Dec.2019Vol.40 No.12
2019年12月
第40卷 第12期韶关学院学报-自然科学Journal of Shaoguan University • Natural Science 基于ABAQUS 有限元分析的聚合物井盖结构优化 许淮河，黄春环，叶子龙，林雨鹏，蔡捷鸿，李灵聪
(韶关学院化学与环境工程学院，广东韶关512005)
摘要：选用PC-ABS 聚合物合金作为井盖材质，利用有限元分析软件ABAQUS 对聚合物材料检查井盖进行结构 优化设计，通过模拟鱼肚型和加肋型两种不同结构的检查井盖，得出不同厚度的鱼肚结构以及井盖肋条的宽度、厚 度等井盖重要参数对井盖力学性能的影响，通过数值优化为井盖力学性能与井盖用料的平衡提供参考•结果显示 聚合物井盖能满足技术规范要求，鱼肚结构厚度的增加能够提高井盖力学性能，肋条厚度和宽度增加都能提高井 盖的力学性能，肋条的厚度对力学性能的影响更为明显. 关键词：回收塑料；PC-ABS 聚合物合金；检查井盖；ABAQUS ；结构优化
中图分类号:TU599 文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2019)12-0054-04
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检查井盖在人们的日常生活中非常常见，材质大多数为钢筋混凝土和铸铁，少数为塑料或复合材料.铸 铁井盖存在钢铁原料价格昂贵、能源消耗大而且产生污染、容易被偷盗造成安全隐患、露天情况下易生锈 等一系列的缺点.而优质的聚合物检查井盖具有回收价值低不易被盗、环保并且耐腐蚀、维护方便、绝缘防 静电可以满足特殊场合使用、可以配合环境调节颜等多种优点，还可以美化周边环境、提高城市品位［1-3］.
本文提出利用PC-ABS 合金材料制备聚合物井盖的设想.利用有限元软件ABAQUS 设计了鱼肚型和 加肋型两种聚合物井盖，对其受力情况进行分析，同时优化井盖结构，为将来聚合物材料在聚合物井盖中 的应用提供一定的参考.
1 ABAQUS 有限元分析
有限元法的基本思想以及概念在20世纪40年代初期提出，有限元法这一名词的出现最早使用于1960 年美国的克拉夫(Clough R W )所发表的一篇名为“平面应力分析的有限元法”的论文⑷.随着计算机的出 现及发展，计算速度的大幅度提升，有限元法逐渐应用到工程实验当中. 有限元法或称为有限单元法是现在解决工程、数学、物理等问题中使用最为广泛的数值计算方法巴 有限元法就是一种有效的数值求解方法，它的求解结果是连续体内多个离散点未知量的近似数值.
球墨铸铁铸造
ABAQUS 有限元分析软件具有强大的模拟功能，是目前相关领域应用最广的有限元软件之一.ABAQUS 的分析过程中主要有前处理、分析计算以及后处理3个步骤卑ABAQUS 软件不仅能够对多物理场和单一 零件的力学进行分析，而且可以完成许多复杂的非线性问题的研究和分析.网页聊天
2应用ABAQUS 进行井盖设计及分析
2.1井盖等级分类
分布在城市道路不同地方的检查井盖，所承受的荷载也是不一样的.井盖设施⑺按照检查井盖的承压 能力将其分以下6个等级：A15、B125、C250、D400、E600、F900，不同等级井盖适用于不同的区域.
2.2井盖尺寸、检验方法标准
洗洁精加工本文以塑料回收中性能较优的ABS-PC 合金为材料，以B125型聚合物检查井盖为模板进行设计和分 析.该材料的弹性模量E=2.41x 103 MPa ，泊松比“=0.389 7.检查井盖国家标准⑷对井盖试验载荷与嵌入深［收稿日期］2019-09-06纱窗角码
［基金项目］广东省大学生创新创业训练计划项目(201810576074)；韶关学院科研项目(SY2016KJ02).
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［作者简介］许淮河(1998-)，男，广东广宁人，韶关学院化学与环境工程学院学生；研究方向：高分子材料的制备与性能.
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