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后裝式壓縮垃圾車由于裝卸方便、容量大、密封好、自動(dòng)化程度高，得到了非常廣泛的應(yīng)用。后裝式壓縮垃圾車的結(jié)構(gòu)由汽車底盤、車廂、填料器等組成。車廂分為箱體和推板，箱體包括頂板、底板和側(cè)板；填料器包括破碎板、擠入板和填料器外圍。破碎板、擠入板通過油缸、滑塊與填料器外圍連接，填料器外圍通過4個(gè)鉸銷與車廂相連，推板通過油缸、滑塊與箱體連接。參與有限元分析計(jì)算的車廂與填料器主要結(jié)構(gòu)剖視圖如圖所示。
垃圾是一種力學(xué)性質(zhì)無法確定的混合物質(zhì)，目前尚未見到對(duì)垃圾力學(xué)性質(zhì)及其對(duì)車廂與填料器作用載荷的研究資料。為此先對(duì)車廂結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，而后對(duì)垃圾力學(xué)性質(zhì)與自重、慣性、壓縮、擠入、推出等基本工況下壓縮垃圾載荷分布規(guī)律進(jìn)行變參數(shù)基本假設(shè)，根據(jù)這些假設(shè)給出各種實(shí)際綜合工況壓縮垃圾載荷的數(shù)學(xué)表達(dá)。將其施加于車廂進(jìn)行詳盡的結(jié)構(gòu)有限元分析，通過對(duì)分析計(jì)算應(yīng)力與實(shí)際測(cè)試應(yīng)力數(shù)值的比較，對(duì)載荷數(shù)學(xué)表達(dá)中的變參數(shù)進(jìn)行修正，直到分析的應(yīng)力與測(cè)試實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力基本相符，保證了對(duì)該壓縮垃圾車結(jié)構(gòu)在滿載擠入、滿載推出、滿載平穩(wěn)行駛與滿載顛簸行駛等實(shí)際工況下有限元分析計(jì)算的正確性，獲得了該結(jié)構(gòu)在以上工況下的變形與應(yīng)力分布。為此型壓縮垃圾車的以有限元分析為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了必要條件。
滿載擠入工況垃圾對(duì)車廂內(nèi)表面的作用力由以下幾種力組成：垃圾自重、垃圾壓縮力、垃圾擠入力、摩擦力。下面給出以上幾種力的載荷密度在車廂內(nèi)隨位置變化的函數(shù)表達(dá)，為此還需給出壓縮垃圾外形曲面函數(shù)作為載荷數(shù)學(xué)表達(dá)的輔助函數(shù)。
由于滿載時(shí)車廂內(nèi)的垃圾一般并不能充滿整個(gè)廂體，在車廂4個(gè)角上存在空隙，特別是推板端的兩個(gè)角上空隙很大，故將垃圾曲面形狀描述為由半個(gè)前后不對(duì)稱的橢球面與車廂板相切割共同圍起來的形狀。該形狀的車廂內(nèi)部分模擬垃圾實(shí)際形狀，車廂外部分模擬無車廂時(shí)垃圾堆的虛擬形狀，如圖所示。
根據(jù)垃圾自重載荷密度數(shù)學(xué)表達(dá)，可推得運(yùn)輸中壓縮垃圾各向慣性力的數(shù)學(xué)表達(dá)：
(1)Y向慣性力載荷密度由上下顛簸引起的Y向加速度與重力加速度之和取為1.5g，Y向慣性力載荷密度與自重載荷密度成正比，前者為后者的1.5倍。
(2)X向慣性力載荷密度由側(cè)向沖擊晃動(dòng)引起的X向加速度取0.5g，左右兩側(cè)板其中一側(cè)壓力最大，另一側(cè)壓力為零。
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