濟(jì)南金宏通鋼管有限公司
工程中常用的一類厚度遠(yuǎn)小于平面尺寸的板件。厚度4.5mm至25mm的鋼板，成為中厚板。
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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(jí)，在分析靜載荷下的應(yīng)力和變形時(shí)，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(dòng)載荷下的應(yīng)力和變形時(shí)，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(jī)械工業(yè)中早已有廣泛應(yīng)用。 近年來由于高壓、高溫和強(qiáng)輻射的環(huán)境，工程中板的厚度有所增加，很多板件均改用中厚板理論進(jìn)行分析。
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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 @zzy123
式中ω為板的撓度；t為板厚；v為泊松比；、分別為x、y方向的橫向剪力，△為拉普拉斯算符；D為彎曲剛度，其中E為彈性模量。理論上可從個(gè)方程求得ω，再由后兩個(gè)方程求得Qx、Qy，然后進(jìn)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(jì)算中厚板的程序，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(jì)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。
中厚板
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其主要成果如下：車身結(jié)構(gòu)的抗扭和抗彎強(qiáng)度分別提高80％和52％，車重減少25％，車身結(jié)構(gòu)造價(jià)降低15％。1998年，在完成ULSAB項(xiàng)目后，又實(shí)施一項(xiàng)被稱為先進(jìn)概念車超輕鋼車身計(jì)劃ULSABAVC(AdvanceVehicleConcept)。上述項(xiàng)目的研究結(jié)果表明，為了延續(xù)鋼材對(duì)其它競(jìng)爭(zhēng)材料的優(yōu)勢(shì)地位，必需大量使用高強(qiáng)鋼，在代表汽車用鋼未來發(fā)展方向的新車型C級(jí)車和PNGV級(jí)車中，相變強(qiáng)化的雙相鋼(DP鋼)占整個(gè)結(jié)構(gòu)用鋼的74％左右，600MPa以上的超高強(qiáng)鋼占75％以上。
中厚板主要應(yīng)用于建筑工程、機(jī)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(jī)某些零件及焊接構(gòu)件等。通中厚板：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(jī)某些零件及焊接構(gòu)件具體應(yīng)用。
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