说明
在给定边界条件的情况下,对杆件施加弯矩 M 和轴力 Fx 。 忽略它的自重,计算梁的最大扭转变形 φx,max和内扭矩 MT定义为主扭矩 MTpri和上端扭矩引起的扭矩之和。力 MTN. 在假设或忽略轴力的影响时,提供这些值的比较。 验算示例是基于 Gensichen 和 Lumpe 提出的示例(参见参考资料)。
材料 | 钢 | 弹性模量 | E | 210000,000 | MPa |
剪切模量 | G | 81000,000 | MPa | ||
几何尺寸 | 梁 | 周长 | l | 3,000 | m |
高度 | [SCHOOL.] | 0,400 | m | ||
宽度 | B | 0,180 | m | ||
腹板厚度 | S | 0,010 | m | ||
翼缘厚度 | t | 0,014 | m | ||
荷载 | 扭力矩 | M | 1,200 | kNm | |
轴力 | Fx | 500,000 | kN |
解析解
假设相对扭矩 φ' 恒定,并且没有作用在结构上的次扭矩,则梁的扭矩 MT可以由主扭矩 MTpri和次要扭矩引起的主扭矩之和计算得出力 MTN.
值:
扭矩等于所受的弯矩 (MT =M),轴力是作用力的相反值 (N=-Fx ),梁的相对扭矩 φ' 表示如下:
梁末端的最大扭转变形 φx,max计算方法如下:
RFEM 设置
- RFEM 5.03 和 RFEM 6.01的建模版本
- 单元尺寸 lFE = 0.300 m
- 增量数为1
- 单元类型为杆件
- 使用各向同性线弹性材料模型
- 激活杆件抗剪刚度
结果输出
φx,max [弧度] | 解析解 | RFEM 6 | 比值 | RFEM 5 - RF-FE-LTB | 比值 |
N = 0kN | 0,101 | 0,101 | 1,000 | 0,101 | 1,000 |
N = -500 kN | 0,166 | 0,165 | 0,994 | 0,165 | 0,994 |
MTpri [kNm] | 解析解 | RFEM 6 | 比值 | RFEM 5 - RF-FE-LTB | 比值 |
N = 0kN | 1,200 | 1,200 | 1,000 | 1,200 | 1,000 |
N = -500 kN | 1,972 | 1,966 | 0,997 | 1,966 | 0,997 |
MTN [kNm] | 解析解 | RFEM 6 | 比值 | RFEM 5 - RF-FE-LTB | 比值 |
N = 0kN | 0,000 | 0,000 | <现在wiki>- | 0,000 | <现在wiki>- |
N = -500 kN | -0.772 | -0.766 | 0,992 | -0.766 | 0,992 |
MT [kNm] | 解析解 | RFEM 6 | 比值 | RFEM 5 - RF-FE-LTB | 比值 |
N = 0kN | 1,200 | 1,200 | 1,000 | 1,200 | 1,000 |
N = -500 kN | 1,200 | 1,200 | 1,000 | 1,200 | 1,000 |