寒区送水车作为一种重要的特种运输车辆,在高寒地区灾难救助、物资运送等较为严苛工况下的运输任务中具有重要的战略意义。由于其在越野路面与极寒低温环境行驶工况的特殊性,使得其越野运行寿命的可靠性,以及低温环境下的防结冰保温性能研究具有十分重要的意义。基于此,本课题通过理论计算与仿真分析,对运水车寿命设计可靠性与保温性能进行系统研究,为寒区运水车结构设计提供参考。本文主要研究内容与结论如下:1.对水车行驶过程中的路面激励输入进行了研究,通过傅里叶逆变换法结合路面功率谱密度函数得到了不同路面等级下的路面载荷谱,建立了运水车液体晃动压力计算的有限元模型,将得到的路面载荷谱以时间函数的形式施加并车辆行驶中的路面约束,设置相关边界条件得到了正常行驶、转弯、刹车工况的液体压力分布结果,并进一步建立了液体压力以函数的形式施加于运水车流固间接耦合计算的方法。2.以某型运水车为对象,建立了运水车结构强度计算的有限元模型,并对其进行了动态行驶、转弯、刹车工况下的力学分析计算,提取出了翼板总成、阻浪板、副车架、罐体等关键部分的应力计算结果云图并对其进行分析。分析结果表明运水车关键承载部位的应力水平均未超过其使用材料许用应力,验证了方案静强度设计的安全性。3.研究了运水车关键部位的疲劳可靠性,提取了阻浪板总成应力较大点的应力-时间曲线,通过雨流计数法结合Matlab软件编写程序对应力幅值与平均应力进行统计。利用Goodman公式将得到的平均应力修正为可以用于疲劳计算的应力比等于-1的对称循环条件下的平均应力,并得到了材料的简化S-N曲线。通过Miner线性累积损伤理论计算获得了阻浪板对应0.3万公里、2万公里、5万公里、10万公里行驶里程下的安全系数。4.研究了运水车罐体部分在极寒条件下的保温性能,对其传热方式进行了分析,针对热量散失影响较大的对流换热,运用CFD软件对罐体外蒙皮与外界空气之间的对流换热系数进行了计算。最后根据保温罐体的结构特性,分别建立了三维与二维有限元计算模型,对四分之一罐体与散热危险截面进行了热仿真,对24小时后的温度分布结果与热量散失结果进行了分析,获到了散热较为严重的部位,结果表明罐体内运输饮用水在24小时后仍旧可以保持零度以上,罐体保温结构设计能满足设计要求。