大型货架结构的有限元分析

有限元静力学分析实例

图26定义载荷随时间变化的幅值
（2）定义集中力在主菜单中选择Load——Manager，在弹出的对话框中进行如图27所示的设置，然后点击Continue，在弹出的对话框中进行如图28所示的设置，然后点击OK。
图27图28
在Load Manager对话框中可以看到，如图29所示，名为Load-Point的载荷在分析步Step-Load-1中开始起作用，并延续（propagate）到分析步Step-Load-2中。
图30图31
图32
（4）定义受剪力的面返回Load功能模块，在主菜单中选择Tools——Surface——Create，在弹出的对话框中，在Name后面输入Surf-Load，然后点击Continue，选择如图33红色区域。
图33
（5）定义面载荷在Load Manager对话框中再次点击Create，进行如图34所示的设置，在弹出的Edit对话框中，设置向量起始坐标（0.0,0.0,0.0），回车确认，输入向量的终点坐标（0.0,-10.0,0.0），再次回车确认。设置Magnitude（大小）为36，点击OK，得到的部件如图35所示。
2.由于关心的是应力集中部位的应力状态，所以在模型中使用C3D20R单元（20节点六面体二次减缩积分实体单元）。
3.基于结构和载荷的对称性，可以只取模型的1/2进行分析（见图1）。
4.由于圆孔处螺纹的应力应变状态不是所关心的重点，可以简化杆件和圆孔之间的连接关系（如图1所示），不对杆件和螺纹精确建模，而是在杆件一端的受力点和圆孔内表面之间建立分布耦合约束。
图8
五、定义装配体
在Module列表中选择Assembly功能模块。点击左侧工具区中的（Instance Part），接受默认参数，如图9所示，即类型为非独立实体，点击OK。

组装式货架有限元分析结构模型的研究

RESEARCH ON THE FEM STRUCTURAL MODEL OF ASSEMBLED RACK
M ei Baox ing Wang Zhuan Cheng Guoquan Weng Xun Beijing 100083)
( School of M echanical Engineer ing , Beijing U niv ersity of Science & T echnolog y
土层形式的多样性, 按照弹性地基模型计算时 , 有一个很大的问题就是模型应该如何建立以及其具体尺寸应该如何确定。如果要使用弹性地基模型, 就必须事先确定地基的形式和建筑结构的沉陷曲线 , 这显然在工程上难以实现。可以说 , 弹性地基模型的不确定性大大限制了其可行性和使用范围。同时我们注意到, 混凝土的弹性模量为 2 2 104 ~ 3 8 20 6 104 N/ mm 2 , 钢材的弹性模量一般为 104 N/ mm 2 。对于处于弹性阶段的梁, 在相
组装式货架有限元分析结构模型的研究
梅宝兴王转程国全翁迅
100083) ( 北京科技大学机械工程学院摘北京
要 : 研究了组装式货架有限元分析过程中的建模问题 , 重点解决了整体模型建立和连接方式简化等有限元模型
难点。研究成果可以为同类货架的有限元分析建模提供参考。关键词 : 货架
第一作者 : 梅宝兴男 1981 年 5 月出生硕士研究生
收稿日期 : 2005- 09- 06
工业建筑
2006 年第 36 卷增刊
图 4) , 自然交点很可能多于一个 , 但是两爪之间的距离远远小于货架整体尺寸, 在建模时取为一个节点; 横梁或立柱与拉杆的连接大都采用搭接板焊接

重型车车架组合结构的有限元分析

图3 车架垂直弯曲应力图4 车架弯扭组合应力
按照实际试验和经验算法, 以垂直静力弯曲和弯扭组合 2 种工况计算了车架的应力, 研究了货物载荷的偏置及超载对车架应力的影响。重型车如遇实际所承载荷过大、路面不平及车速较高等因素 , 致使行驶中的车架受到比较频繁的扭转和重载 , 很可能会使得局部连接板区域及相关支架位置产生应力集中, 从而产生车架的断裂破坏。模态分析得出了该重型车车架的固有频率和振型。计算表明, 车架在自然约束条件下低阶频率范围在 9~ 45 H z, 车架振型表现为垂直弯曲、面内弯曲、扭转及弯扭组合特征。参考文献:
2
车架有限元模型的仿真数据分析
车架钢板弹簧座处每个节点的垂直位移被约
束 ; 在车架的左右对称面上 , 选取 2 个节点分别进行水平面内纵、横向的附加约束, 就可以求出变形引起的节点位移。模型计算的静载荷包括驾驶室及驾乘人员, 发动机及油箱, 货厢及货物。前面 2 种为集中载荷, 在建立有限元模型时将作用点设置在节点上, 程序可以直接叠加到结构载荷向量中去 ; 货厢及货物为均布载荷, 在有限元分析时 , 程序将它们放置到单元节点上 , 形成单元节点力向量, 然后经由单元载荷乘子 , 把载荷情况叠加到结构载荷向量中去。弯扭组合状态即在钢板弹簧座的左前、右后分 17
《机械与电子》2005( 2)
M PC 类型 R BE2 R BE3 Expl icit
[ 2]
图 1 板簧的简化
还有导向作用( 图 1b) , 即钢板弹簧在各个方向上均有刚度 , 但其它方向上的刚度要比垂直方向的刚度大得多 , n 、 p 节点间为一刚性梁[ 3] 。节点 m 和 n , p 和 q 之间弹簧元的刚度分别为 y K / ( x + y ) 和 x K / (x + y)。与支架位置相关联的弹簧单元支承点, 取在连接销的中心点位置, 这样有助于模拟板簧对支架位置的弯矩作用。如图 2、表 1 所示, 弹簧元的上端点与该中心点之间建议采用 RBE2 或 RBE3 型多点约束 , 以实现连接点的位移协调或总力平衡。

扩展集装箱式活动房结构受力有限元分析

扩展集装箱式活动房结构受力有限元分析首先，我们需要了解扩展集装箱式活动房的结构特点。

扩展集装箱式活动房通常由钢材和玻璃等材料构成，具有压缩和扩展两种状态。

在压缩状态下，它具有较小的体积，适合运输和存放。

而在扩展状态下，它可以展开为较大的居住空间，满足人们的居住需求。

在进行有限元分析之前，我们需要确定该结构的边界条件和荷载情况。

边界条件包括支撑条件和连接条件，而荷载情况则包括静力荷载和动力荷载等。

在扩展状态下，集装箱的承载体系主要包括支撑框架和屋顶结构。

支撑框架需要能够承受自身重量以及来自外部的荷载，而屋顶结构需要能够抵御风压、雨雪等外部荷载。

接下来，我们可以使用有限元软件对扩展集装箱式活动房进行受力分析。

有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构离散为有限数量的单元，以数学模型来模拟结构的行为和受力情况。

这种分析方法可以帮助我们准确计算结构的受力情况，并进行优化设计。

在有限元分析中，我们首先需要将扩展集装箱式活动房的结构进行几何建模。

然后，我们可以根据材料的力学性质和外部荷载的大小，对结构的单元进行划分，并设置相应的边界条件。

接下来，我们可以通过求解结构的位移和应力等参数，来分析结构在不同工况下的受力情况。

通过有限元分析，我们可以获得扩展集装箱式活动房结构的应力分布、变形情况和稳定性等信息。

根据这些分析结果，我们可以对结构进行优化设计，以提高其承载能力和安全性。

除了有限元分析，我们还可以通过实验验证来进一步验证结构的受力情况。

可以在实验室中进行各种力学试验，如拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等，以评估结构在真实工况下的受力情况。

综上所述，有限元分析是评估扩展集装箱式活动房结构受力的有效方法。

通过该分析方法，可以了解结构的受力情况，并进行相应的优化设计。

同时，结合实验验证，可以更准确地评估结构的性能和安全性。

这些研究成果有助于提高扩展集装箱式活动房的结构安全性，推动其在实际应用中的发展。

组合式钢货架的分析与有限元辅助设计

接的梁、杆结构等构成。梁与框架立柱为典型的半刚性节点连接，这种连接方式一方面允许梁绕
受力前的轴线有一定的转动，另一方面又要求梁
端点可以传递梁上的载荷对框架立柱的弯矩、扭
矩的组合作用。货架结构件的计算及其选型需要从应用环境、安全性设计、生产工艺及安装条件、力系等方面进行分析，以确定其选材、结
的变形尺寸、构件的细长比等，保证货架结构
寸、截面的残余应力分布、初始几何缺陷、构
件的端部和侧向支承的条件、荷载的类型及其加载作用点、连接节点的约束等。计算荷载包括恒荷载、货震荷载等。组合式货架可按照承载能力极限状态和正
Ｙ
设计结构、设计原则、力学简化模型、载荷组
合与校核的方法，又考虑货架组合整体结构的强度、刚度、稳定．｝生及其结构的加固模式，特
Ｘ
别是各种实际工况下的适应性设计与计算，同时还要考虑制造工厂的加工精度及其工艺对装配结构的影响，以及在工作载荷下的合理、有限的弹性变形，以满足客户的实际需要，并追求货架系统方案的最优性价比。
型钢或其他型钢。现行的设计规范中，对于单轴对称冷弯薄壁多孔截面型钢的设计理论依据
和试验数据都不充分，生产厂家试验样本的可代表性也不够。实际应用中，此类冷弯薄壁多孔截面型钢的局部屈曲、弯扭屈曲及其承载能
力的影响机理比较复杂，与框架立柱上孔洞的
格构式货架立柱、梁的构造及其分析
格构式货架立柱、梁的设计选型、生产制

关于大型高层立体仓库货架系统的有限元分析(pdf 6页)

大型高层立体仓库货架系统的有限元分析刘春节万德安同济大学现代制造技术研究所大型高层立体仓库货架系统的有限元分析FEA on High Level Racks System of Giant Storage刘春节万德安同济大学现代制造技术研究所摘要：根据国家有关标准，参照美国货架制造业协会的指导性设计规范，运用MSC.Nastran 2001软件包，对一大型高层自动化仓库的货架系统，按常规工况和地震工况进行了有限元分析，对于货架的刚度和强度进行了评价。

关键词：立体仓库货架系统有限元分析载荷工况Abstract:Based on the related codes and the specification of the Rack Manufacturers Insititute U.S.A, this paper analyze the structural intensity and stiffness of the high level racks system of a giant storage considering the regular loadcase and seismic loadcase by using a commercially available general purpose finite element analysis program MSC.Nastran 2001. The appraisal on the analysis results is presented finally.Keywords:giant storage，high level racks system，finite element analysis，loads，loadcases0 引言随着现代物流业的发展，尤其是第三方物流的兴起，出现了越来越多的大型高层立体自动化仓库中，其高度达到三十米左右，单个库的货架排数也多在十排以上，每个托盘的承载也在一吨左右。

载重货车车架设计及有限元分析

摘要汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。

车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。

因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。

同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。

本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。

确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。

运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。

同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。

最后根据分析结果对车架做出优化建议。

关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析IABSTRACTThe vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling.In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations.Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysisII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1车架总成概述 (1)1.2国内外研究情况及其发展 (2)2 车架总成设计 (6)2.1参考车型及其参数 (6)2.2车架类型的选择 (6)2.3车架设计的技术要求 (11)2.4车架的轻量化 (13)2.5车架的参数设计 (13)3 车架的有限元静力学分析 (19)3.1车架几何模型的建立 (19)3.2车架有限元模型的建立 (19)3.3车架的静力学分析 (21)3.4 基于静力分析的车架轻量化 (32)4 车架的模态分析 (34)4.1车架模态分析的基本理论 (34)4.2车架有限元模态分析结果 (36)4.3车架外部激励分析 (40)5 总结与展望 (42)III5.1总结 (42)5.2工作展望 (43)参考文献 (45)致谢 (47)IV1 绪论1.1车架总成概述汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。

刚架的有限元分析

刚架的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值模拟方法，用于解决物体结构、材料、流体等的力学问题。

它将复杂的结构分解成小的、简单的单元，并在每个单元上建立适当的数学模型，最终求解全局问题。

有限元分析的步骤包括：前处理、求解和后处理。

前处理阶段主要包括几何建模、网格划分和单元属性定义等；求解阶段则是通过建立合适的方程组并求解，得到所需的物理量；后处理阶段则是对求解结果进行可视化和分析。

在进行有限元分析时，首先需要对结构进行几何建模。

几何建模的目的是准确描述结构的形状和尺寸。

可以使用CAD软件对结构进行建模，也可以简单地使用几何参数描述结构。

在建模过程中，需要考虑结构的实际工作状态、边界条件和加载情况等。

接下来，需要对结构进行网格划分。

网格划分是将结构分解成小的、简单的单元，以便进行数学建模和计算。

常用的单元包括三角形单元、四边形单元和六面体单元等。

网格划分的精度和密度会影响到最终的求解精度和计算时间。

每个单元都需要定义适当的属性，如材料特性、边界条件和加载情况等。

材料特性包括弹性模量、杨氏模量、泊松比等，它们决定了材料在受力时的变形特性。

边界条件包括约束边界和加载边界，它们描述了结构的边界条件和约束情况。

建立了合适的数学模型后，就可以求解得到所需的物理量了。

通常，求解的过程是通过建立合适的方程组来实现的。

方程组的形式取决于问题的类型和边界条件。

可以使用有限元法、有限差分法或其他数值方法来求解方程组。

求解过程通常需要借助计算机进行，计算时间与问题的复杂度和求解精度有关。

最后，需要对求解结果进行后处理，包括结果的可视化和分析。

常用的后处理工具包括绘图软件和数据分析软件。

可视化结果可以帮助理解结构的行为和变形情况，进而优化设计。

数据分析则可以帮助提取结构的关键参数和性能指标，为结构的工作提供参考依据。

总结起来，有限元分析是一种强大的工程技术手段，可以帮助工程师解决复杂的结构和材料力学问题。

钢铁制仓储用货架的结构设计与力学分析

钢铁制仓储用货架的结构设计与力学分析引言钢铁制仓储用货架是现代仓储行业中常用的存储设备。

它们承载着大量的货物，并且能够提供高强度和耐用性。

本文将对钢铁制仓储用货架的结构设计和力学分析进行详细探讨，旨在了解其设计原理和性能特点。

一、结构设计原理1.1 货架类型钢铁制仓储用货架通常分为两种类型：平面式和立体式。

平面式货架由多层平板组成，适用于存放较大尺寸的货物；立体式货架由多个连续的垂直柱和横梁组成，能够最大化仓库的空间利用率。

1.2 结构构件钢铁制仓储用货架的主要结构构件包括柱、横梁、托盘和连接件等。

柱是承受垂直荷载的主要支撑构件，横梁负责承受货物的重量并将其传递给柱，托盘则用于承载货物。

连接件则用于连接和加固各个构件。

1.3 设计原则在钢铁制仓储用货架的结构设计中，需要考虑以下几个原则：1) 强度与稳定性：货架需要能够承受垂直和水平方向上的荷载，并保持稳定的姿态，以确保存放货物的安全性。

2) 空间利用率：钢铁制仓储用货架应该尽可能地减少支撑结构所占用的空间，并最大化仓库的存储能力。

3) 经济性：在满足物品储存需求的前提下，货架的设计应尽量简洁合理，减少材料和人力成本。

二、力学分析2.1 荷载分析在钢铁制仓储用货架的设计过程中，需要准确估计各个构件所受到的荷载。

主要的荷载包括自重荷载、货物荷载和附加荷载等。

自重荷载是指货架本身产生的重力荷载，货物荷载是指被存放货物的重量荷载，附加荷载包括风荷载和地震荷载等外部环境因素。

2.2 结构稳定性钢铁制仓储用货架的稳定性是确保货架能够保持平衡和承受荷载的关键因素。

稳定性的分析通常包括面内稳定性和面外稳定性。

面内稳定性是指货架在水平方向上的稳定性，可以通过增加抗倾覆支撑或加固货架的连接点来提高。

面外稳定性是指货架在垂直方向上的稳定性，主要通过设计结构构件的强度和刚度来保证。

2.3 结构强度钢铁制仓储用货架需要具备足够的强度来承受荷载。

结构强度分析主要包括静力分析和动力分析。

立体仓库货架立柱有限元分析及改进设计

表1 计算结果与相关参数值
样本编号 An/mm2
Imin/mm4
λmax
1
859
1 072 597
67
ห้องสมุดไป่ตู้
2
830
1 073 214
关键词：立体仓库货架；有限元分析；稳定性；改进设计
0 引言
自动化立体仓库已成为现代物流系统向高速率、高效益、低消耗发展的重要环节。而组装式货架是现代立体仓库货架最广泛使用的基础货架设施之一，货架立柱更是货架钢结构的重要支撑零件，故其强度、刚度和稳定性显得尤为重要。
本文采用先进的ABAQUS有限元分析软件，根据某立体仓库货架系统数据，建立了完整货架有限元模型。在满足货架设计承载能力及稳定性的前提下，依据有限元仿真结果对货架立柱截面进行了截面积优化改进。
（ f x）=准×An-C≥0 式中，C=N/f，为定值478.709。
由于稳定系数由部件长细比λ查表取得，目标函数中稳定系数与截面面积之间不存在线性关系。立柱净截面面积An与稳定系数可通过计算得出，各截面设计参数均有尺寸约束，优化采用试算法进行。
实际计算时，x5为定值45 mm尺寸变化最小值为1 mm。试算结果如表1所示，其中样本6为改进设计最小值，净截面面积 757 mm2截面积较改进前减小11.9%，稳定系数与净截面面积满足目标函数要求。
3 截面优化
在应用Q345钢的情况下，有了对立柱截面优化的前提条件，为达到减小立柱横截面积的目的，将立柱截面各项尺寸离散出作为独立相应参数，货架立柱的14个节点坐标可由8个独
.立A参l数l确R定i（gx1h，xt2，sx3，xR4，exs5，xe6，rxv7，ex8）d确.定，如图5所示。
按照《钢结构设计规范》选取Q345进行材料属性建模，属性为：弹性模量 E=2.06 × 1011 N/m2，泊松比 =0.28，密度 ρ= 7.85×103 kg/m3，屈服强度σ=3.45×108 N/m2，抗拉强度设计值f=310 MPa。 1.2 载荷与连接分析

货车车架的有限元分析

图 6 扭转工况的应力分布图 / MPa 4. 3 模态的计算结果
模态计算该车架的自由振型 ,即取消所有约束条件、承载情况和前后悬弹簧的作用 ,用 Block Lanczo s 法提取自由振动时的前 15 阶固有频率 ,前 6 阶的频率为零 ,其余各阶频率如表 1 。其中节选的第 7 阶、第 9 阶的振型 ,如图 8 、图 9 所示。
挠度ix轴的转角ixixiyizixiyiz24个自由度iz节点力矩阵为取决于单元的方位尺寸和弹性性质而与单元位置无关就可以进行车架的有限元分析计算了车架的有限元模型该车架初步设计为长考虑到车架几何模型的复杂性可在三维cad软件里面建立好车架的面模型然后导入到ansys里分析分析时首先要考虑的是各铆接点的位置hptcreatearea相应硬点连接成mpc单元因车架各层间即有压应力mpc的类型应选择rigidbeam方式对于纵梁和横梁选用shell63单元进行网格划分通过mpc与车架连接个弹簧单元与车架后轴连接单元总数为96213节点总数99897mpc单元为1012材料为16mn弹性模量为2e5mpa约束条件及承载情况车架设计最重要的是考察车架在弯曲和扭转时的受力情弯曲工况的边界条件及承载情况计算时约束前后悬弹簧接地处的所有自由度让车架形成一简支梁结构根据实际受力情况在安放驾驶室的地方加上20n在剩余处加上330n13
图 8 第 7 阶振型
图 7 扭转工况下横梁的应力分布图/ MPa 表 1 车架的 7～15 阶固有频率及振型
阶数 7 8 9 10 11 12 13 14 15
频率/ Hz 6. 710 5 13. 325 18. 097 20. 080 23. 718 26. 013 37. 705 44. 159 47. 888
∑R j u j = 0

转向架存放库货架结构设计及有限元分析

转向架存放库货架结构设计及有限元分析周华祥【摘要】为满足转向架检修的需求，在转向架检修库中特别设置一个立体存放库。

由于国内目前没有转向架的立体存放库，故采用升降横移式立体车库的方式对转向架存放库货架结构进行了设计。

通过有限元方法对货架进行分析与计算，在保证货架承载强度、变形和稳定性的要求下，将原来的壁厚8 mm的钢板改为6 mm，从而减轻了货架的质量，满足了仓储的需要。

%In order to meet the requirements of bogie maintenance ,stereo storage library should be setup in bogie maintenance store .Because there is no domestic bogie three -dimensional storage library ,the bogie sto-ring shelves structure is designed with the method based on three -dimensional garage lifting and moving . And through the finite element analysis and calculation ,and under the guarantee of bearing strength ,rigidity and stability,the thickness of original steel plate is changed from 8 mm to 5 mm,which reduces the weight of the shelf and satisfies the need of the warehouse .【期刊名称】《湖北理工学院学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P16-19)【关键词】转向架;立体存放库;有限元【作者】周华祥【作者单位】湖北理工学院机电工程学院，湖北黄石435003【正文语种】中文【中图分类】TB241.1 背景铁路是我国国民经济的大动脉，交通运输系统的骨干。

货架立柱稳定性能的有限元分析

Ａｂｔａｃ：ｎｔｌｍｅｔａａｙｉｎｔｅｓａｌｔｅａｉｒｏａｋｕｒｇｔｓｃｒｄｏｔｂｓｒｔＦｉｉｅｅｎｎｌｓｓｏｈｔｂｉｙｂｈｖｏｆｒｃｐｈｓｗａａｄｅｕｙＡＮ— ｅｉｉＳＹＳ．Ｔｈｉａａｌａａｔｒｒｈｅｌｎｔｆｔｅｍｅｅｍａｎｖｒｂｅｐｒｍｅｅｓｗｅｅｔｅｇｈｏｍｂｅｓ，ｔｅｔｉｋｅｓｏｅｐａｅ，ｔｅｗｉｔｉｈｒｈｃｎｓｆｔｌｔｈｄｈｈｈ
０引言
其６个自由度；上端板保留轴向移动自由，约束其他五个自由度。模拟过程中，荷载以集中力的形式加在上
随着仓储货架应用的越来越多，对其立柱稳定性能的深入研究也越来越重要。货架立柱一般采用冷弯薄壁型钢结构，其截面一般壁厚较薄且开孔，截面形状较为复杂，影响其稳定性能的因素较多。为了弄清货
ｎｉｂａｄｔｅｗｉｔｆａｄｔｎａｔｆｎｎｉｓｈｄｎｔｂｅｅｆｃｓｏｌｉｔｏｄ・ａｒｉｇｃｐｃｔｎｇｒｎｄｈｏｄｉｉｌｓｉｅｉｇｌｐａｏａｌｆｅｔｎｕｔｍａｅｌａｃｒｙｎａａｉｉｈｏｆｙ
度、再卷边宽度对立柱稳定性能的影响。分析得出立柱主要发生４种类型的破坏：局部相关屈曲破坏、畸变屈曲破
坏、体弯扭屈曲破坏及畸变与整体相关屈曲破坏。构件局部屈曲受腹板加劲肋高度影响较大；变屈曲受再卷整畸

有限元分析法在起重设备管理中应用

有限元分析法在起重设备管理中的应用1. 引言起重设备是现代工业生产中必不可少的重要设备之一。

在起重设备的设计、制造和使用过程中，安全性和可靠性是至关重要的考虑因素。

为了确保起重设备在工作过程中的稳定性和安全性，有限元分析法被广泛应用于起重设备的管理中。

2. 有限元分析法简介有限元分析法（Finite Element Analysis, FEA）是一种基于数值计算的工程分析方法，能够模拟和分析复杂结构的力学行为。

该方法将复杂的结构分割为许多小的单元，通过求解数学模型中的方程组来计算结构的受力和变形情况，从而评估结构的性能。

3. 有限元分析法在起重设备设计中的应用起重设备的设计过程中，有限元分析法可以用于以下方面：3.1 结构强度和刚度分析通过有限元分析法，可以对起重设备的各个部件进行强度和刚度分析。

例如，可以评估起重机臂的受力情况，确保其在工作过程中不会发生过大的变形或破坏。

3.2 疲劳寿命预测起重设备在使用过程中会受到循环荷载的作用，容易出现疲劳破坏。

有限元分析法可以预测起重设备的疲劳寿命，帮助制造商确定维护计划和升级方案，确保设备的可靠性和安全性。

3.3 结构优化通过有限元分析法，可以对起重设备的结构进行优化。

例如，可以通过分析不同材料的应力分布情况，确定最佳材料选择；通过调整部件的几何形状，优化设备的结构性能。

4. 有限元分析法在起重设备制造中的应用起重设备的制造过程中，有限元分析法可以用于以下方面：4.1 制造过程仿真通过有限元分析法，可以模拟起重设备制造过程中的各个环节，例如焊接、拼装等，评估制造过程中的应力分布情况和变形情况，确保制造过程的质量和可靠性。

4.2 产品质量控制有限元分析法可以对制造出的起重设备进行质量控制。

通过对产品的受力和变形情况进行分析，可以及早发现潜在的质量问题，并采取相应的措施进行改进。

5. 有限元分析法在起重设备使用中的应用起重设备在使用过程中，有限元分析法可以用于以下方面：5.1 动力学分析通过有限元分析法，可以对起重设备在工作过程中的动力学行为进行分析。

立体仓库货架有限元分析及立柱截面改进设计

立体仓库货架有限元分析及立柱截面改进设计摘要：立体仓库货架作为一种常见的存储设备，承载着大量货物。

然而，由于长期使用和负载的影响，货架的立柱在一定程度上存在一些安全隐患。

为了提高货架的结构强度和稳定性，本文通过有限元分析方法对立体仓库货架的立柱进行了研究，并提出了立柱截面的改进设计。

关键词：立体仓库货架、有限元分析、立柱、截面改进设计1.引言立体仓库货架是现代物流系统中常见的存储设备，广泛应用于仓储、物流和生产领域。

然而，由于长期使用和负载的影响，货架的立柱容易出现变形和破坏，增加了货架的安全风险。

因此，对立柱的结构强度和稳定性进行研究和改进设计具有重要意义。

2.有限元分析方法有限元分析是一种常用的工程力学分析方法，通过建立几何模型、选择适当的材料特性和加载条件，利用数值计算的方法模拟结构的力学行为。

本文采用有限元分析方法对立体仓库货架的立柱进行了分析。

3.立柱有限元模型建立根据实际情况，选择了适当的几何模型和材料特性，并考虑了货架的实际工作状态及受力情况，建立了立柱的有限元模型。

4.有限元分析结果及讨论通过有限元分析，得到了立柱在不同工况下的应力和变形分布情况。

分析结果表明，在某些情况下，立柱存在应力集中和变形过大的问题，容易导致结构破坏。

5.立柱截面改进设计针对有限元分析结果中发现的问题，本文提出了立柱截面的改进设计方案。

通过增加立柱的截面面积和采用更合理的材料，提高了立柱的结构强度和稳定性。

6.结论本文通过有限元分析方法对立体仓库货架的立柱进行了研究，并提出了立柱截面的改进设计。

研究结果表明，通过合理的改进设计可以提高货架的结构强度和稳定性，减少安全隐患，提高货架的使用寿命和可靠性。

大型板架稳定性的有限元分析

第14卷第2期2000年4月　华　东　船　舶　工　业　学　院　学　报Journal of East China Shipbuilding Institute Vol 114No 12Apr.2000文章编号:1006-1088(2000)02-0014-05大型板架稳定性的有限元分析郭　达, 谢祚水, 俞铭华(华东船舶工业学院船舶与建筑工程系,江苏　镇江　212003)摘　要:根据有限元法的原理,编制了计算大型板架稳定性的程序。

介绍了有限元程序的编制过程和使用方法,最后给出算例并进行了解析法与有限元法的比较。

关键词:板架;有限元法;程序设计;稳定性中图分类号:O241.82 文献标识码:A1　有限元法解板架稳定性问题的必要性图1　规则板架Fig.1　Regular grillage 在板架的稳定性问题中,传统方法是利用振动比拟,把板架稳定性问题转化为一根支持在数个弹性支座上的连续压杆的稳定性问题。

严格地说,这种方法只能处理满足以下条件的常规板架(如图1):横梁等间距布置,纵骨和纵桁左右对称分布,纵横梁均是等直梁,板架中无大舱口,称之为规则板架。

对于大型船舶而言,由于上甲板和船底板等板架的纵桁和肋板不等间距布置,各纵桁(连带板)的尺寸也不相同(如图2),上述条件无法满足,称之为不规则板架。

按简化模图2　不规则板架Fig.2　Irregular grillage型计算临界应力有相当大的偏差。

而且,由手工计算大型板架的稳定性工作量相当大,而使用有限元法则可以灵活地划分单元,完全不受板架形式的限制,且可以用细密单元来提高计算的精确度。

因此,有必要用有限元法来解平面板架的稳定性问题[1]。

2　近似解析法规则的甲板板架即指甲板板架的纵骨相同并且等间距布置,纵骨两端自由支持,板架的横梁也是相同和等间距的,这时可以将横梁转化为纵骨上的弹性支座,板架的稳定性问题也就转化成在弹性支座上连续梁的稳定性问题,可以用相应的解析法公式来解题。

新型钢货架短柱非线性有限元分析

新型钢货架短柱非线性有限元分析赵辉;丁晔;王心园;盛松林【摘要】Timeliness, promptness and accuracy are required in the supply and distribution of goods in modem logistics, which al- so help promote the development of the warehouse technology. Thus, a series of cold-formed thin-walled steel storage racking have been designed to meet different demands. This paper is aimed to analyze stub columns of newly steel storage racking by FEA, which could be applied into practical design.%现代物流要求物资的供应分发及时、迅速、准确，同时也促使仓储技术得到了迅速的发展。

为了满足不同的要求，形成了一系列的冷弯薄壁钢货架结构形式。

文章通过非线性有限元分析了新型钢货架短柱性能，为设计应用提供依据。

【期刊名称】《泰州职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(012)003【总页数】3页(P70-72)【关键词】新型钢货架;短柱;ABAQUS【作者】赵辉;丁晔;王心园;盛松林【作者单位】扬州市城市规划设计研究院有限责任公司,江苏扬州225002;扬州市城市规划设计研究院有限责任公司,江苏扬州225002;扬州市城市规划设计研究院有限责任公司,江苏扬州225002;扬州市城市规划设计研究院有限责任公司,江苏扬州225002【正文语种】中文【中图分类】TU391货架的基本结构主要由柱片和横梁组成。

由薄壁钢板冷弯而成的立柱、横撑和斜撑，通过螺栓连接形成柱片。

仓储货架的静力及屈曲有限元分析1

收稿日期:2002201208作者简介:王占军(1967-),女,辽宁朝阳人,讲师,机械工程专业.文章编号:100921130(2002)022*******仓储货架的静力及屈曲有限元分析王占军,　周美英(河海大学机电工程学院,江苏常州　213022)摘要:采用有限元法对某立体仓储货架的变形应力进行了计算.由于货架横梁与立柱的连接既不是完全固接也不是完全铰接,因此在横梁变形计算时,结合实验结果提出了一种特殊的处理方法.计算结果表明货架的强度和刚度都符合要求.在稳定性方面,对整体模型进行了有限元屈曲分析.关键词:仓储货架;有限元;屈曲分析中图分类号:TB 115 文献标识码:A 重型立体仓库是现代物流系统中的一种重要装置.立体仓库主要包括:立体货架、堆垛机、转轨机、分配车、出入库缓冲站、阅读器、寻址器、监控计算机等[1],其中货架是最基本也是最重要的部分,这是因为货架的垮塌,将会造成重大的损失.因此,货架的设计应符合建设部的标准CECS 23:90《钢货架结构设计规范》,货架的检测应符合标准JB T 5323291《立体仓库焊接式钢结构货架技术条件》.传统的货架设计方法主要采用简化法,例如将货格的横梁简化为简支梁或悬臂梁.其结果很可能是使货架强度或刚度不足,无法通过出厂前的试验;或者使货架强度或刚度富裕太多.这两种情况都会造成货架制造成本的增加.笔者采用自编的针对板梁结构的有限元程序对货架进行计算,取得了很好的效果.计算程序不仅使货架性能得到满足,而且在计算货架的同时还能根据计算中划分的单元情况,对货架的各种梁的尺寸、重量进行精确统计,从而大大加快设计及报价进度.图1　立柱截面F ig .1　Colu mn section 1　货架的有限元模型货架属于某自动化立体仓库,与计算有关的主要参数如下:货架高度为812m ,1～4层的层高为01825m ,5～9层的层高为016mm ,货位承重5kN ,货格承重15kN .货架由立柱、横梁、腹杆、背撑等组成,其中除立柱外,其它均为型钢.立柱的横截面形状如图1所示.该立柱的截面特性由程序自动计算.一般立体仓库包含很多排相同的货架,各排之间有顶横梁连接.由于货架主要承受垂直方向的重力载荷,为了减少计算规模,假定各排同时承受最大荷载并在垂直方向变形相同,这样可忽略各排之间顶横梁的影响.实际计算时取背靠背的两排.所建立的有限元模型如图2(a )所示.模型共有1512个节点,2513个梁单元.货架底部采用水第16卷第2期　河　海　大　学　常　州　分　校　学　报V o l .16N o.2　2002年6月JOU RNAL O F HOHA IUN I V ERS ITY CHAN GZHOU Jun .2002 泥灌浆固定,因此对应为固支边界条件. (a )图2　货架有限元模型 (b )F ig .2　FE M m odel of rack i ng图2(b )表示一个货格的载荷分布情况.每个货格承受的载荷为15kN ,由6个集中力W 0表示(对应于3个货位).值得注意的是,其中横梁与立柱的连接既不是完全固接也不是完全铰接,而是一种特殊的插拔式连接,因此横梁与立柱在连接处可有一定的相对转动.这就使本来较为简单的有限元问题变得复杂化,通用的有限元程序无法解决这种问题.笔者结合实验结果,采用特殊的叠加计算法解决了这一问题.2　求解方法及结果横梁与立柱的连接实际上是部分铰支加部分固支,而且是先铰支后固支.在铰支状态下横梁位移与其总位移的比值或者说对横梁施加多大力才能使其从铰支状态转入固支状态,必须通过实验确定.通过对类似如图2(b )所示的一个货格模型进行加载实验,可知货格在3个货位上作用W 0=15kN 载荷时的横梁位移为10mm .从力学原理可以知道,横梁的总位移等于部分载荷在铰支条件下引起的位移加上剩余载荷在固支条件下引起的位移,即y j 0p +y g 0(1-p )=10(1)式中y j 0为总载荷W 0在铰支条件下引起的位移(mm );y g 0为总载荷W 0在固支条件下引起的位移(mm );p 为正好将连接状态由铰支转入固支的载荷占总载荷W 0的百分比.y j 0和y g 0可利用有限元程序仿照实验模型(但支承条件分别设为简支和固支)很容易求出.若求出p ,则当货格作用的实际载荷为W 1(≥W 0)时所引起的横梁位移为y 1=y j 1+y g 1(2)其中y j 1=py j 0为货格在铰支状态施加pW 0载荷时的横梁位移,而y g 1为货格在固支状态施加(W 1-pW 0)载荷时的横梁位移.如果设计规范确定横梁的最大允许位移为y m ax (>10mm ),则可求出货格的最大允许载荷为W m ax =(y m ax -py j 0y g 0+p )W 0(3)上述的计算仅是刚度计算,并未考虑强度问题,因为在有限元计算中应力计算是十分容易的.对于本文研究的货架,经过计算得到:y j 0=12.96mm ,y g 0=2.55mm .将此结果代入式(1)得到p =0.71.将此值代入整个货架的计算中,先计算固支时(作用载荷0.29W 0)的结果,再将模型文件另存为一个新文件,在此新文件中释放横梁与立柱连接的相关转动自由度,并作用载荷0.71W 0后进行静力计算.将两次计算结果文件相加得到最后的计算结果,如图3所43 河　海　大　学　常　州　分　校　学　报 2002年6月示.图3(a )为垂直位移结果,横梁最大位移在减去有关的立柱位移后的净位移约为10133mm ,与实验货格的实测结果接近.图3(b )为梁的总纤维应力,最大为压应力发生在立柱下方,其值为135.95M Pa .根据使用材料(如Q 235)的性能及考虑到立柱上的安装蜂孔对立柱强度的影响,可以认为此货架设计是基本合理的.(a )　垂直位移分布(单位:mm )(b )　总纤维应力分布(单位:M Pa )图3　计算结果F ig .3　Calculati ng results3　屈曲分析图4　屈曲模态F ig .4　Buckli ng m ode 货架中的立柱属于细长的受压杆,因此有必要讨论货架的稳定性问题.有限元模型的稳定性计算归结为求解下述方程的特征值问题[2](K +ΚK Ρ)∆=0(4)式中K 为总体刚度矩阵;K Ρ为总体几何刚度矩阵;Κ为屈曲载荷因子;∆为屈曲模态向量.由于屈曲分析无法处理上述横梁与立柱的特殊连接,因此分别按完全铰支和完全固支的情况进行计算,得到屈曲载荷因子分别为4.1和6.3.图4为铰支时的屈曲模态,实际的屈曲载荷因子介于两者之间.由此结果看出货架满足稳定性要求.事实上,对此货架,强度问题是主要的,因为强度失效先于屈曲失效发生.4　结　束　语从计算结果可以看出,本文提出的实验与理论分析相结合的货架静力有限元分析法是有效的.计算结果表明货架的强度、刚度及稳定性均满足要求.本文方法可为同类型货架的计算提供参考.53第16卷第2期王占军,等　仓储货架的静力及屈曲有限元分析63 河　海　大　学　常　州　分　校　学　报 2002年6月参考文献:[1]　徐常凯,刘家福.自动化仓库系统货位虚实识别技术概况[J].工业设备商情,2001(10):15217.[2]　宋天霞.非线性结构有限元计算[M].武汉:华中理工大学出版社,1996.Sta tic and Buckl i ng Ana lysis on a Storage Rack i ngW ANG Zhan-jun,　ZHOU M e i-y i ng(Co llege of M echan ical&E lectrical Engineering,Hohai U n iv.,Changzhou213022,Ch ina)Abstract:A t first,th is paper analyzes the defo r m ati on and the stress of a sto rage rack ing u s2 ing the fin ite elem en t m ethod.A special treatm en t,com b ined w ith the experi m en tal resu lts,is p u t fo r w ard in the calcu lati on of tran sverse beam s’defo r m ati on,due to the jo in t conditi on be2 tw een the tran sverse beam s and the vertical co lum n s w h ich is partially released o r p artially fixed.Secondly,the buck ling analysis on the rack ing is m ade.A ll si m u lati on s show that the rack ing is feasib le.Key words:sto rage rack ing;fin ite elem en t;buck ling analysis(上接第21页)The D esign and I m plem en t of V ideo M on itor System Ba sed onH.263ProtocolOUYANG Chun-bo,　CAO N i ng(Co llege of Com p u ter&Info r m ati on Engineering,Hohai U n iv.,Changzhou213022,Ch ina)Abstract:B ased on the techno logy of video,com p u ter and comm un icati on s,th is paper in tro2 duces the design and i m p lem en t of one netw o rk system u sed in video m on ito r.A nd th is paper em phasizes the app licati on s of the video data tran s m issi on in th is system.B y the com p ressi on and code of the real ti m e video data w ith H.263p ro toco l,it m akes the video data fit to tran s2 fer in the very low b it rate channel.Key words:video;m on ito r;netw o rk;tran sfer;H.263p ro toco l。