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 |