货架有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种利用计算机模拟技术，对货架结构进行力学性能评估和安全分析的方法。通过有限元分析可以预测货架在不同工况下的受力、变形及稳定性，为设计优化、结构改进及安全评估提供科学依据。
分析流程
- 模型建立：对货架结构进行几何简化和抽象，定义横梁、立柱等部件的尺寸和材料属性（如弹性模量、泊松比等），并采用适合的有限元单元类型（如四面体或六面体单元）进行网格划分。
- 加载与约束：施加货架所承受的载荷，如货物重量、风载荷、地震载荷，并设置边界条件，如地面固定、滑动约束或其他连接约束。
- 求解计算：使用ANSYS、ABAQUS等有限元软件求解模型，获得货架在各工况下的位移、应力、应变等分布数据。
- 结果分析：评估货架变形是否在允许范围，应力分布是否合理，识别局部应力集中及潜在失效部位。
关键技术
- 接触分析：模拟货架各部件之间及货物与货架间的接触力传递，采用精确接触算法预测应力和变形。
- 非线性分析：考虑几何非线性、材料非线性和大变形条件，提高分析精度，适用于复杂结构或超载工况。
- 模态分析：计算货架固有频率与振型，评估动态载荷下的振动特性，避免共振，提高结构稳定性。
应用场景
- 设计优化：在货架设计阶段比较不同方案，优化结构形式与尺寸参数，提高承载能力并降低成本。
- 安全评估：对已投入使用的货架进行力学性能评估，发现潜在风险，为维护、加固或改造提供依据。
- 新产品研发：预测新型货架性能，指导研发与改进，加快产品开发进度，降低试验风险。
检测标准与参考
- GB/T 41514-2022 钢结构货架使用安全与评估规范
- GB/T 33454-2016 仓储货架使用规范
- EN 15620:2021 Steel static storage systems – Tolerances, deformations and clearances
- EN 15635:2008 Steel static storage systems – Application and maintenance of storage equipment
