Визначення міцності контейнера зі стінами із сендвіч-панелей під час експлуатаційних режимів навантаження

Abstract

UA: Основною метою роботи є висвітлення результатів визначення міцності контейнера зі стінами із сендвіч-панелей за основних експлуатаційних режимів навантажень. Методика. Для забезпечення міцності несної конструкції контейнера запропоновано виготовити його торцеві та бокові стіни із сендвіч-панелей. При цьому передбачено створення сендвіч-панелей із двох металевих листів, між якими знаходиться наповнювач у вигляді енергопоглинального матеріалу. Товщину листів сендвіч-панелей визначено за методом Бубнова – Гальоркіна. Лист розглянуто як тонкостінну плиту з відповідними параметрами ширини та висоти. Для визначення міцності несної конструкції контейнера зі стінами із сендвіч-панелей проведено відповідні розрахунки за методом скінченних елементів у програмному комплексі SolidWorks Simulation. Як розрахунковий застосовано критерій Мізеса (IV теорія міцності). Просторову модель контейнера створено в SolidWorks. Результати. З урахуванням проведених розрахунків установлено раціональну товщину листів, із точки зору забезпечення міцності, бокової та торцевої стін, яка склала, відповідно, 1,6 та близько 3,0 мм. Важливо, що застосування прямокутних гофр дає можливість зменшити товщину листа торцевої стіни до 1,0 мм. Такою ж узято і товщину листа бокової стіни. Максимальні напруження в контейнері в разі його поздовжньої навантаженості виникають у фітингах і складають 268,3 МПа, що нижче за допустимі на 13,6 %. Максимальні напруження в контейнері за умови його поперечної навантаженості зафіксовані в зонах взаємодії бокової стіни з кутовими стійками. Чисельне значення цих напружень склало 178 МПа, що на 15,2 % нижче за допустимі.

EN: The main purpose of this work is to present the results of determining the strength of a container with sandwich panel walls under the main operating modes of loading. Methodology. To ensure the strength of the bearing structure of the container, it is proposed to make its end and side walls from sandwich panels. This involves the creation of sandwich panels from two metal sheets, between which there is a filler in the form of an energy-absorbing material. The thickness of the sandwich panel sheets is determined by the Bubnov-Galerkin method. The sheet is considered as a thin-walled plate with the corresponding width and height parameters. To determine the strength of the load-bearing structure of a container with sandwich panel walls, the corresponding calculations were performed using the finite element method in the SolidWorks Simulation software package. The Mises criterion (IV theory of strength) was used as a calculation criterion. The spatial model of the container was created in SolidWorks. Findings. Taking into account the calculations, the rational thickness of the sheets, in terms of strength, of the side and end walls was established, which was 1.6 and about 3.0 mm, respectively. It is important that the use of rectangular corrugations makes it possible to reduce the thickness of the end wall sheet to 1.0 mm. The thickness of the side wall sheet is the same. The maximum stresses in the container in the case of its longitudinal loading occur in the fittings and amount to 268.3 MPa, which is 13.6 % lower than the permissible ones. The maximum stresses in the container under transverse loading were recorded in the areas of interaction between the side wall and the corner posts. The numerical value of these stresses was 178 MPa, which is 15.2 % lower than the permissible ones. Originality. The paper scientifically substantiates the use of sandwich panels as the walls of a universal container.