基于力学性能的钢货架立柱截面结构参数的敏感性研究.pdfVIP

学兔兔 务I 匐 化 基于力学性能的钢货架立柱 截面结构参数的敏感性研究 Research on sensitivity analysis for structural parameters of steeI rack column section based on the mechanicaI properties 张森臣，吕志军，项 前，柴山惠 ZHANG Sen．chen，L_V Zhi-jun，XIANG Q Jan，CHAI Shan．hui (东华大学机械工程学院，上海201620) 摘 要：钢货架立柱是货架承受荷载的基础构件之一，其截面形状对立柱的力学性能有着极其重要的影 响。基于理想轴心受压构件稳定理论，建立了受压立柱力学模型，推导了常见立柱截面的截 面特性计算公式。以M1 20型号立柱为例，采用倍率化分析方法计算了立柱宽度，厚度等参数 对立柱的稳定临界压力的敏感程度，为立柱的优化设计提供理论指导。 关键词：钢货架立柱；力学性能；截面；结构参数；敏感性 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2014)1 0(下)-0093-04 Doi：1 0．3969／J．Issn．1 009-01 34．2014．1 0(下)．24 0 引言 1立柱轴心受压力学模型 自动化立体仓库是现代化仓储物流系统中的 欧洲货架设计规范 ((FEM10．2．02托盘钢货架 重要基础设施，具有仓储密度大、运转效率高、 静力设计》 中对于立柱的测试原理如图1(a)所 仓储费用低等特点 。由于具有强度高，重量轻， 示，测试时将立柱试件放在试验机上，在试件的 制作简单，安装方便等技术优势，大型立体仓库 两端设置不小于30mm厚的压板向立柱试件基座传 的建设多采用冷弯薄壁钢。钢货架立柱 (以下简 递轴向荷载，同时要求立柱的外轮廓边缘与压板 称 “立柱”)要承受来自货物和其他构件对其产生 的轮廓边缘的最小距离至少保留10mm以上，通过 的垂直载荷、弯矩和扭矩的组合作用。因此，立柱 压板两端的钢珠施加轴向荷载，加载直到试件弯 的设计、生产制造及安装等将直接关系到货架钢 曲不能再承受更多的压力为止，此时的压力值记 结构的技术经济性、安全性和使用的便捷性弘J。在 为失效荷载。 货架构件连接方式相同的情况下，货架的承载能 图l(a)中立柱两端为球铰支座，轴线为直 力与立柱的截面特性相关。目前，立柱的力学性 线，荷载与轴线重合，可根据压杆稳定理论I叫将该 能一般是根据国外文献或者通过试验来确定的口 。 测试原理模型简化处理为两端铰支压杆模型，如图1 随着高强度钢的广泛应用，立柱截面的结构设计 (b)所示，其中F为轴向荷载，l为立柱的几何长度。 日渐复杂。立柱的截面设计是货架生产中的一个 重要环节，截面结构的不良设计极易引发自动化 立体仓库的不安全或是材料的浪费，因而基于力 学性能的立柱截面设计引人关注。 评价立柱力学性能有多个指标，本文选定货 架行业最为关注的立柱稳定临界压力作为本文参数 敏感性分析的评价标准。通过建立立柱受压力学模 型，推导常见立柱截面的截面特性计算公式，利用 文献