T/CCIASD 10013-2024 台架式集装箱结构有限元分析指南

ICS55.180.10

CCSA85

团体标准

T/CCIASD10013—2024

台架式集装箱结构有限元分析指南

Guidanceforfiniteelementanalysisofplatform-basedcontainerstructures

2024-08-06发布2024-08-10实施

中国集装箱行业协会发布

T/CCIASD10013—2024

目次

前言....................................................................................................................................................................II

1范围................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件............................................................................................................................................1

3术语和定义....................................................................................................................................................1

4纳入有限元模型的零部件范围....................................................................................................................1

5建立有限元模型............................................................................................................................................3

6工况设置、求解及结果判读........................................................................................................................6

附录A（资料性）有限元模型加载位置图示............................................................................................14

附录B（资料性）有限元模型约束位置图示............................................................................................17

参考文献..........................................................................................................................................................26

I

T/CCIASD10013—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国集装箱行业协会集装箱生产分会提出并归口。

本文件起草单位：寰宇东方国际集装箱（启东）有限公司、上海寰宇物流科技有限公司、寰宇东方

国际集装箱（青岛）有限公司、南通中集特种运输设备制造有限公司、大连中集特种物流装备有限公司、

广东新会中集特种运输设备有限公司。

本文件主要起草人：沈彦杰、许小敏、臧传文、陆宏、陈健昭、李怀良、黄红珍、刘先一、伍国权、

刘佳琦、沙宇程。

本文件为首次发布。

II

T/CCIASD10013—2024

台架式集装箱结构有限元分析指南

1范围

本文件提供了台架式集装箱结构静强度有限元分析的零部件范围、建立有限元模型的方法、工况设

置、求解及结果判读等内容。

本文件适用于台架式集装箱产品研制过程中的总装结构静力有限元分析。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

T/CCIASD10005—2023集装箱结构有限元分析指南

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

单元element

具有几何、物理属性的最小求解域。

[来源：GB/T33582-2017，3.6]

3.2

板/売plane/shell

一类厚度方向尺寸远小于长度和宽度方向尺寸的结构。

[来源：GB/T33582-2017，3.15]

3.3

实体solidbody

由面或棱边构成封闭体积的三维几何体。

[来源：GB/T33582-2017，3.16]

4纳入有限元模型的零部件范围

4.1角柱组件

角柱组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)角柱；

1

T/CCIASD10013—2024

b)角柱加强板；

c)角柱端部封板。

4.2角柱间连接件

角柱间若存在连接件，则连接件中的下列零件宜纳入有限元模型：

a)固定式及可拆卸式横梁；

b)固定式及可拆卸式纵梁；

c)墙板；

d)以上三类零件的加强板。

4.3底侧梁组件

底侧梁组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)底侧梁；

b)底侧梁加强板；

c)底侧梁端部封板；

d)底侧梁上端面插桩口圆棒。

4.4底架横梁组件

宜将底架上全部横梁及其加强板纳入有限元模型，这里的横梁指除底架端梁外连接左右底侧梁的直

梁或斜梁，如果横梁间存在连接板或连接梁等连接件，宜将这些连接件也纳入有限元模型。

4.5底架端梁组件

底架端梁组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)底端梁；

b)底端梁加强板；

c)底端梁端部封板；

d)底端梁与底架侧梁、横梁之间的连接板或连接梁等连接件；

e)底端梁上翼板插桩口圆棒。

4.6叉槽组件

叉槽组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)叉槽；

b)叉槽底板。

4.7鹅颈组件

鹅颈组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)鹅颈；

b)鹅颈横梁，指鹅颈与底侧梁之间的连接梁；

c)鹅颈竖梁，指鹅颈与底架横梁之间的连接梁；

d)鹅颈封板，指鹅颈端部的封板。

2

T/CCIASD10013—2024

4.8外铰链组件

外铰链组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)角件板，指外铰链顶部模拟角件的厚板；

b)内侧板及其加强板；

c)外侧板及其加强板；

d)方销、圆销的衬套；

e)连接角件板、内外侧板的背板；

f)内、外侧板底部的连接板。

4.9内铰链组件

内铰链组件的下列必要零件宜纳入有限元模型：

a)内铰链；

b)堆码块。

4.10角件组件

宜将所有顶角件、底角件纳入有限元模型。

4.11底板组件

宜将地板纳入有限元模型，而不论其材质为木质还是钢制，从而方便分析时加载。

4.12方销、圆销组件

连接内、外铰链的方销、圆销是否纳入有限元模型宜根据不同情况分别处理，以使分析过程得到简

化，宜按照以下原则进行处理：

a)当方销在分析工况中不受力时，方销无需纳入有限元模型；

b)当不关心内、外铰链销孔区域局部应力时，圆销无需纳入有限元模型。

4.13补充说明

台架式集装箱有多种箱型，不同箱型具有不同的结构特征，第4章列举的宜纳入有限元模型的必要

零件，如果在待分析箱型中不存在，则予以忽略。

5建立有限元模型

5.1单位制

宜符合T/CCIASD10005—2023中7.1。

5.2坐标系

宜符合T/CCIASD10005—2023中7.2。

5.3单元长度

全局单元长度宜符合T/CCIASD10005—2023中7.3。

3

T/CCIASD10013—2024

方销、圆销、内铰链组件中的必要零件、外铰链组件中的必要零件的单元长度不宜大于5mm，以

满足零件厚度方向上不少于3层实体单元。

5.4单元类型

5.4.1实体单元

如下零件推荐采用一阶四面体实体单元模拟，若欲观察小特征区域的精确力学响应，可采用二阶以

上等参单元：

a)角件；

b)方销、圆销；

c)内铰链组件中的必要零件；

d)外铰链组件中的必要零件。

5.4.2梁单元

底侧梁上端面插桩口圆棒推荐采用一阶三维铁木辛柯梁单元模拟。

5.4.3壳单元

其它必要零件均可视为薄壁型零件，推荐采用一阶四边形薄壳单元模拟，若欲观察小特征区域的精

确力学响应，可采用二阶以上等参单元。

5.5三维数模预处理

宜符合T/CCIASD10005—2023中7.5。底侧梁预拱量可不在有限元模型中考虑，预拱量并不影响底

侧梁刚度。

5.6零件属性配置

宜符合T/CCIASD10005—2023中7.6。

5.7弹塑性材料模型及参数

5.7.1弹塑性材料模型

当要了解结构卸载后的塑性变形时，需采用弹塑性材料模型，但很多情况下受客观条件限制，无法

获得材料的应力-应变曲线，故本文件提供一种基于双线性弹塑性本构的材料模型参数估算方法，便于

弹塑性有限元分析的开展，基本步骤如下：

1)

a)通过材料手册及材料技术要求查询材料的弹性模量（记为E）、屈服强度（记为Sy）、抗拉

强度（记为St）及延伸率（记为δ），这四个参数通常易于获得；

b)估算抗拉强度对应的真实应变（也称自然应变）；

c)估算抗拉强度对应的真实应力（也称自然应力）；

d)估算屈服强度对应的真实应变；

e)估算屈服强度对应的真实应力；

f)估算切线模量，即在塑性变形发生后的应力-应变曲线斜率。

5.7.2估算抗拉强度对应的真实应变

4

T/CCIASD10013—2024

通过公式（1）可估算抗拉强度对应的真实应变：

εt1=ln（1+δ）…………（1）

式中：

εt1—抗拉强度对应的真实应变；

δ—延伸率。

5.7.3估算抗拉强度对应的真实应力

通过公式（2）可估算抗拉强度对应的真实应力：

σt1=St（1+δ）…………（2）

式中：

σt1—抗拉强度对应的真实应力；

St—抗拉强度；

δ—延伸率。

5.7.4估算屈服强度对应的真实应变

通过公式（3）可估算屈服强度对应的真实应变：

εt2=Sy/E+0.002…………（3）

式中：

εt2—屈服强度对应的真实应变的数值，无量纲；

Sy—屈服强度的数值，单位为兆帕（MPa）；

E—弹性模量的数值，单位为兆帕（MPa）。

5.7.5估算屈服强度对应的真实应力

通过公式（4）可估算屈服强度对应的真实应力：

σt2=Sy…………（4）

式中：

σt2—屈服强度对应的真实应力；

Sy—屈服强度。

5.7.6估算切线模量

通过公式（5）可估算切线模量：

T=（σt2-σt1）/（εt2-εt1）…………（5）

式中：

T—切线模量；