基于ABAQUS的饲料料仓结构优化设计

孙健

（江海职业技术学院 机电工程系，江苏 扬州 225101）

0 引 言

本文以某型号饲料料仓为研究对象，对料仓满载、料仓下层仓壁的静力学性能做分析研究，结合料仓的测试进行模型修正，并改进料仓仓壁板的加强筋（压凸）结构，对料仓的结构进行优化设计。其主要研究内容如下：

1）饲料料仓静态分析。通过Solid Works 三维造型软件对饲料料仓下层进行建模，结合散体力学的相关知识，导入有限元分析软件ABAQUS 中建立钢结构筒仓有限元模型，利用有限元软件进行静态分析。

2）饲料料仓性能测试。根据饲料料仓的结构和工作原理，拟定实验测试的方案。采用电测法得到各种工况下的应力数据，总体把握饲料料仓的力学性能。将各种工况下的应力与实验测试结果比较，修正模型结构。

3）饲料料仓结构优化。通过有限元软件，对仓壁的加强筋进行优化设计，通过仓壁的强度、刚度等指标，达到以同样的成本，满足产品更好的性能。

1 料仓的静力学有限元分析

1.1 料仓模型算例

根据企业要求，刚性料仓高H=19.2 m，仓板高1.5 m，宽1.12 m，弹性模量E=2.1 MPa，泊松比v=0.3。储料容重1 000 kg·m3，内摩擦角φ=40°，物料与仓壁的摩擦角为10°。采用有限元分析方法，找出结构的最危险点和最大位移变形点,为结构的强度校验提供了数据支持。

1.2 Solidworks 建模

图1 上下仓板尺寸

SolidWorks 直接建立饲料料仓的三维模型，又由于本文采用有限元法进行分析，考虑仓壁的柔性以及仓内贮料和仓壁变形间的相互影响，对于金属仓，考虑仓壁作为壳单元进行分析。……