搭載荷物の影響を考慮したパレットラックシステムのフォークリフト衝突時挙動解析

Behavior Analysis of a Pallet Rack System Considering the Effects of Loaded Goods During Forklift Collisions

Abstract

現代の物流を支える物流倉庫に存在するリスクの一つとして，荷物を搭載・保管するためのパレットラックシステム（以下，ラックシステム）へのフォークリフトの衝突事故が挙げられる．事故発生時には，ラックシステムが崩壊し，人命を危険に晒すだけでなく多大な経済的損失も被る可能性がある．衝突事故対策を施すためには，フォークリフト衝突時にラックシステム全体がとる崩壊挙動を知る必要があるが，これを実験によって確かめるのは安全面やコスト面から現実的ではない．低コストで様々な状況での危険予測を可能とするため，数値解析によるラックシステムの崩壊挙動の再現が期待されている．ラックシステムのフォークリフト衝突時挙動解析に関する研究には，磯部らによる研究がある．この研究では，ラックシステムにフォークリフトが衝突した際に発生する進行性崩壊現象を再現する解析が行われた．しかし，ラックシステムに搭載された荷物のモデル化は行わず，荷物の重量に相当する質量を部材密度に換算してラックシステムモデルに加える手法をとっていたため，荷物の移動や落下による影響を考慮できないといった問題があった．そこで本研究では，ラックシステムに搭載されている荷物もモデル化し，荷物の動きや荷物-ラックシステム間の力学的相互作用が考慮可能な連成解析手法を開発し，ラックシステムのフォークリフト衝突時挙動解析を実施した．

One of the risks associated with pallet rack systems used in logistics warehouses is forklift collisions. Understanding the behavior of rack systems during forklift collisions is important for implementing accident countermeasures. We developed a behavior analysis scheme that incorporates contact forces based on the penalty contact theory, enabling consideration of both the behavior of loaded goods and the interaction between goods and the rack system. By comparing the result with conventional method that performed the behavior analysis by including the load mass within the rack system, we confirmed the importance of considering the behavior of loaded goods. Furthermore, we analyzed the changes in the overall behavior of the rack system when the impact point was varied, confirming that this approach can simulate strength differences inherent to the rack system’s structure.