基于SolidWorks的集装箱强度分析.pdf

《基于SolidWorks的集装箱强度分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第２期（总第２０１期）机械工程与自动化No．２２０１７年４月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONApr．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０２‐００９３‐０１基于SolidWorks的集装箱强度分析１２王希凤，颜利锋（１．山东科大机电科技股份有限公司，山东济宁２７２１０３；２．兖州华润燃气有限公司，山东兖州２７２１００）摘要：以集装箱为研究对象，利用SolidWorks软件进行建模仿真，分析集装箱结构强度。数据对比表明SolidWorks软件的分析结果和试验数据基本吻合，为集装箱的设计和计算提供了

2、可靠的方法和依据，并节省了研发费用和缩短了开发周期。关键词：集装箱；结构强度；SolidWorks中图分类号：TP３９１畅７∶TH２４７文献标识码：A0引言结构强度影响不大，这些零部件不加入分析中，予以省集装箱是具有一定强度、刚度和规格的专用大型略。简化后的集装箱模型如图２所示。装货容器，在船舶、港口、航线、中转站等物流体系中起着不可或缺的作用。集装箱最早设计采用制样方法，采集工业实验数据不断改进，该方法计算复杂，制样周期长，开发费用高。本文采用SolidWorks软件对集装箱进行结构强度分析，根据仿真模型设计制造，并对其进行结构

3、强度试验，比较仿真分析和试验数据用以检验仿真分析的正确性。1建立集装箱仿真模型图２简化后的集装箱模型１．１建立集装箱三维模型本集装箱采用框架结构，四周由立柱焊接成承载到１９８５年为止，国际化标准组织对集装箱已经分框架，底部焊接十几组横梁并与框架组焊；底部焊接成１３种标准规格，本文分析的集装箱规格为２０尺柜，２０mm厚钢板，用来载物，左侧、右侧、前侧及顶部焊其外型尺寸为２０英尺×８英尺×８英尺（５．６９m×接２mm厚波纹挡板，用来包覆货物。２．１３m×２．１８m），如图１所示。该规格集装箱配货框架在框剪结构中起主要承载作用，本文将所

4、有３３框架结构均采用实体离散，其余包覆货物的规则性挡毛重一般在１７．５t左右，体积为２４m～２６m。板和底板采用壳体离散，这种方法离散的好处是：在保证重要承载零部件分析精度达到要求的前提下，降低分析难度，提高分析效率。零部件之间没有相对移动，所有零部件之间的连接采用全局接触结合，实体零部件和壳体零部件采用优先级别的结合。根据国际标准，２０尺柜静态载重２０t，取３倍的安全系数，所以分析时施加的载荷为６０t的静态力，图１集装箱三维模型均匀分布在底板上，周边不施加载荷。底部四个底角１．２建立集装箱仿真模型固定，模拟真实固定方式。对模型的

5、各零部件进行物在建模仿真模型过程中，不需要将所有的零部件理信息的定义，包括构件名称的修改、材料属性的修改都考虑进去，可根据具体的仿真目的和需要合理地忽等。离散后的模型节点数为４５３６４３，单元总数为略删减不必要的部分，以达到仿真目的的同时尽可能２３７５５５。离散后的集装箱模型如图３所示。地简化模型。本模型的基本假设如下：①材料连续无2集装箱结构强度分析空隙；②材料各处性质相同；③任意方向材料性质相运行静态计算，得到了集装箱的应力和位移分布同；④变形远小于构建尺寸，可用变形前的尺寸和几何云图，如图４和图５所示。形状进行计算。集装箱框

6、架材质主要是耐侯钢，零部件屈服强度采用SolidWorks本身自带的构建功能设计集装大约在３７０MPa左右，从图４和图５中可以看出，集装箱模型。集装箱左右门及其安装连接的轴、插销等对（下转第９５页）收稿日期：２０１６‐０９‐１４；修订日期：２０１６‐１２‐２９作者简介：王希凤（１９８２‐），男，山东嘉祥人，助理工程师，本科，现从事煤炭设备设计与制造工作。２０１７年第２期机械工程与自动化·９５·构件表面上，构件变形为１．２０１mm。由此可知两种格数量，提升了计算速度，具有较大的现实意义。载荷施加方法对结果影响非常小。图３载荷作用于构

7、件表面上的模型图４载荷作用于垫板图５载荷作用于构件表面4仿真结果与试验结果对比分析上的变形云图上的变形云图本文采用ANSYSWorkbench平台分析计算了参考文献：构件在不同加载方式时的变形情况，并与试验值进行［１］王勖成，邵敏．有限单元法基本原理和数值方法［M］．北了对比。载荷作用于构件表面计算数据仅比载荷作用京：清华大学出版社，１９９７．于垫板上大１．５％，可见模拟计算时两种加载方式对［２］李子云．ANSYSWorkbench之仿真计算模块的研究与应变形影响很小，完全可忽略不计。载荷作用于构件表用［J］．科技创新导报，２０１

8、１（７）：５２．面与试验值相差１２．９％，在可接受范围内，模拟计算［３］成大先．机械设计手册［M］．第３版．北京：化学工业出版社，２００７．与试验是基本吻合的。对复杂构件，可采用在构件表［４］杜成斌，任青文．用于接触面模拟的三维非线性接触单面直接加