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009017
2020-06-27

VE 0017 | 塑性弯曲 - 连续荷载

描述

一个薄板完全固定在左端,并受到均匀的压力。 在这个例子中考虑了小变形,并且忽略了自重。 该问题由以下一组参数描述。 确定最大挠度 uz,max

材料 弹塑性 弹性模量 E 210000,000 MPa
泊松比 ν 0,000 -
剪切模量 G 105000,000 MPa
屈服强度 [F12]y 40,000 MPa
几何形状 周长 l 1,000 m
宽度 w 0,050 m
厚度 t 0.005 m
荷载 均匀压力 p 2,750 kPa

解析解

首先讨论荷载的大小。 塑性铰时的弯矩 Me和塑性铰时的极限弯矩 Mp分别按下式计算:

板在压力 p 的作用下进入弹塑性状态。弯曲应力按下式定义:

其中 κ 是曲率。 弹塑性区长度由参数 xp描述。 面上的弯曲应力值等于点 xp处的塑性强度 fy ,见下图。

弹塑性弯矩 Mep (内力)必须等于弯矩 M(外力)。 弹塑性区域中的曲率 κp就是由这个等式得出的。

RFEM 设置

  • 在 RFEM 5.26 和 RFEM 6.01 中建模
  • 单元尺寸 lFE =0.020 m
  • 对于实体模型,沿厚度方向进行网格细化(每个厚度方向 6 个单元)
  • 考虑几何线性分析
  • 增量的数量是5
  • 杆件的抗剪刚度被忽略

结果输出

型号 解析解 RFEM 5 RFEM 6
uz,max [mm] uz,max [mm] 比率 [-] uz,max [mm] 比率 [-]
一维各向同性塑性 166,234 166,214 1,000 166,018 0,999
二维/三维各向同性塑性,板 162,987 0,980 162,960 0,980
二维/三维各向同性非线性弹性,板,von Mises 165,730 0,997 165,700 0,997
二维/三维各向同性非线性弹性,板,Tresca 166,998 1,005 166,969 1,004
二维/三维各向同性塑性,实体 160,601 0,966 162,429 0,977
二维/三维各向同性非线性弹性,实体,von Mises 163,003 0,981 165,593 0,996
二维/三维各向同性非线性弹性,实体,Tresca 168,725 1,015 169,691 1,021
一维各向同性非线性弹性 166,214 1,000 166,018 0,999

参考
  1. Lubliner, J. (1990)。 塑性理论。 纽约: Macmillan 公司。