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009034
2025-02-28

VE0034 | Torsione della piastra sottile

Descrizione

Una piastra sottile è fissata su un lato (φz =0) e caricata tramite la coppia distribuita sull'altro lato. Innanzitutto, la piastra viene modellata come una superficie piana. Inoltre, la piastra è modellata come un quarto della superficie del cilindro. La larghezza del modello planare's è uguale alla lunghezza di un quarto del cerchio del modello curvo. Il modello curvo ha quindi una costante torsionale J quasi uguale al modello piano. Determina la rotazione massima della piastra φz,max per entrambi i modelli geometrici e confronta i risultati utilizzando sia la teoria delle piastre di Kichhoff che quella di Mindlin.

Materiale Acciaio Modulo E E 210000.000 MPa
deformazione trasversale ν 0,300 -
Geometria Raggio del modello curvo r 100.000 mm
Larghezza del modello planare s 157.080 mm
spessore della piastra h 200.000 mm
Altezza piastra t 3.000 mm
Carico Coppia distribuita m 1268.720 Nm/m

Soluzione analitica

La costante torsionale per la piastra piana (sezione trasversale rettangolare) può essere calcolata secondo la seguente formula:

Considerando la stessa larghezza della piastra piana e curva, è possibile utilizzare la costante torsionale identica. La larghezza della piastra piana è la stessa della lunghezza di un quarto del cerchio del modello curvo: s=πr/2. Le costanti torsionali della piastra piana e della piastra curva vengono confrontate anche utilizzando il programma SHAPE-THIN: Jp =1396.710 mm4, Jc =1392,670 mm4. Utilizzando la costante di torsione, che è calcolata nella formula sopra menzionata, la rotazione massima sulla parte superiore della piastra (z=h) può essere determinata come segue:

Impostazioni di RFEM

  • Modellato in RFEM 5.26 e RRFEM 6.06
  • La dimensione dell'elemento è lFE = 0,002 m
  • Viene considerata l'analisi geometricamente lineare
  • Il numero di incrementi è 5
  • Viene utilizzata l'entità piastra
  • Vengono utilizzati elementi quadrangolari

Risultati

Modello Soluzione analitica RFEM 6 RFEM 5
φz,max [°] φz,max [°] Rapporto [-] φz,max [°] Rapporto [-]
Planare, Kirchhoff 20,000 20.163 1.008 20.163 1.008
Curvo, Kirchhoff 20.163 1.008 20.163 1.008
Planare, Mindlin 20.666 1.033 20.733 1.037
Curvo, Mindlin 20.797 1.040 20.863 1.044