礦用自卸車的案例
AMEsim HCD建模經(jīng)典案例 礦用自卸車多級油缸建模
礦用自卸車時我們生活中常見的工程機械，見圖1（圖片取自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請及時告知）。
圖1 礦用自卸車
對于礦用自卸車機構(gòu)部分的建模，最重要的就是多級油缸部分的建模，詳見圖2。圖2取自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請及時告知。
圖2 礦用自卸車機構(gòu)簡圖
圖3 多級油缸結(jié)構(gòu)簡圖
圖3顯示了多級油缸的結(jié)構(gòu)簡圖，今天主要針對圖3所示簡圖完成多級油缸兩種方法：機理級建模、功能級建模。接下來我們將開始正文。其實對于多級油缸的建模，不止兩種方法，由于受限于篇幅，這里僅介紹兩種，有興趣的小伙伴可以私聊。（圖3取自網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請及時告知）
文中模型，不代表任何實際產(chǎn)品，僅作案例建模展示使用。圖4顯示的是多級油缸的運動視頻。
圖4 多級油缸運動視頻
文章來源：數(shù)值模擬交流之林
展開 基于HyperMesh和RADIOSS的礦用自卸車高強度車箱有限元分析
本文介紹了礦用自卸車高強度車箱結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，利用通用有限元分析軟件HyperMesh9.0，建立了高強度大箱的有限元模型。在此基礎(chǔ)之上，對礦用自卸車高強度大箱在靜載工況和舉升工況進行了靜強度分析，并進一步得出了大箱總成、U型結(jié)構(gòu)、前板總成、側(cè)板總成、后板總成、底板總成的應(yīng)力分布云圖。為了更加接近實際大箱的受力狀況，對U型大箱施加靜水壓力線形變化壓強，取動載系數(shù)為1.5。大箱和副車架之間采用GAP接觸單元。得到了比較理想的分析結(jié)果，初步驗證了設(shè)計的合理性。
梁江波 _基于HyperMesh和RADIOSS礦用自卸車高強度車箱有限元分析.pdf
solidThinking Inspire 在礦車后橋殼設(shè)計中的應(yīng)用
在三維軟件中，依據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)進行詳細的后橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時也實現(xiàn)了礦用自卸車后橋殼的輕量化設(shè)計。
關(guān)鍵詞：solidThinking Inspire 后橋殼 優(yōu)化設(shè)計 輕量化
1概述
礦用汽車主要運行于各種礦山和建筑施工場地，道路級別低，車輛的起動、制動和轉(zhuǎn)向非常頻繁，再加上負荷大，路面沖擊嚴重，故其工作條件十分惡劣[1]。后橋殼是礦用自卸車的承重和動力源的關(guān)鍵部件。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計在礦用自卸車的研制中占有相當?shù)姆至亢洼^大的難度[2]。后橋殼的設(shè)計不僅需要有足夠的強度和剛度，而且合理地減輕后橋橋殼的重量也是提高礦用自卸車性能的關(guān)鍵因素之一[3]。同時輕量化的趨勢要求各類零部件都在滿足強度要求的情況下質(zhì)量最小化。本文以礦用自卸車后橋殼的設(shè)計為例，應(yīng)用Altair公司的solidThinking Inspire軟件在概念設(shè)計階段對其進行最優(yōu)的結(jié)構(gòu)探索。根據(jù)優(yōu)化出來的拓撲模型，在三維軟件中進行詳細的后橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計。該應(yīng)用表明Inspire能輔助工程設(shè)計人員 獲取較優(yōu)的拓撲結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)[4]。
2優(yōu)化設(shè)計
2.1初始設(shè)計空間
在優(yōu)化設(shè)計開始之前，工程師通過Inspire創(chuàng)建大概的三維模型。礦用自卸車的后橋殼的初始設(shè)計空間定義如圖1所示。
展開 鉸接式電動輪自卸車動力學(xué)建模與仿真分析
（2）本文根據(jù)QC／T 76.8.1993《礦用自卸汽車試驗方法一平順性試驗》與GB／T4970.2009《汽車平順性試驗方法》的要求，分別對速度為20km／h、30km／h、40km／h的空載和滿載工況下的60t鉸接式電動輪自卸車多體動力學(xué)仿真模型，進行了路面激勵隨機輸入的平順性仿真試驗與分析。
仿真結(jié)果顯示：相同車速下，滿載工況下的整車行駛平順性能要優(yōu)于空載；相同工況下，整車行駛平順性能隨著車速升高而降低。由仿真結(jié)果評價指標值可知：本文研究的60t鉸接式電動輪自卸車，不同工況下的總加權(quán)加速度均方根值均處于合理范圍內(nèi)，乘坐舒適性能夠滿足礦用自卸車的使用要求；貨箱中心處、前油氣懸掛、前后橋等處的機械振動均處于合理范圍內(nèi)，整車平順性滿足礦用自卸車的使用要求。
（3）本文利用SIMPACK/AMESIM／Simulink協(xié)同仿真模型，參照國家標準GB／T6323.2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法》中的汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗方法和轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入試驗方法，對分別采用“等電動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩控制策略”和“基于車輪工作狀態(tài)和車輪路面附著特性識別的電動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩控制策略”進行差速控制的60t鉸接式電動輪自卸車的整車操縱穩(wěn)定性進行了仿真和分析。
仿真結(jié)果顯示：本文研究的鉸接式自卸車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，響應(yīng)迅速，執(zhí)行誤差小。采用“等電動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩控制策略”和采用“基于車輪工作狀態(tài)和車輪路面附著特性識別的電動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩控制策略”進行差速控制的鉸接式自卸車均具有不足轉(zhuǎn)向特性，穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能和轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)性能均符合車輛設(shè)計要求，且采用后一種差速控制策略的鉸接式自卸車具有更好的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能。總體上，相同工況下，車速越高操縱穩(wěn)定性越差。
來源： MBD之家
作者：笪穎帆
展開 
基于HyperWorks 的自卸車車架靜強度分析
本案例基于Altair HyperWorks 的慣性釋放原理對某礦用自卸車的車架進行CAE 靜強度分析，旨在找出
方案初期的設(shè)計缺陷，合理優(yōu)化車架結(jié)構(gòu)。有助于降低產(chǎn)品設(shè)計成本，縮短新車型的開發(fā)周期。
屈磊_基于HyperWorks的自卸車車架靜強度分析.pdf
自卸車副車架模態(tài)分析
自卸車副車架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
1. 問題描述
在車輛設(shè)計中，副車架作為車身主要重量的承載體，在工程應(yīng)用中承受復(fù)雜的載荷，如承載卸料是舉升作用產(chǎn)生的集中力與滿載時傳遞全部受力到主車架，是決定整車壽命的的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件。車架工作時產(chǎn)生的振動，會加速某些零部件的損壞，進而影響到整體車況。因此副車架的模態(tài)分析、模態(tài)參數(shù)識別，對整車動力性能分析、降低整車振動、減少部件的疲勞失效有著重要的作用。
車架模型，由副車架及安裝在副車架上的舉升裝置裝配而成，使用steel材料。重點考察車架系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)，得到車架自用模態(tài)參數(shù)（前10階）及該車架在工作狀態(tài)下的模態(tài)參數(shù)（前4階）。
2. 技術(shù)參數(shù)
2.1 副車架材料:
材料選擇為：鋼stee，選擇軟件默認材料。
2.2 三維模型如下圖所示
1.1 問題分析
副車架是由這些零部件按照一定的裝配關(guān)系裝配在一起的裝配體，主要是采用焊接形式連接在一起。
這里計算自由模態(tài)下的激勵頻率及約束模態(tài)下（將副車架底部兩根縱梁底面設(shè)置為固定約束）的激勵頻率。
2.
展開 基于catia自卸車防擺架裝置的功能分析
利用catia軟件可完成自卸車模擬實際工況和負荷下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析,并通過對比安裝防擺架和不安裝防擺架工況下的計算,獲得了以往需要耗費大量人力、物力和時間并通過實物試驗才能得到的數(shù)據(jù),從定量的角度分析防擺架以及整個上裝在自卸車舉升過程中應(yīng)力和形變的變化趨勢,為準確評價自卸車防擺架作用提供了可信的數(shù)據(jù)。
基于catia自卸車防擺架裝置的功能分析.PDF
同力重工北交所上市，屬于寬體自卸車的高光時刻又回來了
2020年開始，寬體自卸車行業(yè)開始向著兩個方向發(fā)展，一個是向更大噸位級發(fā)展，目前臨工、三一、徐工等廠家均推出了各自整車105噸、載重70噸級大噸級寬體自卸車；而山河智能、斗山等一些工程機械廠家也開始紛紛加入寬體車行業(yè)，推出70噸級的寬體自卸車。再一個是為響應(yīng)國家“碳達峰、碳中和”，而向著電動化等新能源方向發(fā)展。目前以同力、臨工為代表的頭部企業(yè)除了向大噸位方向發(fā)展以外，紛紛推出了電動化、無人駕駛等車型。
這次同力重工第一批北交所上市，預(yù)示著彰顯中國特色的寬體自卸車行業(yè)更加“高光”的時代即將到來。
有限元技術(shù)在某自卸車結(jié)構(gòu)改進中的應(yīng)用
2.2.5 載荷條件
載荷的施加，根據(jù)自卸車的使用條件，載荷按55噸計算，按著實際使用條件，分布到副車架上。根據(jù)實際使用條件，模擬了三種工況：彎曲工況，扭轉(zhuǎn)工況，轉(zhuǎn)彎工況。計算時，由于動力總成、駕駛室、油箱，電瓶等相對于載荷質(zhì)量較小，且考察的主要指標是整體鑄造橫梁，它們質(zhì)量對整體橫梁影響很小，所以計算時忽略了這幾處的質(zhì)量。
2.2.6 單元質(zhì)量檢查
在單元劃分時，殼單元主要控制了斜度（skewness）、錐度(taper)、雅可比（jacobian）、及長寬比（aspect ratio）。實體單元主要控制了棱長比（aspect ratio）、面翹曲（warping）及雅可比（jacobian）。
展開 HyperWorks在自卸車前軸設(shè)計中的應(yīng)用
本文介紹使用HyperWorks軟件，針對某自卸車前軸主銷斷裂失效現(xiàn)象進行有限元分析確定問題的本質(zhì)，由于超載導(dǎo)致該自卸車前軸主銷已無法滿足目前使用，遂進行新產(chǎn)品立項以徹底解決該嚴重失效問題并拓寬產(chǎn)品梯度。在新產(chǎn)品設(shè)計過程中通過使用HyperMesh建立完整的前軸有限元模型，使用RADIOSS（BulkData）模塊完成了對該模型的非線性準靜態(tài)分析，其分析結(jié)果為產(chǎn)品設(shè)計提供了參考依據(jù)，從而為汽車前軸零部件強度校核提供了一種有效方法。
高銀峰_HyperWorks在自卸車前軸設(shè)計中的應(yīng)用.pdf
基于SimSolid的自卸車連接支架的靜力分析
自卸車連接支架是自卸車車廂上連接車廂側(cè)板與頂蓋的一部分，由于自卸車在使用過程中，車蓋需要長期不停的閉合，這對連接支架的力學(xué)性能提出了很高的要求，其使用壽命直接關(guān)系著自卸車整裝車的壽命，對其研究有著重大意義，本文基于SimSolid軟件對連接支架做出簡單的靜力學(xué)分析。
基于SimSolid的燃料電池自卸車結(jié)構(gòu)性能分析
基于SimSolid的燃料電池自卸車結(jié)構(gòu)性能分析.pdf
300噸自卸車：HyperWorks在日立重卡制造的應(yīng)用
行業(yè)：重型機械
挑戰(zhàn)：增加負載能力 ； 減重 ； 達到預(yù)期產(chǎn)品壽命
Altair 解決方案：利用 HyperWorks 仿真驅(qū) 動設(shè)計進行結(jié)構(gòu)分析，通 過 OptiStruct 進行結(jié)構(gòu)優(yōu) 化，并利用后處理工具 HyperView 快速呈現(xiàn)分析 結(jié)果
優(yōu)點：降低材料成本 ； 提高有效負載性能 ； 提高分析效率
背景介紹
由日立設(shè)計并在其安大略省圭爾夫市工廠生產(chǎn)的大型礦用卡車已經(jīng)銷往世界各地，包括中國、哥倫比亞、印度尼西亞等露天開采項目需要重型運輸車的地方。日立公司分支機構(gòu)遍 及全球各地，其研制的機械設(shè)備種類繁多，從挖掘機到鏜床均有涉及。大型礦用卡車是其重 型設(shè)備產(chǎn)品家族之一。
“大”這個字并不能充分描繪自卸車這一龐然大物，該車體寬30英尺，能夠運載重達316 噸的有效負載。當車身傾斜卸載時，最大的卡車車身最高點距離地面47英尺。由于體積龐大，只能分塊運輸并在工作現(xiàn)場進行焊接裝配。
該自卸車裝載時，總重超過100萬磅。對于日立重卡制造（HTM）的設(shè)計工程師來說，其設(shè)計過程中的挑戰(zhàn)非常明確：降低材料成本，達到ISO標準并獲得客戶滿意的有效負載性能。AltairHyperWorks工程仿真軟件是幫助他們實現(xiàn)這些目標的關(guān)鍵工具。
挑戰(zhàn)
2005年，HyperWorks專家HarryTempelman到日立重卡制造公司任職技術(shù)分析經(jīng)理，便把HyperWorks帶到了日立。他把工作重點集中在使設(shè)計方案滿足ISO3471防翻滾保護系統(tǒng)規(guī)范（ROPS）和防落物保護系統(tǒng)規(guī)范（FOPS）的同時，降低駕駛室焊接結(jié)構(gòu)鋼的重量。
日立生產(chǎn)的大型卡車必須滿足防翻滾保護系統(tǒng)規(guī)范和防落物保護系統(tǒng)規(guī)范。
展開 非公路自卸車駕駛室的ROPS仿真分析 ￥5.99
創(chuàng)建剛性墻1
DYNA有兩種形式的剛性墻，一種是關(guān)鍵字為*RIGIDWALL_PLANAR，它可以定義一個剛性平面，并可以賦予初速度和質(zhì)量，但不能自定義的運動；另外一種是*RIGIDWALL_Geometric,它的子選項包括平面（FLAT），剛性矩形（PRISM），剛性圓柱（CYLINDER）和剛性球（SPHERE），這種剛性墻可以使用曲線來控制其速度或位移，使其按照使用者的意愿運動，本研究主要使用的是第二種，下面就具體創(chuàng)建方法簡單介紹下：
1） 在Model Browser中右鍵點擊Create>RigidWall，將card image改為RWGeometric，選定剛性墻所在的基點和法向，以確定剛性墻的位置和移動方向。
2） 在NSID中選擇事先創(chuàng)建好的節(jié)點集slave node，這樣這些點就將按運動曲線運動，雖然剛性墻定義的是無限大，但實際它的作用區(qū)域僅限于與它相關(guān)的這個節(jié)點集中的節(jié)點；
3） Motion type 選擇displacement，選擇位移矢量的方向余弦，以定義位移矢量的方向，0，1,0和0,5,0是一個效果。
4） 在LCID中選擇之前創(chuàng)建的disp_control曲線
5） 可以用birth和death來控制剛性墻生效和失效的時間，這也是本研究的重點之一，即將失效點的時間定義為結(jié)構(gòu)滿足側(cè)向加載和側(cè)向吸能要求的時間。本剛性墻直接定義為0ms生效，3ms失效。
5. 創(chuàng)建剛性墻2
創(chuàng)建剛性墻2的方法和上述一致
6. 設(shè)置輸出控制卡片等。
7. 調(diào)試模型。
計算K文件在下面，有需要的可以付費下載，如果覺得本文檔有幫助請手動點贊，謝謝各位支持。
展開 【5/13更新】對標特斯拉？中國挖機巨頭跨界造電動皮卡
目前，三一重工的主要產(chǎn)品是混凝土機、挖掘機等商用機械，已推出了多款電動商用車，包括挖掘機、起重機、三一重卡、礦用自卸車等，其挖掘機銷量曾在2020年問鼎全球冠軍，市場份額高達15%。
4月25日，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進一步釋放消費潛力促進消費持續(xù)恢復(fù)的意見》發(fā)布，希望各地進一步放寬皮卡車進城限制。自5月1日起，《多用途貨車通用技術(shù)條件》在中國開始實施，首次針對皮卡制定了健全、規(guī)范、科學(xué)的技術(shù)標準，更強調(diào)了皮卡的乘用化和多用途屬性。
目前，國內(nèi)銷量最好的皮卡是長城汽車旗下的長城炮，長城也一直維持皮卡銷量第一的位置，2022年3月銷量達18455輛。長城炮的純電版本續(xù)航可達405公里。福田在2022年2月也推出拓陸者純電動皮卡，續(xù)航達536公里。
但因為算上皮卡的載重，電動續(xù)航還十分有限，國產(chǎn)的純電動皮卡更多只應(yīng)用在工廠、機場、園區(qū)等特殊場景。
那么，中國會不會像美國一樣，開始出現(xiàn)皮卡文化呢？
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