自卸汽车举升液压缸力学分析及有限元仿真

姚立泽，李宁，李卓，张新敏

（1.102618 北京市 北京交通运输职业学院；2.063000 河北省 唐山市 天地科技有限公司唐山分公司）

0 引言

自卸汽车是利用车载动力驱动液压举升机构，将车厢与地面角度逐渐增大，并依靠车厢本身重力回位的车辆。自卸汽车的应用领域很广，涉足工业、矿业、电力、水利、建筑等多种行业领域，其主要用途为载运货物并能自动卸货，省去人工卸货环节，减少人力投入[1]。

自卸汽车按货物倾卸方向分类，可分为后倾式、侧倾式、三面倾卸式、底板翻式4 种类型，其中后倾式和侧翻式最常见，如图1 所示[2]。无论是哪种类型的自卸汽车，都靠液压系统提供动力，举升液压缸是液压系统的关键部件，液压选取与设计将影响举升汽车的使用性能、安全性能及工作效率。本文以自卸汽车举升液压缸为例，提出一种传统力学与仿真相结合的分析方法，提出优化改良建议，为各类汽车举升液压缸设计、选型提供参考。

图1 自卸汽车常见类型Fig.1 Common types of dump truck

1 液压缸主要参数

自卸汽车举升液压缸关键部件有缸体、活塞、活塞杆等，主要参数[3-4]具体见表1。

表1 举升液压缸主要参数Tab.1 Main parameters of lifting hydraulic cylinder

2 传统力学分析

缸体和活塞杆是液压缸的主要部件，其强度影响车辆举升安全、液压系统的使用寿命，因此要分别对缸体和活塞杆进行校核,具体方法借鉴丁绍南等对立柱、活塞杆等部件的校核计算方法[5]。

2.1 稳定性

举升液压缸完全伸长或仅伸出一半时均应按最不利工况考虑，前者因为液压缸过长而导致稳定性不利，后者是综合判断液压缸长度与载重而得出的稳定性不利工况。……