基于流固耦合算法的罐车防波板的分析

周 斌 马 力 张中正

（武汉理工大学 湖北 武汉 430070）

0 引言

罐车的防波板可以在其运行时减弱罐体内液体的冲击和吸收液体的振动能量，从而提高罐车的行驶稳定性和安全性。故对防波板进行强度校核和改进设计是十分必要的。相对于只考虑流体运动的计算方法，流固耦合算法所得结果更加准确。利用流固耦合效应分析工程问题主要应用于航空和船舶工业，在汽车工业上的应用还不广泛，对罐车进行流固耦合计算的研究还很少。北京理工大学宇航学院的周思达和刘莉在2010年6月阐述了运载火箭贮箱流固耦合的常用分析方法。2010年8月，向韬[2]等在考虑流固耦合效应的基础上运用Adina对某油罐车进行有限元分析，得到了罐车在几种典型工况下的应力分布及液面的分布情况。用流固耦合算法对防波板进行分析目前尚处于空白。本文通过Ansys软件模拟罐车制动时罐体内介质的晃动对两阻尼孔防波板产生的应力与应变，并对其强度行了校核。同时对比了防波板上阻尼孔的孔径、孔位与孔数的不同对罐内介质流动及罐体所受应力的影响，为防波板的进一步改进设计提供了真实有效的数据。

1 两阻尼孔防波板模型的建立

令罐车行驶的方向为x正方向，由于罐体关于中轴对称，为了减少计算量，只需在Ansys中建立介质和防波板的1/2几何模型，依次沿x负方向定义为：b1、b2、b3，其中b1和b2间的距离为2850mm，b2和b3间的距离为2900mm，材料为Q345，完成后如图1所示。

图1 防波板的几何模型