Исследование устойчивости складских стеллажей при динамическом воздействии
Конструкторским подразделением ИМВО был исследован паллетный стеллаж (Рис. 1), состоящий из 4 секций по 5 уровней складирования. Масса каждого груза – 1000 кг, что соответствует максимальной нагрузке. Для исследования были произведены удары твердым телом массой 1800 кг по стойке на расстоянии 0,5 м от опорной поверхности (Рис. 2) с заданной начальной скоростью V0. При этом были определены максимальная начальная скорость такого тела, при которой не происходит обрушения стеллажа, и остаточная несущая способность стоек при наличии деформации
Рис. 1 |
|
Этот опыт еще раз подтвердил, что при динамических нагрузках происходят значительные деформации элементов. На Рис. 3 представлена диаграмма деформирования, построенная по результатам испытаний.
Рис. 3 Диаграмма растяжения материала
РЕАКЦИЯ КОНСТРУКЦИИ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
Конечно-элементная модель конструкции, представленная на Рис. 4, построена из пластинчатых и стержневых элементов. Стойки и траверсы области воздействия смоделированы пластинами, а в остальных частях – стержневые элементы. Было произведено воздействие контактного шара на вторую от края стеллажа стойку – наиболее нагруженную. Начальная скорость ударяющего тела V0 варьировалась от 0,3 до 1,0 м/сек.
Потерей устойчивости конструкции считается самопроизвольное движение с последующим обрушением. В результате испытания установлено, что это происходит при начальной скорости ударяющего тела выше 0,4 м/сек (1,5 км/час).
|
Рис. 5 |
Рис. 6
Движение конструкции
при потере устойчивости
Рис. 7
Положение элементов в зоне удара
в момент остановки ударяющегося
тела без потери устойчивости
Рис. 8
Напряжения в конструкции
в момент остановки ударяющегося тела
Потери несущей способности стойки вследствие деформаций
Для определения потери несущей способности стойки при наличии видимых дефектов производилось продольное сжатие стойки плоскими поверхностями путем перемещения сжимающей плоскости (Рис. 9).
Рис. 9
Задача о сжатии стойки продольной силой плоскими поверхностями:
а – расчетная схема;
б, в – форма стойки после потери устойчивости
Цель этой задачи – измерить максимальную силу, которую способна выдержать стойка до потери устойчивости. На Рис.10 представлена зависимость продольной силы от перемещения сжимающей плоскости. Из графика видно, что максимальная продольная сила P0, которую может выдержать недеформированная стойка, равна 137045,0 Н (13,7 т).
Рис. 10 Зависимость продольной силы от перемещения верхнего среза стойки
Для оценки влияния дефектов на несущую способность были сформированы модели балки с идеализированными дефектами формы (Рис. 10). В результате для этих моделей получены различные значения максимальной силы, которую может выдержать стойка (Табл. 1). В таблице также указано соотношение максимальной силы Pmax, которую выдерживает стойка, к максимальной силе P0 в процентах.
Рис. 11
Модели стойки с тремя идеализированными дефектами
Табл. 1
Максимальные усилия и относительная несущая способность
(% от максимальной) при наличии дефектов формы стоек
№ п/п |
Максимальный эксцентриситет |
Тип дефекта формы | ||
1 | 2 | 3 | ||
1 | 10 |
117521,0 85,8% |
94020,9 68,6% |
99721,0 72,8% |
2 | 25 |
88984,8 64,9% |
61863,5 45,1% |
65830,7 48,0% |
3 | 50 |
62793,3 45,8% |
37628,1 27,5% |
40355,7 29,4% |
4 | 100 |
36842,9 26,9% |
21973,2 16,0% |