62x
009954
2024-01-31

VE0054 | 轴力对扭矩的影响

说明

在给定边界条件的情况下,对杆件施加弯矩 M 和轴力 Fx 。 忽略它的自重,计算梁的最大扭转变形 φx,max和内扭矩 MT定义为主扭矩 MTpri和上端扭矩引起的扭矩之和。力 MTN. 在假设或忽略轴力的影响时,提供这些值的比较。 验算示例是基于 Gensichen 和 Lumpe 提出的示例(参见参考资料)。

材料 弹性模量 E 210000,000 MPa
剪切模量 G 81000,000 MPa
几何尺寸 周长 l 3,000 m
高度 [SCHOOL.] 0,400 m
宽度 B 0,180 m
腹板厚度 S 0,010 m
翼缘厚度 t 0,014 m
荷载 扭力矩 M 1,200 kNm
轴力 Fx 500,000 kN

解析解

假设相对扭矩 φ' 恒定,并且没有作用在结构上的次扭矩,则梁的扭矩 MT可以由主扭矩 MTpri和次要扭矩引起的主扭矩之和计算得出力 MTN.

值:

扭矩等于所受的弯矩 (MT =M),轴力是作用力的相反值 (N=-Fx ),梁的相对扭矩 φ' 表示如下:

梁末端的最大扭转变形 φx,max计算方法如下:

RFEM 设置

  • RFEM 5.03 和 RFEM 6.01的建模版本
  • 单元尺寸 lFE = 0.300 m
  • 增量数为1
  • 单元类型为杆件
  • 使用各向同性线弹性材料模型
  • 激活杆件抗剪刚度

结果输出

解析解 RFEM 6 比值 RFEM 5 - RF-FE-LTB 比值
N = 0kN 0,101 0,101 1,000 0,101 1,000
N = -500 kN 0,166 0,165 0,994 0,165 0,994
解析解 RFEM 6 比值 RFEM 5 - RF-FE-LTB 比值
N = 0kN 1,200 1,200 1,000 1,200 1,000
N = -500 kN 1,972 1,966 0,997 1,966 0,997
解析解 RFEM 6 比值 RFEM 5 - RF-FE-LTB 比值
N = 0kN 0,000 0,000 <现在wiki>- 0,000 <现在wiki>-
N = -500 kN -0.772 -0.766 0,992 -0.766 0,992
解析解 RFEM 6 比值 RFEM 5 - RF-FE-LTB 比值
N = 0kN 1,200 1,200 1,000 1,200 1,000
N = -500 kN 1,200 1,200 1,000 1,200 1,000

参考
  1. LUMPE, G. 和 GENSITEN, V. 线性和非线性杆件分析评估理论和软件: 示例、失效原因、详细理论。 欧内斯特。