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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)，目前尚未見到對垃圾力學(xué)性質(zhì)及其對車廂與填料器作用載荷的研究資料。為此先對車廂結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)力進(jìn)行測試，而后對垃圾力學(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，通過對分析計算應(yīng)力與實際測試應(yīng)力數(shù)值的比較，對載荷數(shù)學(xué)表達(dá)中的變參數(shù)進(jìn)行修正，直到分析的應(yīng)力與測試實驗的應(yīng)力基本相符，保證了對該壓縮垃圾車結(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際工況下有限元分析計算的正確性，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)計提供了必要條件。
滿載擠入工況垃圾對車廂內(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)。
由于滿載時車廂內(nèi)的垃圾一般并不能充滿整個廂體，在車廂4個角上存在空隙，特別是推板端的兩個角上空隙很大，故將垃圾曲面形狀描述為由半個前后不對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)部分模擬垃圾實際形狀，車廂外部分模擬無車廂時垃圾堆的虛擬形狀，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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