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一種厚度比工程中常用的平面尺寸小得多的板。雖然厚度較小,但橫向剪切變形和彎曲變形引起的變形屬于同一數(shù)量級。在分析靜載荷下的應(yīng)力和變形時,仍應(yīng)考慮橫向剪切效應(yīng),而垂直于板面方向的正應(yīng)力可以忽略。在分析動載荷作用下的應(yīng)力和變形時,除了考慮橫向剪切效應(yīng)外,還應(yīng)考慮微觀截面的慣性力和阻尼力矩。長期以來,中厚板在機械行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來,由于高壓、高溫、強輻射的環(huán)境要求,工程中板的厚度有所增加,很多板都是用中厚板理論來分析的。
中厚板位于xy平面內(nèi)。考慮橫向剪力的影響,忽略垂直于板面方向(Z方向)的法向應(yīng)力,中厚板在Z方向受分布載荷P作用時的彎曲微分方程為:其中為板的撓度;t為板厚;為泊松比;Qx和Qy分別為X和Y方向的橫向剪力;是 Lars算子(即,);是彎曲剛度,其中e是彈性模量。理論上可以從一個方程得到,然后從后兩個方程得到Qx和Qy,進而得到彎矩和扭矩。但是這個偏微分方程不能直接積分,所以通常采用Navier法、Rayleigh-Ritz法和有限差分法求解。近年來,由于有限元方法的發(fā)展,有許多計算中厚板的程序,通過這些程序可以很容易地得到解。結(jié)果表明,考慮橫向剪切效應(yīng)后,撓度增大,固有頻率和失穩(wěn)臨界載荷減小,板內(nèi)內(nèi)力變化趨于平緩。這些變化的程度與板的厚跨比的平方成正比。
20世紀20年代,蒂莫申科首次在一維梁的分析中考慮了橫向剪切效應(yīng)。1943年,雷斯納將其推廣到二維問題,導(dǎo)出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學(xué)上仍有困難,目前中盤理論應(yīng)用并不廣泛。
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