傳統酚醛樹脂不能做為保險箱（柜）基體材料的分析

牛同壯，何連順，米社虎

西安工業大學北方信息工程學院，陜西西安 710032

0 引言

保險箱（柜）是一種儲存貴重物品、貨幣、收藏或機密文件的特殊容器，主要用于防火、防盜或防磁等。不同型號的保險箱或保險柜都有其相應的國家標準，市場上多為機械或電子保險類，其使用材料多為金屬類合金、混凝土等質量較重的物質，特殊性能的還要填充一些隔溫阻燃等高分子物質[3]。其產品越來越多的被機密部門、ATM機、商務辦公或個人所使用。

1 保險柜的發展歷程

最初的保險柜被認為發源于歐洲，當時的保險柜只是用鐵環箍著的堅固厚木箱（代表樣品保存于英國Chichester大教堂）。它體積較大，外觀欠佳，之后在中世紀的歐洲出現了有金屬包邊的木質櫥柜，此為現代保險柜的雛形。直到19世紀初，歐洲專門制鎖的廠商開始轉向保險柜行業。在之后長達100多年的發展過程中，防盜保險柜走過的歷程是：木頭+鐵箍→鑄鐵+鉚釘→鋼板+防鉆硬鋼→鋼板+混凝土→多重鋼板+復合材料。之后又經過眾多公司的改良，鋼板+混凝土+防彈纖維的抗爆材料也已引入保險柜行業。現在應運新的被儲物的不斷誕生，磁性記錄材料發展了防磁保險柜，還有新生的真空防氧化保險柜等。隨著人們生活的日益提高，為防止盜竊罪的發生，保險柜將越來越有市場。我國保險箱柜行業發展迅速，是重要的保險箱柜出口國，主要出口歐美等國家，目前我國國內年生產箱柜的產銷量已經突破1 000萬臺，行業總產值高達近50億元[2][4]。

2 材料更換后的優化設計

將傳統的金屬類、無機材料以及復合材料的更換為傳統酚醛樹脂。利用傳統的酚醛樹脂做保險箱（柜）的基體材料，附加鎖類等小零部件，用以檢測相應的力學安保性能。基于尺寸參數和設計要求，可依據國家標準GB10409-2001《防盜保險柜》中的有關規定以及國家公共安全行業標準GA166-1997《防盜保險箱》的有關規定。

2.1 保險箱（柜）的整體材料替換

采用三維數字化Solidworks軟件，以傳統酚醛樹脂為基體材料替代金屬及合金、水泥等材料，進行相應的保險柜模擬成型，模型如圖1所示。

2.2 設計參數計算

實體名稱：保險箱（柜）門

質量：5.85189Kg

體積：0.00573715m3

約束條件：單一面，4小孔；

載荷：與正面法向力5000N使用均勻分布

使用COSMOS Xpress Study計算相關數據。

算例屬性：采用實體網格，標準網格器，其解算器為FFEPlus型，雅克比檢查為4Points,單元大小為17.905mm,公差為0.89525mm，高品質光滑表面，單元數為10074，節數為18872。

圖1 保險柜模型

2.3 運算結果

經過嚴密的模擬運算，其傳統酚醛樹脂制備的保險柜應力和合位移數據如表1所示。

表1 應力和合位移數據

2.4 仿真結果分析

經過嚴密的計算，得出的仿真結果如圖2和圖3所示。

圖2 保險柜安全門受力集中點

仿真結果顯示，在給定的應力作用下，其保險柜門安全系數小于1，說明改變傳統材料為普通酚醛樹脂的方案不可行。

3 結論

在不考慮防火、防磁的重要條件下，僅對傳統酚醛樹脂作為基體材料的保險箱柜進行設計，并進行相應的應力和合位移兩項力學安保性能計算，結果表明傳統酚醛樹脂為基體材料的保險箱柜不足以提供相應的要求。利用傳統酚醛樹脂做基體材料是不可行的。

[1]張洋.酚醛樹脂的現狀與進展[J].鑄造工程（造型材料），2005，103(4)：1-3.

[2]阿里巴巴.保險柜行業報告使用指南.中國供應商，2008.

[3]李正紅，李綸，許佳. 對當前我國保險柜的設計及市場思考[J].東南大學學報，2006，s2：43.

[4]楊志洪.家用保險柜性能卓絕 經營市場空前大[J].現代營銷，2007(8)：33.