复杂多孔板有效弹性常数的结构分析方法.pdfVIP

复杂多孔板有效弹性常数的结构分析方法 王 珂 。刘 彤。董其伍 (郑州大学 热能工程研究中心，河南 郑州 450002) 摘 要：基于弹性薄板理论给出了基于模态分析、最大挠度等效和总应变能等效确定复杂孔板有效 弹性常数的方法，提出了具有普适性的多孔板有效弹性常数与有效质量比或有效承载分数之间的 关联式，根据有限元结构分析结果，评价了3种方法与ASME规范方法的一致性。结果表明，这些 方法可用于分析各种复杂孔形和各种排布方式下的多孔板强度评价和振动控制问题。 关键词：多孔板；有效弹性常数；结构分析 中图分类号：TQ055．8 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2010)05—0010—05 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．05．003 StructuralAnalysisM ethodstoDeterminetheEffectiveElastic ConstantsforPerforatedPlates WANGKe，LIUTong，DONGQi—WU (ThermalEnergyEngineeringResearchCentre，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China) Abstract：Basedonthetheoryofelasticthinplatesandshells，theconceptofequivalentisotropicsolid plateisproposedtodeterminetheeffectiveelasticconstantsoftheperforatedtubesheet．Themethodology basedonthemodalanalysis，maximum deflectionandstraineneryg oftheplatesisdescribed．Theuni— versal relationshipbetweentheeffectiveelasticconstantsandthemassfractionisestablished，whichcan beusedforperforatedplateswitharbitrary holeshape．Onthebasisoffiniteelementsimulation，thecon— sistencyoftheeffectiveelasticconstantscalculatedbyabovethreemethodsandthemethodsuggestedin theASME codeisevaluated．Theresultsshow thattheproposedstructuralanalysismethodsareappliea- bleinstrengthandvibrationanalysisofallkindsofcomplicatedperforatedplates． Keywords：perforatedplate；effectiveelasticconstants；sturcturalanalysis 的。关于圆形孔板强度计算问题，文献[1～4]已 1 引言 就其理论分析和试验研究做过不少工作，提出了 通过弹性常数等效将多孔板当量化成均质实体板 多孔板类结构在核电设备和其他过程设备中 进行力学分析的方法，给出了常见圆孔板有效弹 应用十分广泛，如蒸汽发生器管板、支撑板、换热 性常数工程设计公式和 曲线，并对换热器管板制 器管板、折流板和流程设备中的过流板等。由于 定了规范 。对于圆孔多孔板，由于研究方法、 大量密集孑L的存在，多孔板强度受到了很大削弱， 模型不同，结果存在一定的差异。然而非圆孔多 其强度安全和可靠性问题一直是设计人员所关心 孔板在工程中也经常用到，图1示出复式孔、卫星 第27卷第5期