基于SolidWorks的集装箱强度分析

    0 引言

    集装箱是具有一定强度、刚度和规格的专用大型装货容器。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。集装箱最早没计采川制样方法，采集工业实验数据不断改进，该方法汁算复杂，制样周期长，开发费用高。本文采用软什对集装箱进行结构强度分析，根据仿真模型设计制造。并对其进行结卡句强度试验，比较仿真分析和试验数据用以检验仿真分析的正确性。

    l 建立集装箱仿真模型

    1．1 建立集装箱三维模型

    到1985年为止．国际化标准组织对集装箱已经分成13种标准规格，本文分析的集装箱规格为20尺柜，其外型尺寸为20英尺×8英尺×8英尺(5．69 m×2．13m×2．18m)，如图l所示。该规格集装箱配货毛重一般住17．5t左右，体积为24m3～26m3。

    图1 集装箱三维模型

    1．2 建立集装箱仿真模型

    在建模仿真模型过程中，不需要将所有的零部件部考虑进去，可根据具体的仿真目的和需要合理地忽略删减不必要的部分．以达到仿真目的的同时尽可能地简化模型。本模型的培本假设如下：① 材料连续无空隙；② 材料各处性质相同；③ 任意方向材料性质相同：① 变形远小于构建尺寸，可用变形前的尺寸和几何形状进行计算。

    采用本身自带的构建功能设计集装箱模型。集装箱左右门及其安装连接的轴、插销等对结构强度影响不大，这些零部件不加入分析中，予以省略。简化后的集装箱模型如2所示。

    图2 简化后的集装箱模型

    本集装箱采用框架结构，四周由立柱焊接成承载框架。底部焊接十几组横梁许与框架组焊；底部焊接20mm厚钢板，用来载物，左侧、右侧、前侧及顶部焊接2mm厚波纹挡板，用来包覆货物。

    框架在框剪结构中起主要承载作用，本文将所有框架结构均采用实体离散，其余包覆货物的规则性挡板和底板采川壳体离散．这种方法离散的好处足：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。零部件之问没有相对移动，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，所以分析时施加的裁荷为60t的静态力，均匀分布在底板上，周边不施加载荷。底部四个底角固定，模拟真实固定方式。对模型的各零部件进行物理信息的定义，包括构件名称的修改、材料属性的修改等。离散后的模型节点数为453643，单元总数为237555。离散后的集装箱模型如图3所示。