曲芳 ， 郝帅 ， 张蕊

（1.黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心，哈尔滨150022；2.东北农业大学工程学院，哈尔滨150027；3.黑龙江省社会科学院网络中心，哈尔滨150012；4.哈飞模具股份有限公司生产技术部，哈尔滨150060）

0 引言

矿车是矿井的主要运输和提升设备之一，从狭义上指运输煤炭（或矿石）及矸石的车辆［1］。对于主要装运煤矸石的矿车，车箱是其直接容纳货载的部分，因此矿车车箱在结构尺寸一定的情况下，自身质量越小越好，以提高运输、提升的效率。而减轻容器自重的重要途径是通过刚度强化的方式，获得轻质车箱同时，还可以得到优良的性能参数。文中以1 t固定式矿车车箱为研究对象，针对满载矸石矿车组在平巷轨道制动碰撞这一工况，利用ANSYS建立车箱模型，并进行应力和应变分析，得出重车组最后一辆矿车车箱的受力情况。在危险工况下通过减薄车箱壁厚至4 mm，并增加不同位置的局部加强角钢来实现车箱的轻质化，比较这4种局部加强方式的减重效果，得出最优方案。

1 建立车箱有限元模型

应用有限元方法建模分析，这是提高车箱性能，由经验、类比设计走向动态建模、虚拟设计的一个必由之路。随着有限元方法和计算技术的发展，模型会越来越精确［2］。文献［3］用壳单元建立载重货车车箱模型来进行优化计算，文献［4］用壳单元模拟汽车车身连接件建模，并在建模技术及其应用上取得了很大的进展。文中对于Q235材料4.5 mm壁厚的1t固定式矿车车箱各面也采用壳体4节点shell63单元来建立几何模型并进行有限元分析，利用壳体单元建立的矿车车箱几何模型如图1所示。……