中厚板

厚度4.5至25.0mm的鋼板

中厚板,是指厚度4.5-25.0mm的鋼板,厚度25.0-100.0mm的稱為厚板,厚度超過100.0mm的為特厚板。

用途


厚板建築程、械製造、容器製造、造船、橋樑建造。製造各容器、爐殼、爐板、橋樑及汽靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、造船鋼板鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構件等。通中厚板用途:廣泛用來製造各種容器、爐殼、爐板、橋樑及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋樑用鋼板、造般鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構件具體應用。
橋樑鋼板:
型鐵橋樑鋼板,求承載荷、衝擊、震、耐蝕,:Q235q、Q345q等。
造船用鋼板:
用於製造海洋及內河船舶船體,要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。如:A32、D32、A36、D36等。鍋爐鋼板(鍋爐板):用於製造各種鍋爐及重要附件,由於鍋爐鋼板處於中溫(350°C以下)高壓狀態下工作,除承受較高壓力外,還受到衝擊、疲勞載荷及水和氣腐蝕,要求保證一定強度,還要有良好的焊接及冷彎性能,如:Q245R等。
壓力容器用鋼板:
主要用於製造石油、化工氣體分離和氣體儲運的壓力容器和其它類似設備,一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2,溫度在-20-450°C範圍內工作,要求容器鋼板除具有一定強度和良好塑性和韌性外,還必須有較好冷彎和焊接性能,如:Q245R 、Q345R、14Cr1MoR、15CrMoR等。
汽車大梁用鋼:
製造汽車大梁(縱梁、橫樑),用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由於汽車大梁形狀複雜,除要求較高強度和冷彎性能外,還要求衝壓性能好。

理論


厚度雖小,但橫向剪力所引起的變形和彎曲變形屬同一量級,在分析靜載荷下的應力和變形時,仍須考慮橫向剪切效應,垂直於板面方向的正應力則可忽略。在分析動載荷下的應力和變形時,除考慮橫向剪切效應外,還須考慮微段的慣性力和阻尼力矩。中厚板在機械工業中早已有廣泛應用。近年來由於高壓、高溫和強輻射的環境要求,工程中板的厚度有所增加,很多板件均改用中厚板理論進行分析。
若中厚板位於xy平面內,在考慮橫向剪力影響並忽略垂直於板面方向(z方向)的正應力情況下,中厚板受z方向分佈載荷p的作
中厚板
中厚板
用的彎曲微分方程式為:
式中ω為板的撓度;t為板厚;v為泊松比;、分別為x、y方向的橫向剪力,△為拉普拉斯算符;D為彎曲剛度,其中E為彈性模量。理論上可從第一個方程求得ω,再由后兩個方程求得Qx、Qy,然後進一步求得彎矩、扭矩。但這一偏微分方程不能直接積分,所以通常用納維法、瑞利-里茲法、有限差分方法等方法求解。近年來,由於有限元法的發展,出現不少計算中厚板的程序,通過它們可以很方便地求得解答。從結果看,在考慮橫向剪切效應后,撓度ω有所增大,自振頻率和失穩臨界載荷有所降低,板件中內力的變化趨於平緩。這些變化的程度都與板的厚跨比的平方成比例。
20世紀20年代,S.P. 鐵木辛柯在一維梁的分析中首先考慮了橫向剪切效應。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問題並導出了中厚板的微分方程。由於數學上仍有困難,目前中厚板理論應用得還不夠廣泛。