液罐车车体制动工况下的仿真分析研究.pdfVIP

学兔兔 第 2期 (总第 195期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．2 2016年 4月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Apr． 文章编号 ：1672—6413(2016)02—0096—02 液罐车车体制动工况下的仿真分析研究 陈 哲 ，高建和 (扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127) 摘要 ：以某型罐车为数值模拟 的研究对象，基于流 固耦合理论 ，运用 Fluent及 StaticStructural对其紧急制 动工况下的应力应变状态进行分析 ，为设计人员提供设计参考 ，同时也完善 国标 中关于罐车设计载荷 的评定 规范。 关键词 ：液罐车；流 固耦合 ；Fluent；紧急制动；仿真 中图分类号 ：TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 本文所涉及到的材料分为固体金属和流体两大 虽然罐车的发展得到了国家政策上 的支持 ，罐车 类 ，罐车简体材料为 5182H111铝合金，封头及防浪板 的质量得到了强制性产品认证制度 的保证 ，但总体上 为 5083铝合金 ，车架部分材料为 Q345钢，流体域材 来讲，我国罐车技术与发达 国家相比还处于较低水平 ， 料为液化天然气和空气 。金属材料及流体材料的参数 多年来 ，罐车 中的关键技术没有得到根本突破 ，如材 分别如表 1、表 2所示。 料 、结构、工艺、技术含量 、耐久性 、舒适性乃至安全性 等方面。因此，提升技术是发展罐车的根本所在。 我国大多数罐车的设计来源于抄袭、模仿，少数高 端罐车通过技术引进或参照国外产品做适当 “国产化” 而成，缺乏开发新产品的自研能力口]。所以，提高罐车 的设计 、制造水平是有效提升产品质量 的一个有效途 径 。针对此 ，本文以某型罐车为研究对象，对其紧急制 动工况下的应力、应变状态进行分析 ，为设计人员提供 图 1 罐车模型网格划分效果 图 参考。 表 1 罐体材料参数 1 某型罐车有 限元模型 的建立 材料 I弹性模量(MPa)1泊松比l密度(kg·m一。)旧服极限(MPa) 1．1 模型的简化 5182H 111 7× 1O 0．33 2．75× 1O3 130 在建立有限元分析模型时，忽略焊缝对结构强度 5083 7× 1O 0．33 2．75× 1O0 180 的影响，由此 ，将罐体内由焊接工艺连在一起的各结构 表 2 流体域材料参数 (标准海平面大气压 。25。C时) 件看成一个整体 。为了简化计算 ，建模过程 中对于罐 液体材料 密度(kg ·m_”) 动力黏性系数(kg／m ·s) 体中一些小型非承载件予 以省略。基于 以上简化原 液化天然气 438 1．06×103 则 ，罐体模型由7块 防浪板 、前后封头及简体构成 ，防 空气 1．29 1．81×10—5 浪板将简体分成 8个舱室，且各舱室容积均不等。考 1．4 制 动 工况 虑到各结构部件厚度较罐体长度要小得多，所 以在 根据罐车工作要求_2]可知，制动工况下罐车的行 workbenchgeometr