Czy ta strona jest pomocna?
27x
009020
2025-01-28

VE0020 | Zginanie plastyczne z różnymi wytrzymałościami plastycznymi

Opis prac

Wspornik wykonany z materiału o różnej wytrzymałości plastycznej na rozciąganie i ściskanie jest w pełni zamocowany na lewym końcu i obciążony momentem zginającym zgodnie z poniższym szkicem. Problem opisano za pomocą poniższego zestawu parametrów. W tym przykładzie uwzględniane są niewielkie odkształcenia, a ciężar własny jest pomijany. Określ maksymalne ugięcie uz,max.

Materiał Sprężysto-plastyczny Moduł E E 210000.000 MPa
współczynnik Poissona ν 0.000 -
Moduł ścinania G 105000.000 MPa
Wytrzymałość plastyczna na rozciąganie f</sub> 200.000 MPa
Wytrzymałość plastyczna na ściskanie fc 280.000 MPa
Geometria Wspornik obwiednia L 2.000 m
Szerokość w 0,005 m
Grubość t 0,005 m
Obciążenie moment zginający M 6000 Nm

Rozwiązanie analityczne

Wspornik jest obciążony momentem zginającym M. Ze względu na różną wytrzymałość plastyczną przy rozciąganiu i ściskaniu oś obojętna nie musi być zbieżna z osią symetrii, jak pokazano na poniższym rysunku. Parametr z0 zostaje wprowadzony i zdefiniowany jako σx (x,z0 )=0, należy pamiętać, że zmienia się on podczas obciążenia oraz parametrów zt i zc. Naprężenie zginające jest definiowane za pomocą następującego wzoru:

Aby uzyskać maksymalne ugięcie uz,max, należy rozwiązać krzywiznę κ. Moment sprężysto-plastyczny Mep (siła wewnętrzna) musi być równy momentowi zginającemu M (siła zewnętrzna).

ze względu na nieznane parametry zt, zc i z0 konieczne jest napisanie dalszych równań. Naprężenia w styku strefy sprężystej i plastycznej są zdefiniowane w następujący sposób:

Ostatni warunek jest zdefiniowany przez równowagę sił osiowych.

Rozwiązując te równania numerycznie, można obliczyć krzywiznę κ i maksymalne ugięcie uz,max. Wynik można znaleźć w poniższej tabeli.

Ustawienia RFEM

  • Modelowany w RFEM 5.16 i RRFEM 6.06
  • Rozmiar elementu wynosi lFE = 0.020 m
  • Uwzględniana jest analiza geometrycznie liniowa
  • Liczba przyrostów wynosi 5
  • Sztywność prętów na ścinanie jest pominięta

Wyniki

Model materiałowy Rozwiązanie analityczne RFEM 6 RFEM 5
uz,max [m] uz,max [m] Stosunek [-] uz,max [m] Stosunek [-]
Ortotropowy plastyczny 2D 1,272 1,277 1.004 1,277 1.004
Izotropowy, nieliniowy, sprężysty 1D 1.272 1,000 1.272 1,000
Nieliniowo sprężysta 2D/3D,Mohr - Coulomb, płyta 1.283 1.009 1.283 1.009
Nieliniowo sprężysta 2D/3D,Drucker - Prager, płytowa 1.283 1.009 1.283 1.009
Izotropowy plastyczny 2D/3D, Mohr - Coulomb, płyta 1.284 1.009 1.284 1.009
Izotropowy plastyczny 2D/3D,Drucker - Prager, płyta 1.272 1,000 1.272 1,000
Nieliniowo sprężysta 2D/3D,Mohr - Coulomb, bryła 1,308 1.028 1,307 1.028
Nieliniowy sprężysty 2D/3D,Drucker - Prager, bryła 1,313 1,032 1.312 1,031
Izotropowy plastyczny 2D/3D, Mohr - Coulomb, bryła 1.302 1,024 1.293 1,017
Izotropowy plastyczny 2D/3D,Drucker - Prager, bryła 1.283 1.009 1.283 1.009

Odniesienia
  1. Lubliner, J. (1990). Teoria plastyczności. Nowy Jork: Macmillana.