纯剪切屈曲状态下板屈曲弹性嵌固系数研究.pdfVIP

纯剪切屈曲状态下板屈曲弹性嵌固系数研究 董达善 李 帅 甘茂椿 刘 龙 上海海事大学物流工程学院 上海 201306 摘 要：针对起重机金属结构局部失稳问题 ，在 《起重机设计规范》中引入板边弹性嵌固系数来表征翼缘 板对腹板的约束作用。应用有限元分析的方法，研究纯剪切状态下腹板弹性嵌固系数的取值依据。首先进行理 想四边简支板临界应力有限元计算，并与理论值 比较 ，检验有限元模型的准确性和加载方法的正确性。然后根 据实际工程数据建立工字梁和箱形梁模型 ，进行纯剪切屈曲分析，讨论翼缘腹板的厚度比对弹性嵌固系数的影 响，提出有益于工程应用的建议。 关键词：起重机；屈曲失稳；弹性嵌固系数；纯剪切 中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号 ：1001—0785 (2013)04—0049—05 Abstract：Aimingattheproblem oflocalinstabilityofcrane’Smetal structure，theplateelasticembeddedcoeffi— cientsareintroducedintheCraneDesignSpecification，toindicatetherestraintofflangeplatestotheweb．Thefiniteele- mentanalysisisadoptedforresearchonthebasisofvalueselectionofweb elasticembedded coefficientsunderthepure shearstate．Thefiniteelementcalculationofidealcriticalstressforthequadrilateralsimply—supported plateisperformed firstly，andtheresultiscompraedwiththetheoreticalvalue，toverifytheaccuracyoffiniteelementmodelandcorrectness ofloadingmethod．Thentheflangedbeam andboxbeam modelsareestablishedaccordingtoactualengineeringdata，ofr thepurposeofpureshearbucklinganalysis．Theeffectofthicknessratioofflangetowebontheelasticbuild—infactorsis discussedinthepaperaswell，withthesuggestionsbeneficial ofrtheengineeringapplications． Keywords：crane；bucklinginstability；elasticembeddedcoefficient；pureshear 定接近实际的板失稳模式 (屈 曲变形形状)，然后 0 引言 根据模式曲面函数，利用能量法求解临界应力。计 近几年来，国内外研究工作者就板的屈曲临界 算中通过 来衡量不同边长比和载荷作用下理想 载荷 已经做了许多研究工作。陈焰周和郭耀杰采用 四边简支板的屈 曲系数，利用 来衡量周边板件对 能量法和有限元法对简支矩形薄板受纯剪切的弹性 板件 自身的嵌 固作用，是一种 比较科学 的方法。 失稳问题进行了详尽分析求解，算出了矩形板在纯 GB／T3811’_2008 《起重机设计规范》规定：弯曲 剪切下的临界应力公式中的K值；Chem 和Osta— 应力作用时，对受压翼缘扭转无约束的单腹板工字 pemko提出在计算梁的抗剪极限承载能力时，翼缘 梁的腹板，可取 =1．38；对受压翼缘扭转有约束的 板对腹板提供完全固支约束；随着对板屈曲问题研 工字梁、箱形梁的腹板可取 =1．64；剪切应力作用