分类储物箱的设计和分析

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1、万方数据2009年4月第4期(总第l25期)广西轻工业GuANGxIJouRNALoFLIGHT烈DusTRY纺织与设计分类储物箱的设计和分析’徐海波，戴湘晖(西安交通大学机械设计研究所，陕西西安710049)【摘要】在针对现在市场上的储物葙进行了改进，设计出了具有分类能力的分类储物箱，用ANsYsworkbench对其进行了分析，并在此基础上优化了模型；用公理设计的方法对该分类储物箱进行了评估。【关键词】分类储物箱；ANsYsworkbench；公理设计【中图分类号】THl22【文献标识码】A【文章编号】1003—2673(2009)

2、04—123一021前言我们都知道，储物箱可以用来放日常生活中的一些有用的小东西，这给我们的现实生活带来了很大的便利；一些储物箱还拥有漂亮的外观。可以发现市场上的大型储物箱有分类功能的很少，分类效果也不尽人意，本文基于储物箱的分类功能和搬运便捷性，重新设计了储物箱，并进行了分析。2需求分析需求分析过程是在新产品研发启动之前，对新产品研发过程将要涉及到的各种要素进行系统化、定量化的分析，使之后继的研发过程都在预先研发要素设计的控制流程中。在需求分析过程主要进行以下要素分析：(1)市场需求可行性分析：通过网络搜索调查、多家大型超市及小商家的

3、调查，发现顾客对有分类功能的大型储物箱有相对较强的求购欲望，进行基于分类功能和搬运便捷性的储物箱设计势在必行。(2)关键技术需求分析：本小组所设计的新型储物箱，应具有较大承重能力、自由分类物品、便捷搬运等特征。(3)开发环境需求分析：小组同学的智力投入以及相关CAE软件。(4)开发成本需求分析：小组同学创新设计的热情。(5)研发进度估算与分析：花费l周时间进行市场调查和需求分析，l，2周时间进行概念设计，1周时间方案结构化和方案评估，1，2。l周时间进行优化设计。3概念设计表1储物箱概念设计功能行颠麦现方南结柑转换加厚底板在蕾通锗物桓基

4、础上增加底扳厚度较大的承最能力蕾面墙物箱基础上于嚷扳设计鹰扳加蛋筋下设计条形、方形口【膳筋设计固定，暗动隔囊板储物箱内部役l+隔离槽自由丹类物品设汁戚平舒层板由i。钾譬饭后宣槽便键搬运底部加废轮箱底辞增设壤轮安装部件将表1所示功能、行为一一组合，以普通储物箱为基础，得到以下设计方案：(1)加厚底板一箱体内部设计固定，活动隔离板一箱底部增设滚轮；(2)设计底板加强筋一箱体内部设计固定，活动隔离板一箱底部增设滚轮；(3)加厚底板一箱体内部设计水平分层板一箱底部增设滚轮；(4)设计底板加强筋一箱体内部设计水平分层板一箱底部增设滚轮。4方案结构

5、化及优化设计4．1分类储物箱的设计选用方案2，本小组在solidworks基础上对分类储物箱进行了设计，如图l所示。图1分类储物葙4．2分类储物箱的分析及优化本小组利用ANsYsworkbench对分类储物箱进行了应力和形变分析，如图2所示。【作者简介】徐海波(1963一)，男．山东人，教授，西安交通大学机械设计研究所所长。123图2分类储物箱的栽荷分布万方数据由图3至图4可以看出，当储物箱承受loopa的压力时，箱底的变形很大，安全系数也不理想。因此对分类储物箱进行了优化设计，对箱底加厚了10mm并加上了长度和宽度方向的塑料条，用AN

6、SYSworkbeneh对分类储物箱重新进行了分析如下：124由图5至图6可以看出，改进后的分类储物箱在总的应变上有了明显的提高，产品的安全系数也得到改善。5方案评估用公理设计对所设计的分类储物箱进行方案评估，功能域FR可表述为：FRl一容纳所装的物品FR2一承受所装物品质量FR3-嘞品分．类FR蝴运储物箱FR5—便携搬运物理域表述为DPI—箱体及箱盖DP2—箱底板面DP3一隔离板及隔离槽DP4一提手、把手及扣环DP5一滑轮则设计方程为FRlFR2FR3FR4XO0XO0O=10OX0O0X0：熙}DP4FR5}10OXlIDP5从设计

7、方程可以看出，该设计是一个解耦设计，因此设计是可行的。6结束语本文在市场上现有储物箱的基础上，设计出了一种新型的具有分类能力并能方便搬运的分类储物箱；用有限元软件ANSYSworkbench进行了分析和优化；并用公理设计的原理对此分类储物箱进行了分析，证明了该设计的合理性。相信能够给以后的研究者及生产厂商带来一定的参考。参考文献11j吴建华，杜正春，姚振强．基于公理设计理论的轿车门窗密封条端头冲切工住的开发Ⅱ】．机械设计与制造工程，2002，31(5)：37—39．【21江屏。檀润华．张瑞红等．公理设计下的闸阀结构分析Ⅱ】．计算机集成制

8、造系统一CIMS，2003，9(3)：247—252．【3】N4lILPyo．suh著，谢友柏．囊小阳，徐华等译．公理设计一发展与应用IM】-

9、b京：机械工业出版社，2004．分类储物箱的设计和分析作者：徐