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2017-06-19

专题报告 | 计算板在进行线性翘曲分析时的临界荷载系数

根据有效宽度法或折减应力法进行的屈曲分析是在确定结构体系的临界荷载的基础上进行的,以下简称为 LBA(线性屈曲分析)。 本文将介绍临界荷载系数的解析计算以及有限元法(FEM)的运用。

与应力相关的临界荷载系数

[1] 提供以下公式(第 10 章中的公式 10.6),用于纯解析计算屈曲区段的临界荷载系数:

正如您所看到的,应力比和临界荷载系数对于各个应力部分必须单独确定,或者必须是已知的。 您可以通过重新计算临界板屈曲应力来确定临界荷载系数。 在这篇技术文章中已经介绍了如何确定这一点:

得出各应力分量之间的关系如下:

该方法特别适用于未加劲或纵向加劲扣件,其屈曲值取 [2] 或 [3] 中相应的屈曲值。

使用有限元分析进行计算

如果是带有纵向和横向加劲肋的屈曲区域,那么作用在整个结构上的临界荷载需要通过有限元方法进行计算。 首先是面模型,并考虑所有边界条件(例如边缘支座、几何位置、加劲肋荷载以及边界应力)。 按照 LBA 方法进行计算时应用弹性材料属性。 下面的示例显示在 RFEM 中对纵向加劲屈曲板建模。

计算临界荷载系数可以在附加模块 RF-STABILITY 中找到。 在选择模态形状时必须考虑全局结构的崩溃。

第一个 本例中的模态显示出整体屈曲,因此应被认为是主导。 在某些情况下,更高的振型可能对设计有意义。 临界荷载系数可以包括所有的应力部分,以及分别计算(每个荷载工况和一个荷载工况只计算一个应力的部分)。

独立程序 PLATE-BUCKLING 可以使用折减应力法进行完整的翘曲分析,包括自动计算每个应力分量的特征值。

屈曲分析中的临界荷载系数

现在可以或者单独确定临界荷载系数,然后利用公式 12 解析计算总的临界荷载系数。 10.6,或者直接使用[1]中的有限元计算。 在某些情况下,解析解可能是保守的。 因此,PLATE-BUCKLING 模块提供以下选项。


链接
参考
  1. EC 3.(2009)。欧洲规范 3: 钢结构设计 - 第1-5部分: 镀膜结构构件。 Beuth Publishing house GmbH。
  2. Kurt Klöppel 和 Joachim Scheer。 矩形加劲板的屈曲值,第1卷。 Wilhelm Ernst & Sohn.
  3. Kurd Klöppel 和 Karl Heinrich Möller。 矩形加劲板的屈曲值,第2卷。 Wilhelm Ernst & Sohn(柏林),1968 年。
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