集裝箱內重件貨物固定方法優化

郭靜+白響恩+吳善剛

集裝箱船舶在航行過程中受風、浪、流等作用的影響產生首尾搖、橫搖、縱搖、垂蕩等運動，不利于集裝箱貨物運輸安全，尤其是密度和質量較大的重件貨物（如卷鋼等），在船舶搖蕩過程中不僅容易移位，而且可能破壞集裝箱，造成嚴重的經濟損失。[1]本文應用結構力學原理分析并比較不同情況下集裝箱骨架結構的受力狀態，在此基礎上提出集裝箱內重件貨物固定方法優化建議。文中采用彎矩和剪力判定集裝箱骨架受力情況，其中，彎矩為使桿件發生彎曲變形甚至折斷的矢量，剪力為使桿件發生剪切破斷的矢量。

1集裝箱結構力學分析

1.1力學模型

集裝箱骨架結構如圖1所示。將集裝箱的角柱、頂梁等主要部件單獨提取出來，每個部件的結構相當于兩端固結的3次超靜定結構。

圖1集裝箱骨架結構

1.2基本情況力學分析

將支架或貨物的著力點置于頂梁或角柱中間，其受力模型如圖2所示。以下設該力的大小為F，梁的長度為l。

圖2單個力作用于梁中部的受力模型

對該情況應用力法進行分析。該結構為3次超靜定結構，去掉多余聯系，其基本體系如圖3所示。

圖3單個力作用于梁中部的基本體系

對該結構進行力學分析：若X3不為0，則該體系無法處于平衡狀態；因此，X3＝0，該體系可視為2次超靜定結構。根據虛功原理，列出該結構的力法典型方程為

式中：11，12，1p分別為X1＝1，X2＝1及載荷F分別作用于基本結構上時X1處沿X2方向的轉角； 21，22，2p分別為X1＝1，X2＝1及載荷F分別作用于基本結構上時X2處沿X2方向的轉角?！?br>