文档介绍：年第期总第期
集
装
箱
工
业
ANSYS Workbench 软件
在集装箱静力分析中的应用
扬州通利冷藏集装箱有限公司杨俊
由于运输操作中的实际需要,对集装箱进行刚在 ANSYS 软件的“Design Model”界面建立模
强度静力试验是必不可少的。以往集装箱生产厂家型,导入“Design Simulation”界面进行模拟。具体步
通常根据设计经验来设计新箱型,当遇到客户指定骤如下:(1)网格划分;(2)材料力学性能参数设置;
结构或特殊结构的箱型时,可能对设计箱体的刚度(3)模型加载和约束;(4)结果计算。
和强度产生疑虑,需要先制造样箱,并对样箱进行
刚强度试验,如果试验结果不通过,再加以完善甚网格划分
至变更设计。这对工时、人力、物力等都造成很大的在网格划分过程中,“面”的划分使用四边形单
浪费,因此有必要应用相关的刚强度校核软件,对元,“体”的划分使用六面体占优单元。设置网格大
设计进行辅助校核。本文应用 ANSYS Workbench 小并划分网格后,共产生 86 661 个单元和 129 290
(以下简称 ANSYS)软件对集装箱的刚强度静力试个节点。箱体网格化后的模型如图 1 所示。
验进行有限元模拟,旨在于生产前对设计箱体的刚
度和强度进行预判。
本文以 20 英尺(6 058 mm × 2 438 mm ×
2 591 mm)无侧门特种集装箱为例。该箱型顶部有
4 个吊耳,每侧上侧梁处各有 2 个三角加强筋,此结
构设计是为了减少吊耳起吊过程中的箱体变形。
建立有限元模型时,为减少网格划分数目、节
z
省计算时间,在不影响最后结果的前提下,对箱体 x
(mm)
y
所有板材以面形式建模,并附以零件的对应厚度,
而对角件等无关最后结果的复杂构造零件作简化。图箱体网格划分模型
C
表材料力学性能参数
ON 材料力学性能参数设置
拉伸屈服强度/ 拉伸断裂强度/ 弹性模量/
材料泊松比
T 如图 2 所示,箱体材料拉断过程分 4 个阶段: MPa MPa MPa
A I—线性阶段;II—屈服阶段;III—强化阶段;IV—颈 SPA-H 355 490 206
I
N Q345E 345 470 205
缩阶段。图中: p 为材料比例极限,小于该值时应力
E
R 与应变成线性关系; s 为材料屈服极限,大于该值时
I 模型加载和约束
材料失去抵抗变形的能力; b 为材料强度极限,即材
NDU
料能承受的最大应力。针对该箱型,参照中国船级社《集装箱检验规
范(2008)》及客户要求,制定部分试验项目及对应
S
T 的加载和约束方式(见表 2)。
R
b
Y
试验项目加载约束
s
吊耳处吊链与水平面呈 45 夹
顶部对角吊耳起吊底板均布加载 ' T
p 角
吊耳处吊链与水平面呈 45 夹
顶部四角吊耳起吊底板均布加载 ' T
角
叉车槽接触面积为 200 mm×
叉举底板均布加载 T
1 800 mm