Для реализации проекта поставки стеллажей на склад заказчика компания ООО «СпецПрофСталь» обратилась в компанию ООО «ФьючеДиджитал» выполнить детальный расчет на прочность типовой рамы стеллажа.

Рама — вертикальный элемент стеллажа, состоящий из 2-х стоек, соединенных между собой горизонтальными и диагональными раскосами на болтовых креплениях, показанный на рисунке 1.

Целью настоящего расчета является обоснование правильности принятых при проектировании изделия конструктивных решений и подтверждение прочности конструктивных элементов и работоспособности изделия — Рамы 1050×76×63×1,5 мм при рабочих нагрузках.

Общий вид рам стеллажа в сборе

этап 1

Для математического моделирования и расчета конструкции были запрошены свойства применяемых материалов, показанные в таблице, а также эскизы элементов стеллажей, показанные на рисунке.

Эскиз рамы 1050 х 76 х 63

этап 2

Для проведения расчета модель рамы проектируется в модуле SpaceClaim в соответствии с конструкционными размерами, заданными заказчиком. Данная расчетная модель представлена на рисунке.

Модель рамы 1050 х 76 х 63 х 1,5

этап 3

Выбор и оптимизация параметров конечно-элементной модели, в том числе достаточности густоты конечно-элементной сетки выполнялся по результатам предварительных расчётов.

В итоге на основе загруженной модели была сгенерирована соответствующая сетка конечных элементов, показанная на рисунке 4. Качество построенной сетки проверяется по критерию Element Quality функции Mesh Metrics, показанной на рисунке 5.

Сетка генерировалась автоматически, и затем определялись оптимальные размеры сетки путём кратного увеличения количества конечных элементов. Конечным вариантом разбиения была выбрана модель, увеличение числа элементов которой дало изменение вычислений не более 3%.

Сетка конечных элементов рамы 1050 х 76 х 63 х 1,5

Качество сетки конечных элементов рамы 1050 х 76 х 63 х 1,5

этап 4

На рисунке 6 приведена расчетная схема. Стеллаж закреплен у основания. Учтена сила тяжести, действующая на конструкцию. Рабочая нагрузка 1500 кг прикладывается на уровнях крепления ригелей 1800 мм, 3050 мм и 4300 мм от основания в выемках для крепления перекладин.

Расчетная схема

В результате расчета определено напряженно-деформированное состояние конструкции, построены поля максимальных деформаций и внутренних напряжений. Они представлены графически на рисунках 7 — 9 в виде изоповерхностей на геометрической модели с приведенной шкалой, на которой представлено взаимное соответствие между цветом и цифровыми данными.

Эпюра смещения рамы

Эпюра относительной деформации рамы

Эпюра внутренних напряжений

статьи проектов