亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        ANSYS屈曲分析在集裝箱上的應用

        2018-08-17 09:37:48黃紅珍
        中國科技博覽 2018年31期
        關(guān)鍵詞:集裝箱

        黃紅珍

        [摘 要]集裝箱在進行樣箱試驗時,箱體的局部位置出現(xiàn)起皺和波浪等失穩(wěn)現(xiàn)象,影響集裝箱外觀和使用性能,因此有必要在新箱型設(shè)計時進行箱體穩(wěn)定性分析。本文利用有限元軟件ANSYS對集裝箱進行屈曲分析,從而判斷其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并進行優(yōu)化設(shè)計。

        [關(guān)鍵詞]集裝箱、樣箱試驗、失穩(wěn)、屈曲分析

        中圖分類號:TV663.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)31-0399-02

        一、前言

        隨著世界經(jīng)濟的增長,集裝箱行業(yè)得到快速發(fā)展,為滿足不同客戶、不同使用環(huán)境和使用工況的要求,必須開發(fā)出新的產(chǎn)品。集裝箱設(shè)計人員在進行新型集裝箱設(shè)計時,往往依靠經(jīng)驗數(shù)據(jù),生產(chǎn)制造出一臺樣箱,再通過樣箱試驗來驗證集裝箱結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。如果在試驗時,箱體側(cè)板、底側(cè)梁、角柱等主要受力構(gòu)件出現(xiàn)彎扭、褶皺、翹曲等失穩(wěn)現(xiàn)象,則試驗不能通過,客戶也不會接受。這就需要將發(fā)生失穩(wěn)的構(gòu)件拆除、返工、重新制作,甚至整個箱體結(jié)構(gòu)重新設(shè)計,所費時間、人力、物力等成本費用太大,因而研究新型集裝箱的穩(wěn)定性尤其重要。

        ANSYS軟件是集結(jié)構(gòu)靜力學分析、結(jié)構(gòu)動力學分析、屈曲分析、電磁場分析、流體力學分析、聲場分析于一體的大型通用有限元軟件,利用其屈曲分析模塊可以對集裝箱穩(wěn)定性進行分析。

        二、集裝箱試驗要求

        集裝箱作為現(xiàn)代物流裝備,適用于國際、國內(nèi)交換中的鐵路、公路、水路運輸以及這些運輸方式之間的聯(lián)運,這就要求集裝箱的強度必須達到ISO 1496系列1集裝箱技術(shù)要求和試驗方法規(guī)定。按此規(guī)定新型集裝箱需進行下面剛性試驗:(1)堆碼試驗;(2)從頂角件起吊試驗;(3)從底角件起吊試驗;(4)縱向栓固試驗;(5)端壁強度試驗;(6)側(cè)壁強度試驗;(7)頂部試驗;(8)底部強度試驗;(9)橫向剛性試驗;(10)縱向剛性試驗;試驗后由船級社根據(jù)試驗數(shù)據(jù),按照標準規(guī)定和要求,審批是否通過。

        三、失穩(wěn)的概念及屈曲分析的理論

        當結(jié)構(gòu)所受載荷達到某一值時,若增加一微小的增量,則結(jié)構(gòu)的平衡位形將發(fā)生很大的改變,這種現(xiàn)象叫做結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或結(jié)構(gòu)屈曲,相應的荷載稱為屈曲載荷或臨界載荷。失穩(wěn)是在載荷沒有實質(zhì)變化的情況下,結(jié)構(gòu)的變形迅速增大,它是瞬間發(fā)生的,后果非常嚴重,因而新型集裝箱的設(shè)計除了需保證足夠的強度和剛度外,還需保證其具有必要的穩(wěn)定性。

        ANSYS屈曲分析模塊提供兩種分析方法:線性特征值屈曲分析和非線性屈曲分析。

        1)線性特征值屈曲分析通過提取使線性系統(tǒng)剛度矩陣奇異的特征值獲得結(jié)構(gòu)的臨界失穩(wěn)載荷及失穩(wěn)模態(tài),它是以小位移小應變的線彈性理論為基礎(chǔ)的。2)非線性屈曲分析是將線性屈曲特征值求解與增量非線性求解相結(jié)合。非線性屈曲分析的基本方法是,在結(jié)構(gòu)上逐步地施加一個恒定的載荷增量,直到解開始發(fā)散為止即載荷達到預期的臨界屈曲載荷。

        線性特征值屈曲分析不考慮各種非線性因素和初始缺陷對屈曲失穩(wěn)載荷的影響,計算速度快;非線性屈曲分析則考慮了以往加載過程中各種諸如塑性行為、接觸、大變形響應等非線性因素和初始缺陷,因此非線性屈曲分析可得到更精確的屈曲載荷,但計算所需時間太長。

        研究集裝箱的穩(wěn)定性就是為了得到集裝箱在各種試驗工況下,結(jié)構(gòu)開始變得不穩(wěn)定時的臨界載荷及失穩(wěn)形狀,因而只需按線性特征值屈曲分析所得結(jié)果,給出一個安全系數(shù),便可以通過樣箱試驗。

        四、集裝箱穩(wěn)定性分析實例

        集裝箱箱型結(jié)構(gòu)及試驗工況很多,下面以某箱廠生產(chǎn)制作的一種臺架箱的堆碼試驗工況進行穩(wěn)定性分析。

        臺架箱外型尺寸:20×8 ×86”

        箱體總重: R=30,480 kg; 箱體自重: T=2,100kg; 箱體載重: P=28,380kg

        角柱堆碼值:54,860kg

        根據(jù)ISO1496-5系列1平臺式和臺架式集裝箱的技術(shù)要求和試驗方法可知,集裝箱做堆碼試驗時,是將集裝箱四個底角件放在同一水平墊塊上,在箱體底架均勻分布1.8R-T砝碼,同時在箱體四個頂角件上進行堆碼加載。實際上箱廠在做此試驗時,通常先將箱體底架上的砝碼裝載好,再對頂角件進行加載,因此,首先計算和驗證的是箱體底架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,即僅底架加載,角柱上堆碼暫不加載。

        根據(jù)上面描述對集裝箱進行線性特征值屈曲分析,步驟如下:

        1)有限元模型建立

        此集裝箱材料為SPA-H,鋼材的彈性模量:2.06×105MPa;泊松比:0.3;

        箱體由板件拼焊而成,模型單元選用SHELL181板殼單元;

        2)邊界條件及加載

        邊界條件:固定箱體四個底角件;

        加載:在箱體底架加載1.8R-T=52,764kg力,

        3)進行屈曲分析

        設(shè)置模態(tài)提取數(shù):1

        4)讀取計算結(jié)果

        通過拾取菜單Main Menu→General Postproc→Results Summary可以查看分析計算結(jié)果,如圖1所示:

        從上圖數(shù)據(jù)可以看到,臨界載荷系數(shù)TIME/FREQ值為0.60233。

        根據(jù)公式:臨界載荷=臨界載荷系數(shù)×所加荷載,可以計算出臺架箱底架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的載荷=0.60233×52,764kg=31,781kg。

        通過拾取菜單Main Menu→General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu→DOF Solution→Displacement vector sum,查看失穩(wěn)出現(xiàn)的部位,如圖2所示。

        從上圖可知臺架箱加載到31,487kg臨界載荷時,底側(cè)梁上翼邊首先發(fā)生失穩(wěn)。

        該箱底側(cè)梁采用的是折彎型C形件,尺寸為:600x100x100x4.5,即C形梁高600mm,上、下翼邊寬100mm,板厚4.5mm,屬于開口薄壁件。下圖是箱廠樣箱試驗的照片(見圖3),從照片中可以清楚地看到,底架砝碼載荷裝到33T時,底側(cè)梁的上翼邊呈現(xiàn)波浪形狀,這與分析計算的結(jié)果十分吻合。

        5)優(yōu)化設(shè)計

        利用ANSYS有限元技術(shù),對臺架箱底側(cè)梁進行優(yōu)化,分別從底側(cè)梁板厚、底側(cè)梁結(jié)構(gòu)進行,具體方案如圖4。

        按照上述方案進行屈曲分析,計算結(jié)果見表1,(為了方便比較,將原結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)也寫入)。

        集裝箱堆碼試驗是驗證滿載的集裝箱在海洋船舶運輸條件下,在箱垛中出現(xiàn)偏碼時的承載能力。ISO1496標準中試驗載荷1.8g的豎向加速度,已經(jīng)考慮到集裝箱在海洋上遇到的最惡劣的條件下船舶的橫搖、縱傾、升沉等極限情況,所以在進行屈曲分析時,臨界載荷安全系數(shù)達到1.1~1.2就可以滿足集裝箱試驗和使用的要求。

        考慮到制作成本,臺架箱底側(cè)梁按結(jié)構(gòu)2的方案,在底架加載的同時,再在四個頂角件上增加堆碼載荷,計算出臨界載荷安全系數(shù)為1.1083,可以判斷臺架箱在堆碼試驗工況下整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性達到要求。

        五、總結(jié)

        1)對于新型集裝箱的設(shè)計,線性特征值屈曲分析具有較高的精度;2)瘦高的開口薄壁件在受壓的工況下,容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象;3)增加板厚可以提高結(jié)構(gòu)的臨界載荷,但成本提高很多;4)合理的設(shè)計,是提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的必要條件。

        參考文獻

        [1] 周炬,蘇金英.ANSYS Workbench有限元分析實例詳解[M].北京:人民郵電版社,2017.

        [2] 高小平,劉美香.基于ANSYS程序的結(jié)構(gòu)屈曲分析[J].科技廣場,2004.

        [3] 孫訓方,方孝淑,關(guān)來泰.材料力學[M].北京:高等教育出版社,2015.

        [4] 蘇明周,申躍奎.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定原理[M].北京:科學出版社,2012.

        [5] ISO 1496-5系列1平臺式和臺架式集裝箱技術(shù)要求和試驗方法,1996.

        [6] ISO 15070系列1集裝箱箱體結(jié)構(gòu)試驗值的理論基礎(chǔ),1996.

        猜你喜歡
        集裝箱
        美軍一架C-130J正在投放集裝箱
        軍事文摘(2023年5期)2023-03-27 09:13:10
        虛實之間——集裝箱衍生出的空間折疊
        一種新型集裝箱起重吊具設(shè)計
        專用汽車(2018年10期)2018-11-02 05:32:34
        集裝箱安全保障方案設(shè)計與實現(xiàn)
        電子測試(2018年9期)2018-06-26 06:45:38
        我家住在集裝箱
        中國公路(2017年8期)2017-07-21 14:26:20
        改變集裝箱供應鏈商業(yè)模式
        臺灣海峽兩岸間集裝箱運價指數(shù)(TWFI)
        臺灣海峽兩岸間集裝箱運價指數(shù)(TWFI)
        臺灣海峽兩岸間集裝箱運價指數(shù)
        一種新型自卸式污泥集裝箱罐
        專用汽車(2015年2期)2015-03-01 04:06:52
        在线a亚洲视频播放在线观看 | 极品嫩模大尺度av在线播放| 亚洲中文字幕无码中文字在线| 国产精品丝袜黑色高跟鞋| 久久久久久AV无码成人| 狼狼色丁香久久女婷婷综合| 国产成人小视频| 国产精品麻花传媒二三区别| 亚洲 国产 韩国 欧美 在线| 日韩女优视频网站一区二区三区| 成在线人av免费无码高潮喷水 | 免费中文熟妇在线影片| 国产高清不卡在线视频| 日本一区二区视频免费观看| 少妇高潮精品在线观看| 99久久精品午夜一区二区| 国内少妇人妻丰满av| 精品国产又大又黄又粗av| 国产伦一区二区三区色一情| 40岁大乳的熟妇在线观看| 精品无码AV无码免费专区| 人妻中文字幕一区二区三区| 手机在线看片| 亚洲粉嫩高潮的18p| 99免费视频精品| 男女调情视频在线观看| 国产成人久久精品一区二区三区| 亚洲丁香婷婷综合久久小说| 亚洲综合天堂av网站在线观看| 色综合天天综合网国产成人网| 97久久精品午夜一区二区| 91福利国产在线观看网站| 91九色国产老熟女视频| 精品少妇一区二区三区免费观| 人妻在线中文字幕| 青青草久久久亚洲一区| 欧美牲交a欧美牲交aⅴ| 美女裸体自慰在线观看| 国产精品99久久不卡二区| 色欲一区二区三区精品a片| 成人一区二区免费视频|