随着现代物流理念的引入和企业对物流重视程度的不断提高，物流设备市场需求不断上升，带动了仓储货架行业的发展。在现代物流设备中，货架作为一种重要的仓储设备，因其具有构件尺寸小、仓库利用率高、制作方便和安装周期短等优点，越来越多地用于各行各业中。横梁作为货架中的重要部件，它的计算是货架设计中一项必不可少的工作。由于横梁的截面形状比较复杂，计算过程比较繁琐，往往存在计算不准确的情况：要么数值偏小，使货架的强度或刚度不足，无法通过出厂前的试验和安全使用的需要，甚至造成安全事故；要么数值偏大，造成强度、刚度的富裕太多，造成货架制造成本的增加，削弱了产品的市场竞争力。
目前，在大多数的货架生产、设计中，横梁型号（截面形状尺寸）规格已经系列化，在工程实际中，横梁的长度是根据货架的使用情况事先选定的，因此根据货架的受载情况，通过计算横梁的*大承载来选择横梁型号。本文利用Autodesk公司的AutoCADMechanical软件的转动惯量和挠度线的计算功能，可以方便的实现货架横梁的设计选用。
2AutoCADMechanical的转动惯量和挠度线功能2.1AutoCADMechanical简介AutodeskAutoCADMechanical是美国Autodesk公司用于二维机械工程和设计的AutoCAD软件产品，构建于AutoCAD平台这一全球*畅销的设计应用程序之上，并使用原始DWG格式，它是专为机械设计和绘图而开发，提供了具有基于标准的二维内容的智能生产图形，从而提高设计精度并加快工作流程。通过使用AutoCADMechanical软件自动完成常用任务，可以节省大量设计和返工的时间，不但获得更大的竞争优势，还可以将他们的时间用于创新，而不是耗费在处理一般设计应用程序引起的工作流程问题上。
AutoCADMechanical是一个功能强大的工具，利用该工具可以大大提高性能、质量及精度；它具有强大的工程计算功能，并且许多工程计算是自动进行的，转动惯量和挠度线功能就是计算功能的一部分。
2.2转动惯量和挠度线功能转动惯量和挠度线功能是AutoCADMechanical计算功
能的一部分。用户可以计算一个对象的转动惯量，并使用计算结果计算这个对象处于不同受力状况下的挠度线或者力矩线（弯矩），可以提前定义计算挠度线或者力矩线所需的数据，也可以设置材料类型，定义对象的支撑条件以及指定作用在对象上的力。
计算横截面的转动惯量时，必须指定作用在这个横截面上的力的方向，确定挠度角，转动惯量的计算结果将以惯性矩块（一个表格）的形式插入到工程图中，这个表格中的数据是计算挠度线和力矩线所必需的。
计算挠度线和力矩线，可以为绘制挠度线或力矩线曲线指定分辨率，选择挠度线或力矩线的绘制比例，合成的挠度线和力矩线以图形方式显示在所计算的梁的图元中，并同时显示包含计算信息的表格，这个表格也是一个块，可以插入到工程图中。
2.3计算挠度线或者力矩线的基本步骤计算挠度线或者力矩线的基本步骤如所示。
3横梁的设计计算实例3.1问题的提出需设计一个组装式货架，横梁的跨度L＝2300mm，采用T11托盘，所承载的货物的*大重量G＝2000kg，选用现有产品系列中*小规格为100×50的抱扣式横梁，材料为Q235A。分析所采用的横梁能否满足使用要求。
3.2承载模型的建立按照建设部的标准CECS23：90《钢货架结构设计规范》，计算横梁的挠度时，可不计竖向冲击荷载的影响，托盘横梁的*大挠度不宜大于横梁跨度的1／200。
组合式货架的横梁与立柱采用插挂式的连接，横梁利用端部的挂钩嵌入到立柱的挂孔或卡槽中。这种连接方式属于半刚性连接，横梁既可绕受力前的轴线有一定的转动，横梁端点又可以传递横梁上的载荷对立柱的力矩作用，为方便起见，可把横梁两端简化为铰支端，并且对实际的计算结果影响不大。
在计算过程中只取1根横梁作为研究对象，横梁的承载只是加载的货物载荷的1／2。另外，由于横梁材料为冷弯薄壁结构钢，跨度较大，在计算过程中必须考虑横梁自重的影响，按照均布力加载于整根横梁上。
货物的摆放位置对承载模型有直接的影响，当横梁跨度较大时，货物通过托盘的形式放置到横梁上，托盘与横梁的接触为线接触而非面接触，货物对横梁的作用力集中于托盘的某些部位而非均匀地分布在整个托盘上，故在简化时把每个托盘上货物的载荷按照集中力加载在托盘的2个支脚上，每一个集中力为整个横梁承载的1／8，其中a 1为侧向间隙，a 2为水平间隙，q为横梁的自重载荷，G／8为货物载荷按照集中力计算时每个托盘支脚处的货物载荷。
在本例中，取G＝20000N，a1＝90mm，a2＝120mm，q＝124N。
3.3计算挠度线的步骤（1）计算惯性矩：a启动计算惯性矩命令，从“工具集”菜单上，选择“计算”
→“惯性矩”；b在横梁截面轮廓内单击点，选择横梁内部点；c检查对象的区域是否被正确地填充；d指定载荷的方向；e输入文本“100横梁惯性矩块”对惯性矩块的说明；f将将惯性矩块放置在截面轮廓旁边，得到如的结果。其中，轴1和2是具有*大和*小变形的轴，F箭头显示力的方向，S箭头显示合成变形。惯性矩块显示与主轴相关的力矩、距边缘的*大距离和计算面积。
（2）启动计算挠度线命令：从“工具集”菜单上，选择“计算”
→“挠度线”；（3）选择惯性矩块1，指定梁（用一条直线表示即可）的一个起点2和一个端点3；
（4）选择横梁的材料：（a）在“梁计算”对话框中，选择“表”；
（b）在“选择材料标准”对话框中，选择“DIN材料”；（c）在“材料类型”对话框中，选择“DIN标准”和材料“S235JR”，并确定。
另外，也可直接在“梁计算”对话框中，输入弹性模量“210000”N／mm 2和屈服强度“235”N／mm 2。
（5）定义梁的支撑：选择“固定支撑”图标，分别选择梁的左侧边插入点1和右侧边插入点2，。
（6）定义横梁的载荷：（a）选择“均布载荷”图标，加载自重产生的均布载荷0.054 N／mm；
（b）选择“单个载荷”图标，分别在点3￣6共4点加载货物载荷2500N／mm，；
（7）在“梁计算”对话框中，选择“挠度”，或者选择“力矩和挠度”；（8）在“选择图表”对话框中，选择图11所示的选项，然后选择“确定”按钮；
（9）输入弯矩曲线的比例和输入变形量比例（本例采用系统默认值），指定插入点，*后得到结果。
表中的结果显示，*大的变形量为S2＝7.05mm，安全系数为1.496，能够满足设计要求。
3.4结果比较按照上述的方法，计算了跨度为2300mm的横梁在不同承载下的挠度，并与实验测得的实际数据进行比较。从中看出，计算的挠度与实际的测试结果平均误差为4.12％，计算误差比较小，可以满足货架选型和挠度预测计算的需要。
4结语通过利用AutodeskAutoCADMechanical软件的转动惯量和挠度线的计算功能，可以方便的在各种复杂形状的横梁截面上，进行惯性矩的计算，并用惯性矩的计算结果计算挠度线和安全系数，其计算结果与实际测试结果相符。该法简单易行，避开了繁琐的手工计算，提高了计算精度并加快了设计进度，可作为货架设计和挠度预测的参考。