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厚度虽小,但横向剪力所引起的变形和弯曲变形属同一量级,在分析静载荷下的应力和变形时,仍须考虑横向剪切效应,垂直于板面方向的正应力则可忽略。在分析动载荷下的应力和变形时,除考虑横向剪切效应外,还须考虑微段的惯性力和阻尼力矩。中厚板在机械工业中早已有广泛应用。近年来由于高压、高温和强辐射的环境要求,工程中板的厚度有所增加,很多板件均改用中厚板理论进行分析。
若中厚板位于xy平面内,在考虑横向剪力影响并忽略垂直于板面方向(z方向)的正应力情况下,中厚板受z方向分布载荷p的作用的弯曲微分方程式为:
式中ω为板的挠度;t为板厚;v为泊松比;、分别为x、y方向的横向剪力,△为拉普拉斯算符;D为弯曲刚度,其中E为弹性模量。理论上可从个方程求得ω,再由后两个方程求得Qx、Qy,然后进一步求得弯矩、扭矩。但这一偏微分方程不能直接积分,所以通常用纳维法、瑞利-里兹法、有限差分方法等方法求解。近年来,由于有限元法的发展,出现不少计算中厚板的程序,通过它们可以很方便地求得解答。从结果看,在考虑横向剪切效应后,挠度ω有所增大,自振频率和失稳临界载荷有所降低,板件中内力的变化趋于平缓。这些变化的程度都与板的厚跨比的平方成比例。
20世纪20年代,S.P. 铁木辛柯在一维梁的分析中考虑了横向剪切效应。1943年E.瑞斯纳将它推广到二维问题并导出了中厚板的微分方程。由于数学上仍有困难,目前中厚板理论应用得还不够广泛。
中厚板主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。还可以用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。通中厚板用途:广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造般钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件具体应用
为了良好的焊接性及冷弯性,锅炉钢板的碳含跫严格限制在0.3%以下,有的甚至要求在0.18%以下。对能降低钢板冲击性的磷和产生热脆的硫含量限制,部较普通碳素钢和低合金钢要严。
厚度为0.2-3mm的钢板称为薄板。厚度4.5mm至25mm的钢板,成为中厚板。厚度为20-60mm的钢板称为厚板。
中国国标GB/T 15574—2016《钢产品分类》国家标准中将板带钢粗分为薄板(小于3mm)和厚板(不小于3mm)。科学研究与生产中我国将板带钢按厚度分为极薄带、薄板、中板、厚板和特厚板五大类。
另一方面也是由于在现代化的技术条件下有可能大量供应品种繁多且质优的薄板、带钢,这就使各工业部门中的自动化金属加工线愈来愈多地使用薄钢板与带钢作为原料,反过来又进一步促进了薄板带钢生产的发展。
现今的薄板生产综合利用了近代冶金、机电及计算技术等科学的新成就,成为轧钢车间中能率为庞大、生产过程机械化与自动化程度高的车间,实为轧钢生产向现代化发展的。