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                    新型集裝箱平車車體強度應力測試

                    分類:應力應變測試    關鍵詞:應力測試

                    某公司新開發了一款N型集裝箱平車,是四軸平車,主要運輸集裝箱,并兼顧平車功能的。與原先平車相比,裝載功能由原先能裝載5個10t集裝箱,擴展到現在可以裝載6個10t集裝箱,并且集載功能不變。N型集裝箱平車在車體的結構、工藝和材料等方面進行了許多改進,為保證車體的安全使用,有必要對車體進行強度和應力測試。

                    車體結構概況

                    N型集裝箱平車車體由型鋼和鋼板焊接而成,主要材質為耐候鋼09CuPCrN1,型鋼的材質為Q235A,中梁采用H型鋼600*200mm加上下蓋板組焊成箱型結構;側梁采用H型鋼600*200mm,中梁和側梁均制成魚腹型梁,枕梁為鋼板焊接箱型結構;車體底架還設有端梁、中央橫梁、大橫梁和小橫梁及縱向梁,其中端梁采用鋼板焊接結構,中央橫梁和大橫梁為鋼板焊接工字形結構,小橫梁和縱向梁為140*58*6mm,另外還有縱向小梁,采用63*40*5mm。

                    選用的儀器

                    儀器采用聚航科技生產的JHDY動態應變儀,對114個測點在各個工況下進行了應力測試。應變片規格2*3mm,電阻120±0.1Ω,靈敏系數2.24。

                    測試方法及測點布置

                    測點布置

                    應力測點主要分布在車體一端的1/2處,另一端布置了一些相應的對稱測點。具體測點位置見下圖。

                    新型集裝箱平車車體.png

                    載荷工況及施加方法

                    載荷工況主要分為垂向載荷、縱向載荷、扭轉載荷及頂車載荷工況。最后,將各個載荷工況的測試結果以第一及第二工況進行應力合成。

                    通過垂直加載架和油缸加載施加載荷,縱向載荷通過縱向油缸加載裝置,將縱向拉伸、壓縮力沿車鉤中心線作用于車體前或后從板座處。

                    測試結果及分析

                    1. 中梁外八字蓋板端頭1-3-1’點最大合成應力值為168.5MPa,發生在20英尺集裝箱工況下,大于Q235A鋼許用應力161MPa,但超過值在5%范圍以內。其對稱點1-3-1處合成應力值為146.3MPa,表明這是一個應力集中區,建議制造過程中優化焊接工藝,減少應力集中。

                    2. 集重工況下,中梁中部、中央橫梁與中梁焊接處兩側應力值較大,1-11-1點最大合成應力值為178.1MPa,發生在5m、50t工況時,其相應對稱點應力值為153.3MPa,兩點平均值為165.7MPa,略高過Q235A鋼許用應力,但超過值在5%范圍以內。說明中梁中端面在集載工況下,強度已趨飽和??紤]到本車型貨物主要為集裝箱、集載運輸頻率不高,建議中梁下蓋板結構加寬。

                    3. 側梁在5m、50t集重工況下,中央橫梁與側梁焊接處兩側應力值較大,4-10-1’點合成應力值為182.6MPa,另一邊側梁對稱點4-10-1’點合成應力值為147.2MPa,分析表明,應加強生產工藝質量控制,建議在側梁中斷面批量生產時可將中央鎖座主板適當加高。

                    4. 其余各部件應力均小于許用應力。

                    結論

                    從上述結果可知,N型集裝箱平車車體能夠滿足市場對車輛多功能裝載的需要。在結構設計上,車體長度加長,車體自重受到軸重的限制。因此,提高對車體的結構設計及工藝要求。在集重的裝載工況下車體的中央斷面強度略顯薄弱。在可能的情況下,建議中梁和側梁使用強度更高的材料.


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