某不锈钢车水箱安装框架强度分析与结构优化

刘莉

摘要：文章对某不锈钢车的水箱安装框架结构进行了有限元静强度分析，参考静强度计算结果，对安装框架进行了结构优化，并进行了有限元静强度分析和疲劳强度分析，结果表明，优化方案满足结构强度要求。

关键词：不锈钢车；水箱；安装框架；框架强度；结构优化 文献标识码：A

中图分类号：U469 文章编号：1009-2374（2016）30-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.015

1 概述

某不锈钢车水箱安装框架在设计过程中采用了大量的角焊缝，为了保证车辆在运行过程中水箱结构的安全可靠，需要对水箱满载状态安装框架结构的强度以及焊缝的疲劳强度进行仿真分析和校核。文章采用有限元法对该不锈钢车的水箱安装框架结构进行了有限元静强度分析。在分析过程中，对安装框架进行了结构优化，并对优化方案进行了有限元静强度分析和疲劳强度分析，结果表明，优化方案满足结构强度要求。

2 水箱安装框架结构及静强度分析

2.1 水箱安装框架结构

某不锈钢车的水箱安装框架结构由矩形管、C型梁、扇形板、连接板、弯梁等组成，每个水箱通过8个螺栓两端固定在矩形管上。水箱安装框架（带部分车体）初始有限元模型如图1（a）所示。按照相关要求，在进行仿真分析计算时按照每个不锈钢水箱554kg计算。

（a）水箱安装框架初始有限元模型（b）优化方案有限元模型

图1 水箱安装框架有限元模型

2.2 有限元模型

某不锈钢车的水箱安装框架结构及部分车顶主体采用板壳单元（shell181）进行离散，用实体单元（SOLID185）模拟塞焊连接。……