平板的临界载荷

平板(矩形板、加筋板、圆形板)在9种支承与载荷工况下受压屈曲临界应力σc的计算,σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²(圆形板用(t/R)²)

矩形板,κ由屈曲半波数m计算

平板的临界载荷1(矩形板,κ由屈曲半波数m计算)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
m:沿a向屈曲半波数
β:板长宽比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
β=a/b;
κ=(β/m+m/β)²;
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
矩形板受压屈曲;
κ由β与沿a向屈曲半波数m确定:β≤√2取m=1,√2≤β≤√6取m=2,√6≤β≤√12取m=3,√12≤β≤√20取m=4;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

矩形板,κ由a/b查表

平板的临界载荷2(矩形板,κ由a/b查表)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
矩形板受压屈曲;
κ值根据a/b比值查表得出后直接输入;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

矩形板,κ由a/b查表

平板的临界载荷3(矩形板,κ由a/b查表)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
矩形板受压屈曲;
κ值根据a/b比值查表得出后直接输入;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

矩形板,κ由a/b查表

平板的临界载荷4(矩形板,κ由a/b查表)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
β:板长宽比a/b
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
矩形板受压屈曲;
当β=a/b≥2时ν=0.3约κ≈0.425+1/β²(ν=0.25时约0.456+1/β²),也可根据a/b比值查表得出;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

矩形板,κ由a/b查表

平板的临界载荷5(矩形板,κ由a/b查表)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
矩形板受压屈曲;
ν=0.25、ν=0.3时分别按对应表根据a/b比值查κ值后直接输入;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

加筋矩形板,沿板宽半个屈曲波形

平板的临界载荷6(加筋矩形板,沿板宽半个屈曲波形)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
β:板长宽比a/b
γ=EI/(bD)
δ=A/(bt)
A:加筋肋截面面积
EI:加筋肋弯曲刚度
D=Et²/(12(1-ν²)):板弯曲刚度
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
加筋矩形板受压屈曲;
当β>2时κ≈(1+β²)²+2γ/(β²+2δ)(适于沿板宽半个屈曲波形),也可根据a/b比值查表得κ后直接输入;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

加筋矩形板,屈曲形式与纵向中线对称

平板的临界载荷7(加筋矩形板,屈曲形式与纵向中线对称)示意图

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符号意义:
a:板长
b:板宽
t:板厚(与a、b同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
β:板长宽比a/b
γ=EI/(bD)
δ=A/(bt)
A:加筋肋截面面积
EI:加筋肋弯曲刚度
D=Et²/(12(1-ν²)):板弯曲刚度
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/b)²
说明:
加筋矩形板受压屈曲;
κ≈(1+β²)²+3γ/(β²+(1+3δ))(适于屈曲形式与纵向中线对称),也可根据a/b比值查表得κ后直接输入;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

圆形板,κ由R/r查表

平板的临界载荷8(圆形板,κ由R/r查表)示意图

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符号意义:
R:外半径
r:内半径
t:板厚(与R同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/R)²
说明:
圆形板受压屈曲;
κ值根据R/r比值查表得出后直接输入,特征宽度取外半径R;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)

圆形板,κ由R/r查表

平板的临界载荷9(圆形板,κ由R/r查表)示意图

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符号意义:
R:外半径
r:内半径
t:板厚(与R同单位)
E:弹性模量,MPa
ν:泊松比
κ:屈曲系数
σc:临界应力,MPa
计算公式:
σc=κ·π²·E/(12(1-ν²))·(t/R)²
说明:
圆形板受压屈曲;
κ值根据R/r比值查表得出后直接输入,特征宽度取外半径R;
E取MPa时σc即为MPa
设置项:
结果小数位数可选择0-15位(默认12位)
注:
1. 在薄壁杆件的设计规范中,一般要求整体屈服出现在局部失稳之前,即要求矩形壁板局部失稳的临界应力应满足 σc=κ·π²·E·t²/(12(1-ν²)b²)>σs。由上式得壁板的宽厚比允许值为 b/t<π·√(E/(12(1-ν²)))·√(κ/σs)。对于Q235钢,E=206GPa,σs=235MPa,ν=0.3(泊松比),将数值代入上式得 b/t<28.1·√κ,对其他钢种 b/t<28.1·√(235κ/σs)(σs的单位为MPa)。
2. 对梁、柱的受压翼缘,则可简化为宽度为翼缘宽度之半、面内受压、三边简支、一边自由的矩形板;若视为无限长,κ=0.425,则 df/t<36.6·√(235/σs)(σs的单位为MPa)。
3. t为板厚。

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