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钢板材包装木托架的承 载研究和结构优化
目前我国钢产量早已 跃居世界第一位,钢铁企业的工艺和装备水平也已走在世界前列,但钢铁企业对于钢材 的包装技术,基本停留在经验阶段 ,远落后于先进的钢铁生产 制造工艺,从而造成了不必要的资源浪费和安全隐患。 其中薄钢板材在储运过 程中,承载作用 的木托架常有破坏事故发生,给生产使用造成了巨大的安全隐患。本文通过木材的试验和木托架的承载受力情况分析对规范木托架的包装形式提供一定的理 论依据。木托架是 作为钢板材单元负荷用于集装、堆放、搬运和运输的水平平台装置, 它是一 种由纵木和横木联接构成的简易装置。本 文分别通过对常用木材的物理性能分析;木托架承载 性能分析和有限元 分析;对木托架结 构设计进行初探。主要采用足尺寸试样的试验方法对常用木材进 行力学性能试验,确定不同木材的抗弯性能和抗压性能,为不同运输环境选择合适 的木材提供了数据支持。基 于薄钢板材对木托架的合理设计 要求,分析了流通环境中木托架的具体工况 ,采用相 应的工程力学理论,进行典型工况下 木托架的承载分析,建立相应的力学模型。根据力学模型对木 托架的尺寸和结构 进行了优化,初步获得 了兼顾木托架承载性能与成本的设计方法,对木 托架的设计和生产提供了力学分析的初步依据。采用ANSYS有限元分析软件对薄钢板包装用木托 架在吊运工况下的受 力和变形情况进行分析,对典型工况下的木托架进行了承载分析和有限元仿 真。根据理论分析,确定木材为正交异 性的材料,通过承载分析建立了木托架在堆码和吊运工况 下的力学模型 ;通过有限元仿真进一步对承载分析进行验证,并确定不同木托架在吊运时的结构稳定性。在吊 运工况下同等尺寸外伸梁木 托架比田字型木托架结构更稳定,增加横梁的数量可以增加木托架的结构稳定性。对木托架的吊运位置 选取进行了初步分析。本文对木托架的设计和生产应用提供了理论上的 依据。本文对用于钢板 材包装的木托架进行了受力分析及有限元仿真,并对木托架常用木材 的力学性能进行了试验,最 对木托架的结构进行优化。由于木托架的约束理论简化与实际 情况存在一定程度误差,加之 材料力学相对于木材力学分析的局限性,在模型的 建立和有限元的仿真过程中,都对木托架的实际承载情况作了近似的处理和简化, 还需要作 进一步的理论和实验研究 以及实践应用
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物理力学是力学的一个新分支，它从物质的微观结构及其运动规律出发，运用近代物理学、物理化学和量子化学等学科的成就，通过分析研究和数值计算，阐明介质和材料的宏观性质，并对介质和材料的宏观现象及其运动规律作出微观解释。主要包括静力学、动力学、流体力学、分析力学、运动学、固体力学、材料力学、复合材料力学、流变学、结构力学、弹性力学、塑性力学、爆炸力学、磁流体力学、空气动力学、理性力学、物理力学、天体力学、生物力学、计算力学
物理力学主要研究平衡现象，如气体、液体、固体的状态方程，各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题，物理力学主要借助统计力学的方法。
物理力学对非平衡现象的研究包括四个方面：一是趋向于平衡的过程，如各种化学反应和弛豫现象的研究；二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程，如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究；三是远离于衡态的问题，如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究；四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程，如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。
物理力学的研究工作，目前主要集中三个方面：高温气体性质，研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象；稠密流体性质，主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等；固体材料性质，利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等。
物质的性质及其随状态参量变化规律的知识，无论对科学研究还是工程应用都极为重要，力学本身的发展就一直离不开物性和对物性的研究。
近代工程技术和尖端科学技术迅猛发展，特别需要深入研究各种宏观状态下物体内部原子、分子所处的微观状态和相互作用过程，从而认识宏观状态参量扩大后物体的宏观性质和变化规律。因此，物理力学的建立和发展，不但可直接为工程技术提供所需介质和材科的物性，也将为力学和其他学科的发展创造条件。
A处为固定端约束可简化为一水平方向力、一竖直方向力和转动力矩，C处为滚动支座，可先考虑梁BC，对B点取矩列力矩方程，可求出C处约束力，对整体列力矩方程和力在水平、竖直方向的投影方程即可求出A处约束力。
