基于散体力学的垃圾压缩设备的力学分析

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垃圾压缩设备是通过压缩推头、垃圾压缩厢体 、封 门、液压系统等专用结构装置 ，实现垃圾 的预压 、压缩以及将垃圾挤入厢体压实并推卸出厢体的设备1].目前 ，陈树勋等人2 采用 ANSYS软件结合导重法对压缩垃圾车的载荷描述进行 了较为详尽 的研究.要实现对 垃圾压缩设备整机的力学分析与结构改进设计 ，必须建立垃圾在厢体 中的弹塑性模 型 ].对 于厢体压缩过程的计算分析 主要有2个途径 ：① 垃圾与垃圾压缩设备整体建模后的分析 ；② 分析垃圾对厢体壁压 的载荷分布情况 ，将其施加到有限元模型中进行计算 ].垃圾的压缩过程具有高度的几何非线性及状态非线性 ，若将垃圾与垃圾压缩设备整机建模 ，则给计算的收敛性带来-定的困难 ，计算代价非常高 ，需要专 门的计算机工作站.为此 ，本文对垃圾压缩设备整机 的有 限元分析拟将厢体壁压的载荷施 加到厢体上进行模拟 ，以减少计算代价。

1 垃圾压缩设备的有限元模型在进行有限元分析时，为保证计算的准确性且旧能减衅算规模 ，应在如实反映垃圾压缩设备结构力学特性 的前提下，简化其几何模型，使有限元模型采用较少的单元和较简单的单元形态[s-75。

垃圾压缩设 备 的功能 区主要集 中在厢体 、厢 门上 ，而 构成厢 体和厢 门的部件 主要 由厚 度为4～12 mrfl、弹性模量为 206 GPa，泊松 比为 0.280的 Q345钢板拼焊而成.为减少网格划分数量和计算规模 ，提高计算精度 ，采用 S8R壳单元.对于厢体底板下与地面接触的工”字梁 ，选择弹性模量为209 GPa、泊松比为 0.269的 45型材钢 ，采用 C3D8R实体单元.在进行分析时，在导轨上施加 z， ，z 3个位移方 向的约束.垃圾压缩设备在实际工作 中的载荷是随着垃圾的进入而变化 的，在加载过程中推头压力从零值逐渐增加至峰值后保压然后卸载l8].由于本文进行的是静态线性分析，因此将载荷处理为静态载荷 ，仅考虑推头在极限载荷情况下结构的应力及其变形情况。

2 整机的计算结果分析2.I 应力嘲位移场分析经过计算分析得到垃圾压缩设备整机在极限载荷情况下的应力分布情况，垃圾压缩设备整机的Von mises应力云图和位移云图如图 1～2所示。

收稿 日期 ：2012-04-25. 联系人 ，E-mail：jhgao###yzu.edu.cn。

引文格式：宋子玲，高建和，龚寇，等.基于散体力学的垃圾压缩设备的力学分析 [J].扬州大学学报：自然科学版，2013，16(1)：33 37。

第 1期 宋子玲等 ：基 于散 体力学的垃圾压缩设备 的力 学分析 37备整机的结构改进设计后，最大程度上减小了厢体圆弧过渡处的应力，提高了刚度，侧板、顶板及底板的应力明显减小.整 机最大 应力 从 488.9 MPa下 降 到 321.4 MPa，最大位 移从 26.3 mm 下 降 到15.9 mm.整机的总质量从原始结构的 3 258 kg下降到 2 850 kg，减轻质量 408 kg，减少 12.5 。