Оптимізаційне проектування зварних металоконструкцій з використанням solidworks simulation на прикладі складських стелажів
Вантажиться...
Дата
2025
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
В роботі розглядається проблема розрахунку на міцність зварних металоконструкцій з використанням чисельного методу скінченних елементів (МСЕ), реалізованого в системі інженерного аналізу SOLIDWORKS
Simulation. Показано, що проведення розрахунків моделей зварних металоконструкцій сумісно з листовим
металом має ряд особливостей, які продемонстровано в роботі на прикладі розрахунку на міцність складського стелажа. Зокрема, розбиття моделі на скінченні елементи проводилось для балок зі швелеру та з прямокутної труби – як для балочних скінченних елементів (типу beam), а для елементів з листового металу – як для оболонкових скінченних елементів (типу shell), а з’єднання листів металу до балок розглядалось як зварні з'єднання.
Навантаження моделювалось шляхом розміщення стандартних європіддонів (1200х800). За результатами розрахунків були запропоновані зміни в конструкцію стелажа, які забезпечили необхідний коефіцієнт запасу міцності.
The paper is dedicated to the problem of the optimization design of welded metal structures using the method of the finite element analysis, using the criteria of maximum von Mises stress for ductile materials and maximum displacement to ensure the stiffness of the model, that are implemented in SOLIDWORKS Simulation – Computer-Aided Engineering software. As shown in the paper on the example of strength calculation of a rack for a warehouse, when calculation model has welded metal parts with sheet metal, it has a number of peculiarities. In particular, the division of the parts of the model into the finite elements was carried out for the channel elements and for the rectangular pipes as finite elements of the type of “beam”, but sheet metal parts must be considered as finite elements of the type of “shell”, and the contact of metal sheets to beams must be considered as welded joints, using the contact type “bonded”. The load on the structure was simulated by placing two standard Euro pallets (1200x800) in the center on each shelf of the rack, and the load was simulated as “Gravity force”. According to the results of the strength calculations using SOLIDWORKS Simulation, which were obtained using the optimization techniques that are available in the engineering software, changes to the construction of the rack were proposed, which provided the required factor of safety. Therefore, the use of a proposed design will allow much more efficient usage of the warehouse area and will prevent critical rack overload.
The paper is dedicated to the problem of the optimization design of welded metal structures using the method of the finite element analysis, using the criteria of maximum von Mises stress for ductile materials and maximum displacement to ensure the stiffness of the model, that are implemented in SOLIDWORKS Simulation – Computer-Aided Engineering software. As shown in the paper on the example of strength calculation of a rack for a warehouse, when calculation model has welded metal parts with sheet metal, it has a number of peculiarities. In particular, the division of the parts of the model into the finite elements was carried out for the channel elements and for the rectangular pipes as finite elements of the type of “beam”, but sheet metal parts must be considered as finite elements of the type of “shell”, and the contact of metal sheets to beams must be considered as welded joints, using the contact type “bonded”. The load on the structure was simulated by placing two standard Euro pallets (1200x800) in the center on each shelf of the rack, and the load was simulated as “Gravity force”. According to the results of the strength calculations using SOLIDWORKS Simulation, which were obtained using the optimization techniques that are available in the engineering software, changes to the construction of the rack were proposed, which provided the required factor of safety. Therefore, the use of a proposed design will allow much more efficient usage of the warehouse area and will prevent critical rack overload.
Опис
Ключові слова
SOLIDWORKS Simulation, метод скінченних елементів, балки, листовий метал, комп’ютерне моделювання, SOLIDWORKS Simulation, finite elements analysis method, welded metal constructions, beams, sheet metal parts, computer modeling
Бібліографічний опис
Харжевський В. Оптимізаційне проектування зварних металоконструкцій з використанням solidworks simulation на прикладі складських стелажів / В. Харжевський, Р. Божек. С. Підгайчук // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. – 2025. – Vol. 351, Iss. 3.1. – P. 534-541.