网站大量收购闲置独家精品文档,联系QQ:2885784924

有限元法与程序-板的弯曲研究.ppt

  1. 1、本文档共41页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
克希霍夫(G.kirchhoff)基本假设 (1)薄板中面法线变形后仍保持为直线。由此,板中面内剪应变为零,即 。 (2)忽略板中面的法向应力分量,且不计其引起的应变。 (3)薄板中面内的各点没有平行于中面的位移,即中面不 变形,当 。 利用上述假设将平板弯曲问题转化为二维问题,且全部应力和应变可以用板中面挠度w表示。 基本方程 (1)位移:由假设(1)、(3),有 (2)应变 由假设(1)、(2),薄板弯曲问题只需要考虑三个分量。根据几何方程,应变可表示为 形变分量:中面x和y方向的曲率与x,y方向的扭率。 应力 内力:板单位宽度上弯矩Mx 、 My和 Mxy ,为应力分量在板截面上的合力矩 : 薄板弯曲问题中的弹性矩阵 [Df] §6.2 矩形薄板单元 结点位移 正负号按如下规定:对于挠度w和与它对应的结点力Fz以沿z轴的正向为正;对于转角θx,θy和与它们对应的结点力矩Mx,My则按右手定则标出的矢量沿坐标轴正方向为正。 整理得位移函数 3、单元应变 3、单元应力 5、单元刚度矩阵 基本公式 6、等效结点力 板单元受横向均布载荷p作用,则 等效结点力为 受中心集中力的四边支承板的计算结果 (边长为1,厚度为0.01,弹模为1,波松比为0.3) 6.3 薄板三角形单元 1、位移模式 三角形单元能较好地适应斜边界,实际中广泛应用。单元的结点位移仍然为结点处的挠度wi和绕x,y轴的转角θxi、θyi,独立变量为wi。三角形单元位移模式应包含9个参数。若考虑完全三次多项式,则有10个参数: 对于三角形单元,面积坐标的一、二、三次齐次分别有以下项: 将三个结点的位移和面积坐标代入上式,可得:a1=wi , a2=wj, a3=wm。代入上式对Li,Lj求导,注意Lm=1-Li-Lj,可得 将结点的面积坐标代入上述两式,可得6个关于a4~a9的方程,求解后可得a4~a9: 最后,待定常数a1~a9代入位移模式,整理后得: 利用求得位移函数,可以得到应变列阵和相应的应变矩阵[B],进一步可得到形变列阵{Χ}和相应的形变矩阵[B’]。 四边将简支板的中心挠度系数 6.4 考虑横向剪切影响的平板弯曲单元 在薄板单元中,构造协调单元的困难在于单元间要求斜率的连续性。如果放弃薄板理论的直法线假设,考虑横向剪切的影响,有可能绕过这一困难。假设:中面法线变形后仍为直线,但绕x、y轴转动了θx、θy.。 代入几何方程,应变矩阵: 平板的变形由中面挠度w和法线绕x、y轴的转角θx、θy.确定。每个结点取它们作为自由度,采用8结点平板单元。可以参照8结点等参单元。 中面上任意点的挠度和转角可以表示为: 内力计算 单元刚度矩阵 等效结点荷载: 设单元表面作用有均布荷载q(x,y),等效结点荷载为 将w,Lii和w,Lji变换成θxi、 θyi,从而得到相应于θxi、 θyi的形函数Nxi、 Nyi 利用: 板中心挠度wD/qL4 0.004042 解析解 0.004098 8×8 0.004153 4×4 0.004249 2×2 单元数 (1/4板) 有限元大于解析解,原因是单元为非完全协调单元。 上述假定基于汉盖理论。根据该假定,则板内任意一点的位移分量具有如下形式: 增加自由:扭率或曲率 增加边中结点或限制。 应力矩阵 弹性矩阵 由此可得位移模式 应变分量 应力分量 * * * 第6章 板的弯曲 6.1 概 述 本章介绍弹性板弯曲的有限单元法,对于薄板小挠度问题,它的变形由挠度所确定,因此可取挠度和它的若干阶导数作为结点参数建立平板单元 。薄板弯曲单元类型众多,本章介绍一个矩形单元和一个三角形单元。此外,本章还介绍一种适合厚板问题的四边形通用单元,它考虑横向剪切变形的影响,可以适用于中厚板和薄板,具有较好的性能。 平板:分薄板和厚板。载荷作用在垂直于板面的方向 。对于薄板板小挠度问题,它的变形完全由横向变形确定;对于薄板大挠度问题,则属于几何非线性问题。对于厚板,应考虑横向剪切变形的影响。 与平面应力问题不同,薄板弯曲问题是具有图示几何特征的结构在横向荷载作用下的分析。 x y z u v w 中面 弹性薄板基本概念 所谓薄板是指板厚δ比板最小尺寸b在如下范围的平板 平分厚度的平面称中面。 1、薄板理论 1、薄板理论 chi 板应力分布图 弹性矩阵 内力矩表示薄板应力的公式 思考题:写出正交各向异性板的弹性矩阵 1、结点位移与结点力 结点力 x y z w3 ?y3 ?x3 F1 My1 Mx1 1 2 4 3 x y

文档评论(0)

502992 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档