一种危化品运输车罐体强度的分析

王建业

本文利用CAE分析，通过建立一种危化品运输车（下简称：液罐车）的实体简化模型，对其罐体的结构刚度进行分析计算，计算出罐体在垂直工况、转弯工况、制动工况等各种工况下的极限受力和力学应变情况，以此分析304不锈钢材质用来制作罐体的有效性和可行性。

1整车方案的布置

根据对陕汽《公告》车型的数据对比和项目对技术参数的要求，选取陕汽生产的型号为S×5256GYYMJ469（6×2）的底盘。改装后的整车结构尺寸示意图如图1所示。

2几何模型的建立

該液罐车的上装部分主要由罐体总成、人孔、底部副车架组成。罐体总成采用304不锈钢焊接结构，主体厚4mm，罐体前后封头厚5mm，防浪板厚4mm。副车架总成为型材焊合结构，主纵梁及贴板厚1mm，车架与罐体焊接处垫板厚1m m。副车架通过连接座连接安装在底盘车架上。分析时，约束底盘车架与前轴、后桥实际的固定位置。图2、图3为罐体和副车架的有元分析网格模型。

2.1有限元模型

面单元平均尺寸：20mm：体单元平均尺寸：20mm：

结点数量：39.8万：单元数量：40.3万。

2.2载荷参数，见表1。

2.3工况边界条件

本文选择垂直加速工况、转弯工况和制动工况3种工况作为模拟实际工况进行受力分析，其3种工况的边界条件如图4～6所示，通过施加荷载进行CAE分析，考察罐体的应力与位移分布情况，为设计提供理论指导。

3模拟结果分析

3.1垂直加速度工况下模拟结果分析

由图7可以看出，在垂直加速度工况下，最大位移在如图示罐体侧面下部，数值为3.23mm。此数值在设计理论位移范围之内内，刚度满足使用要求。

3.2制动工况下模拟结果分析

由图8可以看出，最大位移在第一片防浪板中部，数值为2.11mm。此数值在设计理论位移范围之内，刚度满足使用要求。

3.3转向工况下模拟结果分析

由图9可以看出，最大位移在罐体最上部纵梁处，数值为20.89mm。由底盘参数可知，此处位移设计理论值为50mm;故此数值在设计理论位移范围之内，刚度满足使用要求。

4本章小结

本文应用CAE分析软件HyperMesh对罐体进行了前处理和网格划分，应用求解器软件Radioss进行了模型计算，应用后处理工具HyperView进行了数据分析。首先对罐体进行了有限元模型建立、根据分析要求对结构进行简化，并进行了单元选择、网格划分、施加约束与载荷等预处理。前处理完成后，对罐体垂直加速工况、转弯工况和紧急制动工况的应力与位移分布情况进行分析计算，得到了在各种工况下，产品刚度和位移情况均满足使用要求，安全性较高。