除雪车集雪螺旋切雪过程有限元模拟研究

摘要

为探究除雪车作业时集雪螺旋与雪之间相互作用的规律,预测不同结构参数对集雪螺旋作业效果的影响,优化集雪螺旋的结构设计,改善除雪车的性能,以自主研制的铁路轨道除雪车为研究对象,建立了螺旋—积雪相互作用的三维动态有限元模型。该模型使用任意拉格朗日-欧拉网格自适应划分法,解决了积雪局部变形过大导致单元畸变而使分析中断的问题。通过有限元仿真,得到了螺旋—积雪模型相互作用过程的应力时域曲线和受力时域曲线,并以此分析了螺旋—积雪相互作用的规律。设置了3组不同螺距的切雪模型,以分析螺距改变对螺旋—积雪相互作用规律的影响。研究表明,适当减小螺距有利于螺旋工作状态的平稳,降低对自身结构和动力系统的冲击,增强积雪轴向输送能力,也会略微降低螺旋对冰雪的切削能力。

关键词

除雪车 / 螺旋集雪器 / 螺旋—积雪相互作用 / 有限元