随着当前世界形势的不断复杂变化以及我国国民经济的高速发展,混凝土生产施工技术得到了大规模推广,这促进了混凝土搅拌车的需求量的增长,同时导致搅拌车的品牌数量也日渐增多。由于传统的搅拌车的设计过于保守,使得产品的质量与刚度过大,这不仅影响搅拌车的混凝土的装载量,更加剧了燃油的消耗以及汽车尾气的排放量,从而导致环境的污染。近几年来,不少搅拌车厂家开始对其产品进行轻量化设计,由此,搅拌车的轻量化设计引起了国内各搅拌车企业的重视。本文将混凝土搅拌车的仿真结果与试验结果进行了比较,提出了更准确的仿真模型,提高了仿真模型的精度。针对搅拌车斜拉杆总成较重的问题,提出采用新的加强板结构,取代斜拉杆总成,减轻了搅拌车的重量。本文以某公司设计的12方搅拌车为研究对象,研究其轻量化方法,主要完成的工作有:(1)通过对混凝土搅拌车的形状及其参数进行分析,采用Solid Works软件建立简化的混凝土搅拌车模型,并利用Hyper Mesh软件对其进行有限元模型建立并利用Opti Struct有限元求解器进行静力学分析,得到在各工况下的混凝土搅拌车的受力情况及其变形特点。(2)通过对原混凝土搅拌车模型的静力学分析,展开混凝土搅拌车原型的试验。采用试验结果验证了仿真模型。首先分析有限元仿真模型中混凝土搅拌车的典型受力点以及受力较大的点,作为试验中的应力测试点。利用试验数据,验证了仿真结果的正确性。利用试验与仿真的对比,确定准确的仿真边界条件,得到准确的仿真结果,提高有限元仿真的精度。(3)为了实现混凝土搅拌车的轻量化,提出了采用高强度钢加强板取代斜拉杆总成的方法。设计了三种加强板结构,采用有限元仿真方法,对三种加强板结构进行了分析,确定出了最优的结构。这种结构不仅减轻了重量,而且能够满足强度要求。(4)提出了一种混凝土搅拌车副车架结构:X梁。右侧抬高50mm的弯扭工况有限元仿真结果发现,采用X梁结构的副车架,其右侧的位移量由13.79-17.86mm减小到11.67-13.69mm;其应力由130-150MPa减小到127-150MPa;左侧的位移量由9.72-13.79mm减小到7.64-9.65mm;X型梁上所受应力为80MPa。由此可见,添加X梁后提高了其抗扭能力。在本文的轻量化中,采用高强度钢加强板取代斜拉杆总成后在原斜拉杆总成重量基础上减轻了62%,总附件在原附件重量基础上减轻了28.8%。根据有限元仿真分析后的应力云图显示,优化后的结构在各工况下均未超过材料的许用应力。