折疊編輯本段正文
?應(yīng)力和變形時,仍須考慮橫向剪切效應(yīng),垂直于板面方向的正應(yīng)力則可忽略。在分析動載荷下的應(yīng)力和變形時,除考慮橫向剪切效應(yīng)外,還須考慮微段的慣性力和阻尼力矩。中厚板在機械工業(yè)中早已有廣泛應(yīng)用。近年來由于高壓、高溫和強輻射的環(huán)境要求,工程中板的厚度有所增加,很多板件均改用中厚板理論進行分析。
工程中常用的一類厚度遠小于平面尺寸的板件。厚度雖小,但橫向剪力所引起的變形和彎曲變形屬同一量級,在分析靜載荷下的若中厚板位于xy平面內(nèi),在考慮橫向剪力影響并忽略垂直于板面方向(z方向)的正應(yīng)力情況下,中厚板受z方向分布載荷p的作用的彎曲微分方程式為: 式中ω為板的撓度;t為板厚;ν為泊松比;Qx、Qy分別為x、y方向的橫向剪力;Δ為拉斯算符(即);為彎曲剛度,其中E為彈性模量。理論上可從第一個方程求得ω,再由后兩個方程求得Qx、Qy,然后進一步求得彎矩、扭矩。但這一偏微分方程不能直接積分,所以通常用納維法、瑞利-里茲法、有限差分方法等方法求解。近年來,由于有限元法的發(fā)展,出現(xiàn)不少計算中厚板的程序,通過它們可以很方便地求得解答。從結(jié)果看,在考慮橫向剪切效應(yīng)后,撓度ω有所增大,自振頻率和失穩(wěn)臨界載荷有所降低,板件中內(nèi)力的變化趨于平緩。這些變化的程度都與板的厚跨比的平方成比例。
20世紀20年代,S.P.鐵木辛柯在一維梁的分析中首先考慮了橫向剪切效應(yīng)。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問題并導(dǎo)出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學(xué)上仍有困難,目前中厚板理論應(yīng)用得還不夠廣泛。
折疊編輯本段用途
中厚板主要應(yīng)用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構(gòu)件等。通中厚板用途:廣泛用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、造般鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構(gòu)件具體應(yīng)用。
橋梁用鋼板:
用于大型鐵路橋梁的鋼板,要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等,如:Q235q、Q345q等。
造船用鋼板:
用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體,要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。如:A32、D32、A36、D36等。鍋爐鋼板(鍋爐板):用于制造各種鍋爐及重要附件,由于鍋爐鋼板處于中溫(350°C以下)高壓狀態(tài)下工作,除承受較高壓力外,還受到?jīng)_擊、疲勞載荷及水和氣腐蝕,要求保證一定強度,還要有良好的焊接及冷彎性能,如:Q245R等。
壓力容器用鋼板:
主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲運的壓力容器和其它類似設(shè)備,一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2,溫度在-20-450°C范圍內(nèi)工作,要求容器鋼板除具有一定強度和良好塑性和韌性外,還必須有較好冷彎和焊接性能,如:Q245R、Q345R、14Cr1MoR、15CrMoR等。
汽車大梁用鋼:
制造汽車大梁(縱梁、橫梁),用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由于汽車大梁形狀復(fù)雜,除要求較高強度和冷彎性能外,還要求沖壓性能好。