濟(jì)南金宏通鋼管有限公司
工程中常用的一類厚度遠(yuǎn)小于平面尺寸的板件。厚度4.5mm至25mm的鋼板，成為中厚板。
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中試工程的建筑物及負(fù)荷特點(diǎn)建筑特點(diǎn)：該樓為原有建筑物。辦公和實(shí)驗(yàn)室部分為2平方米的五層建筑，周圍有與之相連的兩層教室共1平米。中間有2米高的玻璃拱頂中廳，周圍八個(gè)外門，供疏散用。由于“煙窗效應(yīng)”，冬季室外的冷風(fēng)通過(guò)常開的東大門大量灌入室內(nèi)，致使大廳溫度6℃左右，周圍五層房間的內(nèi)墻變成了散熱的外墻。加上各辦公室單層的大玻璃窗有冷風(fēng)滲透，還限于施工時(shí)的經(jīng)濟(jì)狀況，外墻保溫作了簡(jiǎn)化處理，致使冬季室溫在13℃左右。
厚度雖小，但橫向剪力所引起的變形和彎曲變形屬同一量級(jí)，在分析靜載荷下的應(yīng)力和變形時(shí)，仍須考慮橫向剪切效應(yīng)，垂直于板面方向的正應(yīng)力則可忽略。在分析動(dòng)載荷下的應(yīng)力和變形時(shí)，除考慮橫向剪切效應(yīng)外，還須考慮微段的慣性力和阻尼力矩。中厚板在機(jī)械工業(yè)中早已有廣泛應(yīng)用。ZZBYYC321近年來(lái)由于高壓、高溫和強(qiáng)輻射的環(huán)境要求，工程中板的厚度有所增加，很多板件均改用中厚板理論進(jìn)行分析。
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因?yàn)榉种Ф炔桓，?dǎo)致分子間形成強(qiáng)大的作用力和較高的抗張強(qiáng)度，這使HDPE成為一種可廣泛使用的聚合物。輪胎通常由橡膠混合物組成（天然橡膠和人工合成橡膠），用鋼絲或紡織品進(jìn)行強(qiáng)化。天然橡膠（NR）是一種異戊二烯（C5H8）聚合物。廣泛用于輪胎的合成橡膠是丁苯橡膠（SBR）C12H5，它是一種由1，3-丁二烯和苯乙烯按3∶1的比例混合生成的共聚物。這種交聯(lián)網(wǎng)狀聚合物通過(guò)強(qiáng)大的共價(jià)鍵聯(lián)接，分子鏈間有很大的作用力，因而它是一種能抵抗熱磨損和化學(xué)侵蝕的堅(jiān)硬材料。
若中厚板位于xy平面內(nèi)，在考慮橫向剪力影響并忽略垂直于板面方向（z方向）的正應(yīng)力情況下，中厚板受z方向分布載荷p的作用的彎曲微分方程式為：
式中ω為板的撓度；t為板厚；v為泊松比；、分別為x、y方向的橫向剪力，△為拉普拉斯算符；D為彎曲剛度，其中E為彈性模量。理論上可從個(gè)方程求得ω，再由后兩個(gè)方程求得Qx、Qy，然后進(jìn)一步求得彎矩、扭矩。但這一偏微分方程不能直接積分，所以通常用納維法、瑞利-里茲法、有限差分方法等方法求解。近年來(lái)，由于有限元法的發(fā)展，出現(xiàn)不少計(jì)算中厚板的程序，通過(guò)它們可以很方便地求得解答。從結(jié)果看，在考慮橫向剪切效應(yīng)后，撓度ω有所增大，自振頻率和失穩(wěn)臨界載荷有所降低，板件中內(nèi)力的變化趨于平緩。這些變化的程度都與板的厚跨比的平方成比例。
20世紀(jì)20年代，S.P. 鐵木辛柯在一維梁的分析中首先考慮了橫向剪切效應(yīng)。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問(wèn)題并導(dǎo)出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學(xué)上仍有困難，目前中厚板理論應(yīng)用得還不夠廣泛。
中厚板用途
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焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備資少，但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。世紀(jì)3年代以來(lái)，隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫質(zhì)量不斷提高，焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替了無(wú)縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。
中厚板主要應(yīng)用于建筑工程、機(jī)械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來(lái)制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機(jī)某些零件及焊接構(gòu)件等。通中厚板用途：廣泛用來(lái)制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、造般鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機(jī)某些零件及焊接構(gòu)件具體應(yīng)用。
壓縮載荷均勻施加于管件試樣上端面，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)壓縮載荷達(dá)到2MPa時(shí)，個(gè)別管件試樣開始發(fā)響，但沒(méi)有破壞。本文取116kN作為有限元分析的壓縮載荷。建立外徑為5mm、內(nèi)徑為42mm、高度為1mm的空心圓柱體，表示C／E壓縮試樣的實(shí)體模型。采用ANSYS7.元素庫(kù)中三維層合單元Solid46對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。因?yàn)楣芗Ｐ蜑橐?guī)則空心圓柱體，為了控制網(wǎng)格劃分后節(jié)點(diǎn)的位置，使每種鋪層方式的有限元模型網(wǎng)格劃分一致，采用六面體單元(Hexahedra)Solid46對(duì)圓柱殼實(shí)體模型進(jìn)行掃掠網(wǎng)格劃分(Sweeped)J，軸向劃分5個(gè)單元，環(huán)向劃分96個(gè)單元，共48個(gè)單元，9898個(gè)節(jié)點(diǎn)。
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