基于ANSYS的托盘弯曲承载特性分析及试验验证

以非标准托盘为研究对象,通过建立托盘的有限元模型,对其施加特定载荷,模拟了其在静态承载弯曲试验时的受力情况,在ANSYS环境下进行有限元模拟分析,分别计算出了托盘长度方向和宽度方向的挠度值。借助托盘通用试验方法,验证了采用ANSYS对托盘弯曲性能进行理论分析的技术可行性,结果表明此方法具有较高的应用价值。     

纸托盘嵌入式底脚横向强度研究

根据纸质托盘结构及纸质运输包装材料的特点,提出了一种嵌入式底脚的纸质托盘结构。首先分析了嵌入式底脚与普通粘合式底脚的承载机理,研究发现,嵌入式底脚结构改善了普通粘合式底脚结构的承载方式。在横向载荷作用下,普通粘合式底脚承受剪切力作用只有一个承载面,总承载面积较小;嵌入式底脚承受多个面的剪切力及拉压力作用,承载总面积较大。随后,分别设计了开槽式、纸护角式两种嵌入式结构,并制备试样,对比分析了两种嵌入式底脚托盘与普通粘合式底脚托盘联结强度。研究表明,普通粘合式底脚横向承载能力较小;嵌入式底脚结构提高了底脚与托盘底板的胶粘面积及强度,能够承受更大的载荷及冲击力,新型结构是一种更可靠的纸质底脚与底板结合方式。     

铝合金托盘有限元分析及优化设计

目的通过对不同托盘结构进行分析,选出满足托盘承载性能要求的轻量化的铝合金托盘结构。方法利用Solid Works软件对不同类型托盘进行三维建模,并用Ansys Workbench对其进行静力分析,对比不同类型托盘应力、变形及安全系数,选出结构最优的铝合金托盘,并对其尺寸进行优化。结果方案C的托盘质量、纵梁应力、纵梁变形和纵梁安全系数分别为19.68 kg,247.39 MPa,3.41 mm和1.13,优于其他类型托盘,对其铺板厚度及纵梁相关尺寸进行优化后,其质量减少22%,纵梁安全系数提高20.4%。结论铺板厚度为1 mm,垫块厚度为1.5 mm,以及其他相关尺寸分别为5,5,30 mm的方案C铝合金托盘为载荷一定条件下的最优结构。     

OSB板托盘的叉举试验及有限元分析

目的验证OSB板材能否用于托盘的制作,以及OSB板托盘在叉举过程中的应力应变情况。方法通过Solid Edge建立使用钢钉模型进行连接的OSB板托盘模型,并使用软件内的NX Nastran仿真模块对托盘模型进行有限元分析,得出托盘叉举工况下的应力应变分布图,同时对OSB板托盘进行叉举试验。结果通过对OSB板托盘进行有限元仿真分析和实际实验,得出在6.5 k N载荷下,仿真分析的最大变形量为16.75 mm,实际实验的最大变形量为18.2 mm,两者数值近似,验证了有限元分析的有效性。结论确认了OSB板托盘的实用性,以及在托盘设计阶段使用有限元法对托盘性能进行分析验证与优化的可行性。     

贴补复合材料层合板的分析及参数影响

建立贴补复合材料层合板的三维有限元模型,采用渐进失效分析方法分析了贴补结构在拉伸载荷下的失效模式和极限强度。计算结果与实验结果吻合良好,证明模型可以准确地预测贴补结构的极限强度。分析结构的渐进失效过程,根据结构失效时的主导因素将贴补结构的失效模式分为补片失效、胶层失效和混合失效。研究不同补片直径和厚度下贴补结构的失效模式,结合结构的失效模式,讨论贴补参数的变化对贴补结构极限强度的影响,为复合材料贴补时参数的选择提供了一些设计规律。     

基于SolidWorks的托盘结构有限元分析及优化设计

托盘结构设计一直采用经验设计方法,其结构的合理性有待研究。通过SolidWorks对托盘进行了建模和参数化设计,并运用其集成的Simulation仿真分析功能对所建立的模型进行了有限元分析。通过与托盘试验原型测试对比,验证了分析的正确性和有效性。最后通过SolidWorks的优化功能对托盘模型进行了优化设计,得到了以安全系数为约束条件的托盘上连板的最优厚度。该方法可行、有效,为托盘结构分析和优化设计提供了一条新的思路。     

复合材料双向波纹夹层结构力学性能

为改进传统单向波纹夹层结构横向力学性能较差的缺点,设计了一种新型复合材料双向波纹夹层结构。考虑复合材料双向夹层结构制备困难,研究了整套真空辅助成型工艺(VARI)工艺制备方案,实现双向波纹夹层结构的高效制备,以满足工程应用的需要。对制备出的复合材料双向波纹夹层结构与单向波纹夹层结构分别进行面外压缩、弯曲和剪切实验,分析了双向波纹夹层结构在不同载荷下的破坏模式及其失效机制,计算了该结构在不同荷载条件下的强度和模量,并将其与单向波纹夹层结构进行对比分析。结果表明,在压缩荷载作用下,玻璃纤维/环氧树脂芯子为主要承载部分,结构的失效主要体现在芯子的屈曲、断裂和分层;在弯曲荷载的作用下,由于纤维的抗压强度远小于抗拉强度,所以压头下方的上面板最先达到破坏荷载,结构的弯曲失效形式主要为上面板的断裂和脱粘;结构的剪切失效主要以泡沫与面板的脱粘和压溃为主,芯子和面板未见明显的破坏现象;与单向波纹夹层结构相比,双向波纹夹层结构力学性能显著提升。      

木托盘RFID标签安装方式有限元分析及试验研究

目的 采用仿真和试验手段并用的方法,研究RFID标签在木质平托盘上的适用安装方式及其对使用性能的影响。方法 进行Ansys有限元仿真,分析木质平托盘承载和冲击试验中采用螺钉紧固及黏结剂粘贴方式安装的RFID标签所受应力。作为对比,在实验室进行实物试验,测量RFID标签表面应力,并测试标签读写性能。结果 在托盘承载和冲击试验中,从RFID标签各构件及标签连接件的受力分析看,2种安装方式下的RFID标签均未出现脱落和物理性损坏。冲击试验后的RFID标签能够通过读写功能测试。有限元仿真与实物试验的应力分析结果相互吻合,验证了结果的正确性。结论 RFID标签采用螺钉紧固和黏结剂粘贴的安装方式都能满足使用要求,且螺钉连接的耐用性更好。研究结果为RFID标签在木质平托盘的安装方式选择提供了理论依据。     

基于APDL的托盘支腿结构承载能力的非线性屈曲分析

目的探究新型重载纤维模塑托盘支腿结构的承载能力及非线性屈曲变化规律。方法依据制备的纤维模塑材料参数为基础,通过编写Ansys APDL程序,对设计的重载纤维模塑托盘支腿结构进行压缩载荷下的非线性屈曲模拟。结果 Anays模拟与实验得到的极限载荷值误差均在5.2%以内,具有很好的模拟精度。重载纤维模塑托盘支腿在压屈变形过程中,最大应力-应变变化表现为4个阶段,即弹性阶段、强化阶段、屈曲变形阶段和应力失效阶段。不同尺径支腿的屈曲变形阶段应力均维持在12.69 MPa左右,低于材料极限强度。增大壁厚或拔模角度,能增强支腿后屈曲变形阶段的承载能力;增大壁厚或减小拔模角度,能增大支腿的极限载荷。拔模角度为1.5°~2.0°,倒圆角半径为9~15 mm时,有利于支腿模塑工艺的实现及优良承载性能的获得。结论极限载荷与支腿壁厚和拔模角度具有很好的线性拟合优度,可通过壁厚或拔模角度预测支腿结构的极限承载。     

型钢混凝土框架结构失效模式的识别和优化

研究建筑结构在地震作用下的破坏机理,通过识别和优化结构的失效模式,实现结构的破坏由理想的失效模式控制,对提高结构的抗震性能及降低结构倒塌造成的人员伤亡和财产损失具有重要的意义。本文以型钢混凝土框架结构为研究对象,利用地震工程模拟软件OpenSEES平台,采用增量动力分析（IDA）方法得到计算模型在地震作用下的反应,提出了结构最弱失效模式的识别方法,并提出了最佳的优化方案,对相关工程应用有一定的理论指导意义。     

纸浆模塑托盘结构强度的实验测试分析

实验研究了纸浆模塑托盘结构的力学性能,测试分析了纸浆模塑托盘的承载能力,包括纸浆模塑托盘支腿单元结构的抗压能力,纸浆模塑托盘整体结构的抗压能力、抗弯性能。结果表明:纸浆模塑托盘的抗弯能力相对较弱,实验样品的平均抗弯载荷为1.32 kN;从抗压能力来看,纸浆模塑托盘整体承载能力与各个支腿承载能力的总和相接近;纸浆模塑托盘整体结构的抗压承载能力可达47.80 kN。     

薄钢板材包装用木托架的受力分析和结构优化

基于薄钢板材运输包装木托架的合理设计要求,分析了流通环境中的薄钢板材包装木托架的具体工况,进行了典型工况下木托架的受力分析,建立了相应的力学模型。根据力学模型对木托架的尺寸和结构进行了优化,初步获得了兼顾木托架承载性能与成本的设计方法。     

基于托盘应用状况的托盘结构创意设计

目的 研究并解决托盘尺寸与应用场景不匹配的问题。方法 对金属材料托盘结构进行创意设计,根据使用场景的不同要求,可以在原有托盘尺寸的基础上,改变托盘的长或宽,能够衍生出各种不同规格的托盘。结果 托盘尺寸可变设计能很好地解决托盘应用存在的问题,提高托盘应对不同场景的适用性,增强托盘与存储的货架、搬运的产品和运载工具等的匹配性,提高托盘的标准化程度,有利于建立托盘循环共用系统,提高托盘利用率,提高物流作业效率,降低物流成本。结论 尺寸可变设计金属材料托盘具有较好的承载性和安全性,有着良好的市场前景。     

3D打印钛合金孔挤压试验分析

孔挤压试验是通过模拟螺栓、销钉、铆钉与构件结合时的受力情况,针对检测构件部分承受的载荷而提出的一种试验方法。该文通过试验对3D打印钛合金TC4的孔挤压试验特性进行研究和分析,并采用对比试验的形式,研究3D打印钛合金孔挤压试验中试样厚度、孔径、孔边距及边距比对试验结果的影响。通过对实验数据的分析整理,建立数学关系式,明确试样厚度、孔边距、孔径以及孔挤压最大载荷4个参数之间的关系。分析试样的失效形式,描述孔挤压试验可能造成的3种裂纹形式,并对这3种裂纹的形成原因进行分析和研究。     

军用物资托盘循环共用机制探讨

目的研究军用物资托盘循环共用机制,为军用物资托盘高效管理和循环使用提供理论指导。方法结合国家托盘循环共用系统建设发展实际,在对比分析军用物资管理特点的基础上,研究提出军用物资托盘循环共用的3种运行模式和5项管理机制。结果建立了军用物资托盘循环共用机制,对提升军事物流保障效率、节约军用物资保障成本具有积极的现实意义。结论构建军用物资托盘循环共用机制应在积极融入国家托盘循环共用体系的基础上,重点加强组织机构、业务流程、托盘标准、管理网点、软件系统等方面的管理机制建设。     

薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱轴压试验研究

为研究薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱的轴压性能,进行了3批试件的轴压试验,考察组合柱的破坏形态特征、抗压承载力和变形情况,综合分析了长细比、净截面尺寸、空心率、截面组配形式、横向约束拉杆排数和相对竖向间距比对轴压性能的影响。结果表明:组合柱的破坏形态为端部或中部开胶剥离破坏、柱端竹胶板压溃破坏、端部或约束拉杆间开胶压折破坏以及压曲整体失稳破坏;增大长细比引起失稳破坏的趋势增大,净截面尺寸增大是极限承载力提高的关键因素;截面组配形式能影响组合柱破坏形态特征;设置约束拉杆能提升组合柱的承压稳定性,优化约束拉杆排数和相对竖向间距比的设计,能明显改善材料界面的接触效应而提升承载力。通过非线性回归分析,建立了组合柱的承载力计算方法。     

货架托盘性能的研究与分析

通过试验的方法研究了货架托盘的性能,主要从结构、货架宽度、上架时间等几个方面分析了其对托盘性能的影响,并且对试验结果进行了讨论,得到了提高其性能的方法和方向,为货架托盘的选择提供依据。     

航空运输集装托盘脱胶监测成像方法

目的为了提高航空运输集装托盘使用的安全性与经济性,实现航空运输集装托盘脱胶的在线监测。方法研究一种基于优化损伤概率成像的航空运输集装托盘脱胶监测方法,该方法首先将监测区域划分为一个个矩形子区域,然后判别航空运输集装托盘脱胶发生的子区域,其次使用损伤概率成像方法对脱胶进行定位,最后结合脱胶发生的子区域计算出航空运输集装托盘脱胶的位置坐标。结果依据航空运输集装托盘的生产工艺自制了一块试件对该方法进行实验验证,定位距离误差不大于2 cm。结论基于优化损伤概率成像的航空运输集装托盘脱胶监测方法可对航空运输集装托盘脱胶进行不依赖信号传播速度的成像定位。