传统酚醛树脂不能做为保险箱（柜）基体材料的分析

牛同壮，何连顺，米社虎

西安工业大学北方信息工程学院，陕西西安 710032

0 引言

保险箱（柜）是一种储存贵重物品、货币、收藏或机密文件的特殊容器，主要用于防火、防盗或防磁等。不同型号的保险箱或保险柜都有其相应的国家标准，市场上多为机械或电子保险类，其使用材料多为金属类合金、混凝土等质量较重的物质，特殊性能的还要填充一些隔温阻燃等高分子物质[3]。其产品越来越多的被机密部门、ATM机、商务办公或个人所使用。

1 保险柜的发展历程

最初的保险柜被认为发源于欧洲，当时的保险柜只是用铁环箍着的坚固厚木箱（代表样品保存于英国Chichester大教堂）。它体积较大，外观欠佳，之后在中世纪的欧洲出现了有金属包边的木质橱柜，此为现代保险柜的雏形。直到19世纪初，欧洲专门制锁的厂商开始转向保险柜行业。在之后长达100多年的发展过程中，防盗保险柜走过的历程是：木头+铁箍→铸铁+铆钉→钢板+防钻硬钢→钢板+混凝土→多重钢板+复合材料。之后又经过众多公司的改良，钢板+混凝土+防弹纤维的抗爆材料也已引入保险柜行业。现在应运新的被储物的不断诞生，磁性记录材料发展了防磁保险柜，还有新生的真空防氧化保险柜等。随着人们生活的日益提高，为防止盗窃罪的发生，保险柜将越来越有市场。我国保险箱柜行业发展迅速，是重要的保险箱柜出口国，主要出口欧美等国家，目前我国国内年生产箱柜的产销量已经突破1 000万台，行业总产值高达近50亿元[2][4]。

2 材料更换后的优化设计

将传统的金属类、无机材料以及复合材料的更换为传统酚醛树脂。利用传统的酚醛树脂做保险箱（柜）的基体材料，附加锁类等小零部件，用以检测相应的力学安保性能。基于尺寸参数和设计要求，可依据国家标准GB10409-2001《防盗保险柜》中的有关规定以及国家公共安全行业标准GA166-1997《防盗保险箱》的有关规定。

2.1 保险箱（柜）的整体材料替换

采用三维数字化Solidworks软件，以传统酚醛树脂为基体材料替代金属及合金、水泥等材料，进行相应的保险柜模拟成型，模型如图1所示。

2.2 设计参数计算

实体名称：保险箱（柜）门

质量：5.85189Kg

体积：0.00573715m3

约束条件：单一面，4小孔；

载荷：与正面法向力5000N使用均匀分布

使用COSMOS Xpress Study计算相关数据。

算例属性：采用实体网格，标准网格器，其解算器为FFEPlus型，雅克比检查为4Points,单元大小为17.905mm,公差为0.89525mm，高品质光滑表面，单元数为10074，节数为18872。

图1 保险柜模型

2.3 运算结果

经过严密的模拟运算，其传统酚醛树脂制备的保险柜应力和合位移数据如表1所示。

表1 应力和合位移数据

2.4 仿真结果分析

经过严密的计算，得出的仿真结果如图2和图3所示。

图2 保险柜安全门受力集中点

仿真结果显示，在给定的应力作用下，其保险柜门安全系数小于1，说明改变传统材料为普通酚醛树脂的方案不可行。

3 结论

在不考虑防火、防磁的重要条件下，仅对传统酚醛树脂作为基体材料的保险箱柜进行设计，并进行相应的应力和合位移两项力学安保性能计算，结果表明传统酚醛树脂为基体材料的保险箱柜不足以提供相应的要求。利用传统酚醛树脂做基体材料是不可行的。

[1]张洋.酚醛树脂的现状与进展[J].铸造工程（造型材料），2005，103(4)：1-3.

[2]阿里巴巴.保险柜行业报告使用指南.中国供应商，2008.

[3]李正红，李纶，许佳. 对当前我国保险柜的设计及市场思考[J].东南大学学报，2006，s2：43.

[4]杨志洪.家用保险柜性能卓绝 经营市场空前大[J].现代营销，2007(8)：33.