基于1cc黄磷罐式集装箱的开发与设计

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1、四川大学硕士学位论文1CC黄磷罐式集装箱的开发与设计姓名：龙力华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：潘永亮;屠世荣20030425匿川大学硬士学位论文第六章1CC罐式集装箱受力分析与计算6．1框架主要杆件在强度试验时按桁架结构进行受力分析黄磷罐式集装箱框架的结构示意图见图6-1图6-1框架示意啊6．1．1设计参数6．1．1．1对小柔度杆(即九<入2曲压杆)：口。，=o，6．11．216Mn型钢的基础数据(1)16Mn型钢的力学性能：0。=343N／ram2：E”。=207000MPa(2)对169n材料的

2、结构件压杆超过线弹性范围中心压杆的临界载荷的经验公式“1：O'er=a一髓铲=343—14．2×lo_3牙fA=0一一102)说明：a，b值由‘机械设计手册》表4．1卜8中查得，a=343．b=14．2×10。且^。=606．1．1．3204型钢的基础数据(1)20。型钢的力学性能：0。=304N／mm2：E”。=193000gPa四川大学硕士学位论文(2)对204材料的结构件压杆超过线弹性范围中心压杆的临界载荷的经验公式“1：％=c一觑=460—2．5饥说明：c，d值由《机械设计手册》Ⅲ表4．11．9中查得，

3、且12=60<^<11_1006．1．1．4对于常用的塑性材料，在稳定的环境和载荷下工作的构件，安全系数n-1．5—2，现取nW=1．756．12框架型铜基础数据6．1．2．1立拄(杆号：L1)位置：AA。，BB’，DD’，CC’材质：16Mn形状：方钢管150×150×13方钢管的面积：AI=7124mm2方钢管的惯性矩：Il=22485719mfn4由立柱的对称性知形心距四边的距离：el=75mm．．．立柱截面的回转半径：il=56．2mm6．1．22侧梁型铜(杆号：L2)位置：A。B。，AB，D’c’，D

4、C材质：204形状：方钢管120×80×6方钢管的面积：A2=2194mm2方钢管的最小惯性矩：12=2256000mⅡ14方钢管截面的最小回转半径：i2=32．07mm侧梁型钢长L2=LAE+LEP+LPB=1199+3300+1199=LA．F+LFG+LGB’=1099+3500+1099=5698mm四川大学硕士学位论文6．2罐箱在各工况时的有限元受力分析6．2．1概述本计算可准确确定罐式集装箱在运输过程中各种惯性力作用下和试验工况下结构的应力水平，以确认其是否符合《国际海运危险货物规则》(IMDGCO

5、DE)中有关要求和试验强度要求，并可与6．1的受力分析结果进行比较，以检验6．1的计算方法是否可行。本计算书的主要依据：(1)《国际海运危险货物规则》(IMDGCODE)(2)中国船级社《集装箱检验规范》(1999)(3)1CC黄磷罐式集装箱图纸(图号：HJ2000．01．00)和技术资料本计算书包括的计算内容有：1．在最大工作负荷下加上如下惯性力：(1)在运动方向：总质量的两倍；(2)在与在运动方向成直角的水平方向：总质量；(3)垂直向上：总质量；(4)垂直向下：总质量的两倍。2．试验工况包括：(1)堆码试验

6、(2)由顶角件起吊试验(3)由底角件起吊试验本计算应用了有限元结构分析软件。有限元法是适应于使用计算机而发展起来的一种新颖和有效的数值计算方法，由于对边界条件和结构形状都不很不规则的复杂结构有很强的适应性，成为一种非常有效的根据变分原理求解数学物理问题的现代数值分析方法。由于对弹性体分解的单元很多，所有单元体的集合体能够模拟载荷、边界条件都很复杂的实际工程结构的形状，并进行应力计算、应变分析，只要选择合适的单元，将连续体离散化，随着单元数量增多，采用分块近似插值函数去逼近整体连续函数，使连续力学问题得到整体离散

7、逼近、分块连续的近似数值解。四川大学硕士学位论文因罐体上有大开孔(人孔、手孔)、外加热半管与简体的角焊接接头等应力集中，在选择分块单元体时，为能使成为连续体单元，进行连续网格划分时则有不均匀连续单元进行过渡，具体结构整体网格划分图见图6．11。计算书中给出的框架应力值为最大合成应力，给出的罐体及罐体和框架之间连接件的应力值是VonMises合成应力。图6-11整体罔格划分圈6．2．2最大工作负荷加动压力时的分析计算按图6-ll的单元体结构网格的划分，对罐箱进行施加外载荷，使计算软件按各不同载荷运行并计算出相应结

8、果，以图文方式绘出罐箱上各部位的承载情况(以不同颜色显示)，详细内容见下。四川大学硕士学位论文6．2．2．1在运动方向加裁动压力(两倍总质量)时的分析计算图6．12罐体及罐体和框架之问连接件的应力分布对上图左侧是罐体及罐体和框架之间连接件的应力分布图，右侧文字是对在加载动压力时的运算时间和数据处理，及对左侧图各不同颜色所代表的应力大小进行说明。通过此图我们可得到的运算结果有：罐体在此动