项目介绍
固定着一块薄板的一侧 (φz = 0),给另一侧施加扭矩。 首先,将板作为平面建模。 钢板默认为圆柱面的四分之一。 平面模型的宽度等于弯曲模型四分之一圆的长度。 曲面模型的抗扭常数 J 与平面模型几乎相等。 使用 Kichhoff 和 Mindlin 板理论,使用两种几何模型计算板的最大转动 φz,max ,并比较结果。
材料 | 钢 | 弹性模量 | E | 210000.000 | MPa |
泊松比 | ν | 0.300 | - | ||
几何尺寸 | 弯曲模型半径 | r | 100.000 | 毫米 | |
平面模型宽度 | s | 157.080 | 毫米 | ||
板厚 | h | 200.000 | 毫米 | ||
板高 | t | 3.000 | 毫米 | ||
荷载 | 分布扭矩 | m | 1268.720 | Nm/m |
解析解
平板(矩形截面)的抗扭承载力计算公式如下:
平面和曲面板的宽度相同,可以使用相同的扭转常数。 平面板的宽度与弯曲模型中四分之一圆的长度相同: s=πr/2。 平面板和曲面板的抗扭常数通过程序 SHAPE-THIN 进行比较: Jp =1396,710 mm4 ,Jc =1392.670 mm4 利用上面公式中计算得出的抗扭惯性矩,板顶部的最大转动 (z=h) 可以计算如下:
RFEM 设置
- 在 RFEM 5.26 和 RRFEM 6.06 中建模
- 单元尺寸 lFE = 0.002 m
- 考虑几何线性分析
- 增量数目为 5
- 使用板实体
- 使用四边形单元
结果
模型 | 解析解 | RFEM 6 | RFEM 5 | ||
φz,max [°] | φz,max [°] | 比值 [-] | φz,max [°] | 比值 [-] | |
平面,基尔霍夫 | 20,000 | 20.163 | 1.008 | 20.163 | 1.008 |
弯曲,Kirchhoff | 20.163 | 1.008 | 20.163 | 1.008 | |
平面,Mindlin | 20.666 | 1.033 | 20.733 | 1.037 | |
弯曲, Mindlin | 20.797 | 1.040 | 20.863 | 1.044 |