开口塑料桶高温堆码强度有限元分析及安全评价.pdf

第42卷.第3期
工程塑料应用
Vol 42, No.3
2014年3月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Mar.2014
doi:10.3969/,issa.1001-3539.2014.03.009
开口塑料桶高温雊码强度有限元分析及安全评价
郑海友,计宏伟,冯智劼2
(1.天津商业大学机械工程学院,天津300134;2.天津出入境检验检疫局,天津300201)
摘要:为评价开口塑料桶盛裝液体危险品的安全性,利用 Solidworks Simulation有限元分析软件对两种典型开口
塑料桶进行了高温堆码强度模拟分析,计算了塑料桶在高温堆码条件下的应力场和位移场,得到了堆码载荷作用下
应力状态和变形分布。模拟分析结果表明,提梁开口塑料桶堆高为2.625m时,其承受的最大 Mises应力超过了材
料的屈服极限,因而其堆码高度不能达到3m的要求;无提梁开口料桶堆码高度可以达到3m,其桶盖与桶底设
计更合理。
关键词:危险品;开口塑料桶;高温堆码;有限元分析
中图分类号:TB48.3文献标识码:A文章编号:1001-3539(2014)03-0034-05
Finite Element Analysis and Safety Evaluation of High Temperature
Stacking Strength for Opening Plastic Buckets
Zheng Haiyou, Ji Hongwci', Feng Zhijie
(I. Tianjin University of Commerce. School of Mechanical Enginccring, Tianjin 300134, China
2. Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau, Tianjin 300201, China
Abstract: In order to evaluate the safety of opening plastic buckets containing dangerous liquid goods, the high temperature
stacking strength for two kinds of typical opening plastic buckets, one with handle and another without hande, were carried out
using Solidworks Simulation finite element analysis software. The stress fields and displacement field were calculated under higl
temperature stacking load. The stress state and the deformation distribution were obtained. Numerical simulation results indicate
that the maximum of Mises stress of the plastic bucket with handle exceeds the material s yield strength when the stacking height
is 2.625 m. Thus, the stacking height of plastic bucket with handle cannot meet the requirement of 3 m, In addition, the stacking
height of opening plastic bucket without handle can reach 3 m, which show that the design of its cover and bottom are reasonable
Keywords: dangerous goods opening plastic bucket; high temperature stacking finite element analysis
塑料桶广泛应用于各种危险品的储存和运输,发生机械损伤的主要因素,通常通过堆码试验和跌
它具有抗冲击、耐压、防潮、不生锈、质轻、抗腐蚀等落试验对塑料桶的强度进行安全评价向。然而,采
优异性能,是一种比较理想的危险品包装容器,在用试验方法评价危險品包装的强度也存在着一定的
出口危险货物包装中越来越受到用户的青睐。以局限性:第一,一般以水等非危险液体替代危险液
化学品为代表的危险品种类日益增多,新产品不断体作为包装容器的内装物进行试验,难以模拟塑料
涌现,对其进行有效地包装保证其储运安全成为新包装容器所承受的真实工况;第二,试验需要的成
的研究内容"。目前开口塑料桶罐类产品主要用木较高;第三,很难得到整个包装容器的全场变形
于盛装固体,由于其使用方便,在国内外多种3类、和应力分布。随着有限元技术的发展, ABAQUS,
8类和9类液体危险品也开始采用开口塑料桶作为 ANSYS, NASTRAN, Solidworks Simulation等大型
包装容器。值得注意的是,目前尚无关于盛装液体通用有限元分析软件已广泛应用于塑料制品的设计
危险品的开口塑料桶安全评价检测方法和判定标和成型仿真分析之中,取得了良好的实际应用
准,一且洒漏会对人身和环境产生不同程度的危害
2012年国家质检总局科技计划项目(2012IK212),国家自然科
和影响,存在安全隐患。因此对开口塑料桶在储运
学基金项目(11072176)
过程中的力学行为进行研究及安全评价具有重要的
联系人:计宏伟,教授,主要从事复合材料力学测试研究
意义。在危险品储运过程中,堆码及跌落是塑料桶
收稿日期:2014-01-07