基于SolidWorks和Ansys的20 ft集装箱石材运输架设计

目的 为解决石材在长距离运输过程中,存在不易加固、破损率高、运输成本昂贵等问题,设计一款安全、轻便、可循环使用、可拆解、便于回送的20 ft(1 ft=0.3048 m)集装箱石材运输架.方法 首先按照《铁路货物装载加固规则》要求,计算作用在石材上的各种力,确定装载加固方案,再根据《钢结构设计规范》及20 ft通用集装箱内部结构确定石材运输架的材料与规格,然后采用SolidWorks对运输架进行三维建模,利用Ansys对模型进行有限元分析.结果 分析得出,石材运输架最薄弱部分应力分别为155.36,99.56,99.48,70.87,343.75 MPa,位移变形量分别为0.54,1.95,0.60,0.01,0.10 mm,均符合规定.结论 20 ft集装箱石材运输架运输效率高,可实现"门到门"运输,应用前景良好,对当下石材运输发展有较大影响.     

基于SolidWorks的铁路敞车裸包装玻璃集装架设计

目的为解决铁路木箱包装玻璃运输过程中存在的包装费用贵、破损率高、耗时长、稳定性差等问题,设计一种安全稳定、可循环使用、易拆解回送、可适合多种规格玻璃运输的新型集装架。方法使用SolidWorks软件对集装架进行三维建模,确定装载加固方案,计算运输途中作用在玻璃上的各种力,对玻璃集装架进行有限元分析。结果集装架底架、侧门、档杆最薄弱部分应力分别为133.4,99.88,109.4 MPa,位移变形量分别为1.257,1.792,1.916 mm,均符合规定。结论铁路敞车裸装玻璃集装架运输,应用前景良好,可有效降低玻璃破损率,减少包装费用。     

卷钢专用平台箱的三维建模及有限元分析

目的 针对国内外采用集装箱方式装载卷钢的现状及存在的问题,初步设计一种20 ft(1 ft=0.3048 m)卷钢专用平台箱(内部尺寸为5.9 m×2.35 m×2.393 m,门宽为2.342 m,门高为2.28 m),并分析其力学性能.方法 利用SolidWorks软件建立平台箱的三维模型,通过对其在调车冲击工况下的载荷和约束进行分析,利用Ansys Workbench软件建立有限元模型,并进行平台箱强度有限元计算.结果 得到该平台箱在最不利工况下的等效应力和位移情况.其中,卷钢支架支撑面和角件内侧壁部位出现了应力集中现象,最大工作应力值为234.01 MPa,不超出结构钢材料的许用应力(246 MPa);最薄弱环节的最大变形量为1.0572 mm,在允许范围内.结论 仿真结果表明该平台箱满足结构强度要求.     

折叠式集装箱设计特点分析

随着世界贸易的活跃,集装箱业务也在快速发展。本文在分析折叠式集装箱相关结构设计等方面的问题的基础上,重点利用ANSYS有限元数值模拟软件对于折叠式集装箱设计中的堆码试验工况和集中载荷试验工况进行探讨分析,有利于提高我国折叠式集装箱设计水平。     

集装箱液体包装袋有限元分析及优化设计

目的研究液袋的长度、厚度及装载不同粘度的液体对液袋撕裂行为的影响。方法利用CATIA软件,建立不同长度、厚度和装载不同粘度液体的集装箱液袋模型;基于ABAQUS软件,在静态和动态下对集装箱液袋进行模拟。结果经过模拟分析,得到了液袋的应力、应变、应变能密度和最大撕裂能。正交分析选出最佳方案后,计算出静态下最大应变为0.064 77,最大应变能密度为0.1928×10~(-3) J/mm~3,最大撕裂能为0.1868 J/mm~3;动态下最大应变为0.063 04,最大应变能密度为0.1885×10~(-3) J/mm~3,最大撕裂能为0.1828 J/mm~3。结论结晶度较低PE膜的撕裂主要与薄膜的最大撕裂能有关,通过增大液袋长度可相应降低PE层顶部的最大撕裂能,提高液袋的安全性能。动态下液袋PE层顶部的撕裂破损是液袋损坏的主要原因。     

基于SolidWorks和ANSYS的铁路卷状货物横向限位钢制座架设计

目的 针对卷状货物在铁路运输中常发生横向位移，危及行车安全等问题，设计一款安全可靠、适用车型广、结构强度高、循环使用、叠装回送、适合多种规格货物并带可伸缩横向限位装置的卷状货物运输钢制座架。方法 首先依据《铁路货物装载加固规则》，计算发生在卷状货物的各种力，制定装载加固方案;再依据《钢结构设计规范》及敞车、平集两用车内部结构，确定钢制座架材料与规格;然后通过SolidWorks对钢制座架进行三维建模，利用ANSYS对模型进行有限元分析。结果 分析得出，钢制座架受垂向力、纵向力，最薄弱部分应力分别为172.1、244.39 MPa，位移形变量分别为0.23、0.19 mm，均符合规定;横向限位装置在最不利载荷作用下，齿块剪应力为7.11 MPa，横向档杆最大等效应力28.66 MPa，最大变形量0.03 mm，均符合规定。结论 铁路卷状货物横向限位钢制座架安全可靠，能有效防止卷状货物横向位移，降低装载加固成本，对当下卷状货物运输发展有较大作用。     

光伏组件运输包装的设计和有限元分析

针对目前铝合金边框光伏组件的运输包装中存在的不足,以规格为1665mm×1000mm×50mm的组件为例,综合考虑了客户要求、产品特性、包装成本、包装效率和产品保护性等因素,设计了一种更为合理的运输包装方案。在方案的内包装中,设计了一种用于固定和分隔组件的塑料围框。利用ANSYS Workbench软件,参考ISTA 3E实验中的底楞跌落试验,进行了围框和组件的瞬态响应有限元分析。结果显示,围框能够维持包装的稳定性和安全性。     

20 ft敞顶箱卷钢通用运输座架设计及强度检验

目的 在国家大力发展集装箱多式联运的背景下，研究20 ft(1 ft=304.8 mm)35 t敞顶集装箱的卷钢运输方式，根据卷钢的不同规格设计2类卷钢座架并分析验证其强度性能。方法 利用SolidWorks软件建立座架三维模型，利用Ansys Workbench软件分析座架在静载与冲击条件下的位移与应力变化，然后进行静载与冲击试验，依据《铁路货物装载加固规则》与《机车车辆强度设计及试验鉴定规范车体第2部分:货车车体》规定，对仿真结果与试验结果进行比较分析。结果 在静载与冲击工况下，仿真分析结果的位移与应力均不超过结构材料的最大许用值;试验结果前后座架状态完好，未发生明显损伤变形等情况;2类座架仿真分析结果与试验结果的最大绝对偏差仅为20.19 MPa和22.23 MPa，表明仿真分析结果具有较大精度。结论 设计的20 ft 35 t敞顶箱卷钢运输座架模型设计合理，强度符合规范要求，能够满足卷钢安全高效的运输需求。     

Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层残余应力的有限元分析

设计了Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层,使用有限元软件分析了成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度等参数对涂层/基体界面残余热应力的影响。结果表明:功能梯度材料的最佳成分梯度指数为m=1;涂层最佳层数为3-5层;涂层最佳厚度为1-1.5 mm;涂层表层主要分布为径向压应力;在涂层/基体界面的边缘区域应力集中较为严重;涂层/基体界面处的径向应力、轴向应力和剪切应力与成分分布指数、梯度层数目和梯度层厚度有密切的关系。用涂搪法制备了梯度涂层,用X射线衍射法(XRD)测试了涂层表面残余应力,验证了有限元结果的准确性。     

基于SolidWorks和Ansys的铁路卷状货物横向限位运输座架设计

目的 针对卷状货物在铁路运输途中常发生横向窜动,造成货物损伤、危及行车安全等问题,基于当前主流运输座架和技术经验,设计一款安全可靠、适用多种车型、可叠放回送、可循环使用、适合多种规格卷状货物、带有横向限位装置的运输座架。方法 根据《铁路货物装载加固规则》,制定最不利工况下的卷状货物装载加固方案;依据《钢结构设计标准》及敞车、平车的结构,确定运输座架的结构和材料;通过SolidWorks-Ansys对运输座架进行建模和有限元分析,得到卷钢座架变形及应力的变化情况。结果 通过分析可知,运输座架会受到垂向力、纵向力,其最薄弱部分的应力分别为355.14、341.99 MPa,位移变形量分别为0.55、1.069 mm,符合规定;在最不利工况下,横向限位挡件的最大应力为28.89 MPa,最大变形量为0.04 mm,符合规定。结论 设计的铁路横向限位运输座架安全可靠,可有效防止货物发生横向窜动;叠装回送,可实现重去重回。该设计填补了现有运输座架对卷状货物无法进行横向刚性加固的空白,对当下卷状货物运输发展具有较大的促进作用。     

剪叉式升降平台设计与有限元分析

目的针对市场上现有单级剪叉式升降平台的不足,提出一种可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,设计其机械结构,并进行力学性能分析。方法利用三维建模软件SolidWorks对升降平台进行三维实体建模;利用有限元分析软件Ansys Workbench建立有限元模型,对其静态承载性能进行仿真分析。结果得到了该平台在特定载荷下,在升起且伸缩台板合上,升起且伸缩台板拉开,降下且伸缩台板合上,降下且伸缩台板拉开4种工作状态下的总体变形和等效应力情况。其中最大总体变形主要位于伸缩台板左边缘,上述4种工作状态下的最大总体变形分别为1.97,1.07,0.73,0.33 mm,都在允许范围内;最大等效应力出现在剪刀撑铰点附近,上述4种工作状态下的最大等效应力分别为47.51,40.10,185.34,170.02 MPa,均小于结构钢材料的屈服极限(235 MPa),强度满足要求。结论所提出的可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,拓展了传统升降平台的功能。     

铁路客车地板材料隔声性能有限元分析

从提高铁路客车地板隔声性能出发,应用隔声原理和有限元理论,在隔声室内对客车地板材料进行降噪分析,其研究结果对铁路客车降噪设计具有一定参考价值。     

SPAR平台立管相互碰撞的有限元分析

以SPAR平台中立管与立管碰撞为研究对象,采用三维有限元模拟碰撞过程,并采用显示动力求解结构的最大碰撞力及最大碰撞应力,计算且讨论了内压、碰撞时立管之间的夹角、碰撞时立管速度之间的夹角及摩擦对立管碰撞的影响。结果表明一定的内压值可以使立管在径向更不容易破坏,对于带有保护层的立管,不同角度碰撞对立管碰撞的影响相对较少,当碰撞角度为45度,最大碰撞应力比较小,摩擦对立管碰撞影响不是很大。     

塑料容器与金属盖的过盈密封结构设计及有限元分析

目的 为研究包装容器的过盈密封性能，设计一种塑料容器与金属盖的过盈密封结构，研究其过盈量与材料属性（弹性模量、泊松比和摩擦因数）对容器密封性能的影响。方法 制定包装容器的结构设计方案，使用UG软件对塑料容器与金属密封盖的过盈联接结构进行三维建模。将接触部位过盈联接的力学模型模拟为圆筒的过盈配合模型问题，并进行理论计算，利用Ansys软件进行仿真验证。最后使用Ansys Workbench创建金属密封盖工作状态下的三维轴对称有限元分析模型，并对不同过盈量与材料属性下的接触应力进行比较。结果 金属密封盖与瓶口的接触应力随安装过盈量的增大而逐渐增大，且接触压力值与安装过盈量之间近似呈线性关系。弹性模量的改变对接触应力的影响较不明显，同时最大接触应力的变化趋势随弹性模量的变化而平稳增长。泊松比与摩擦因数对过盈联接的接触应力影响较小，接触应力数值随其参数的改变而发生波动。结论 在不超过材料屈服强度的条件下，应选用尽可能大的过盈量，同时可以适量增大弹性模量，以增强塑料容器与金属盖之间过盈联接的密封性能。     

框架木箱有限元受力分析

介绍了木包装的基本情况,对木包装中使用广泛的框架木箱的结构设计过程进行分析,并设计制做出了一个框架木箱,对其进行了有限元分析。采用大型有限元软件ANSYS和ANSYS-LSDYNA具体分析其在静载、堆码、叉取、跌落等各种情况下的力学性能,为框架木箱的设计做出有益的探索。     

液晶电视包装件有限元分析及优化设计

目的将有限元分析技术应用于液晶电视包装件的抗压、抗振性能分析和优化设计中。方法应用Ansys Workbench分析软件,建立液晶电视、缓冲衬垫和瓦楞纸箱的有限元模型。模拟包装件在物流运输和仓库堆码时,包装件受压时的变形受力情况,以及运输过程中的振动情况。以包装件的质量、固有频率及最大变形量为目标函数对液晶电视缓冲衬垫进行多目标优化设计。结果经过静压分析,液晶电视缓冲衬垫最大变形量为0.362 mm,包装件所受最大应力为70 339 Pa;经过模态分析,包装件的一阶固有频率为7.7471 Hz。经过优化分析,缓冲衬垫高度和顶部凹槽深度的最佳设计点分别为200.83,19.34mm,与原始设计值相比,包装件各项性能得到了显著提升。结论通过对液晶电视仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,降低了产品破损率同时节约材料。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

利用大型通用有限无软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟 ,其中混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型和专门的材料模型CONCRETE ,钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性 (KinematicHardeningBilinearPlasticity)模型来实现 ,并与Suidan和Schnobrich[1] 的方法进行比较 ,计算结果与Suidan和Schnobrich预示的响应十分吻合。