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009034
2025-02-28

VE0034 | 薄板扭转

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 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