• 3.1.4 模型簡化26-27
• 3.2 模型材料參數(shù)設置27-28
• 3.2.1 罐體的材料參數(shù)27
• 3.2.2 空氣參數(shù)的確定27-28
• 3.3 有限元模型的建立28-31
• 3.3.1 單元類型的選擇28-30
• 3.3.2 罐體的有限元網(wǎng)格劃分30-31
• 3.4 邊界條件的確定31-32
• 3.4.1 液罐車的工況載荷31-32
• 3.4.2 仿真車速速度32
• 3.4.3 仿真時長32
• 3.5 有限元模型的靜態(tài)結構分析32-34
• 4 緊急制動工況下不同充液比對液罐車罐體的影響分析34-55
• 4.1 ANSYS Workbench軟件簡介34-35
• 4.2 流固耦合求解流程35-36
• 4.2.1 流固耦合分析流程35
• 4.2.2 Workbench流固耦合分析界面35-36
• 4.3 流固耦合分析設置36-38
• 4.4 模型流固耦合仿真計算38-55
• 4.4.1 50%充液比的流固耦合分析38-44
• 4.4.2 70%充液比的流固耦合分析44-48
• 4.4.3 90%充液比的流固耦合分析48-52
• 4.4.4 100%充液比的流固耦合分析52-55
• 5 新型防波板罐體結構55-66
• 5.1 相同充液比不同容積的罐體分析55-64
• 5.1.1 1號罐體的流固耦合分析55-58
• 5.1.2 2號罐體的流固耦合分析58-60
• 5.1.3 3號罐體的流固耦合分析60-64
• 5.2 新型罐體結構受力分析64-66
• 6 總結與展望66-68
• 6.1 全文總結66
• 6.2 工作展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 在研期間主要科研成果72

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本文編號：1068411