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薄板构件若干稳定性问题

沈红高  
【摘要】:针对港口机械设备破坏的两个主要原因,其一是稳定性问题,主要是针对构件的局部稳定性,所谓稳定性是指:在板的平面内,板受到平行于板面的压力作用,使得板发生隆起,从而使板的承载能力逐渐减弱,应力重新分配,导致整体破坏。其二是结构出现疲劳裂纹及其扩展,这是由于设备长时期运行,而造成设备某些部位出现疲劳裂纹及其扩展,使得设备承载能力下降。本文主要围绕港口机械的局部稳定性问题,讨论了非均匀加筋板的稳定性问题,以及焊接应力对局部稳定性的影响,并针对焊接应力的时效影响进行了分析。 第一章简述了工程背景,两种边界情况下板的稳定性问题的临界应力,具有小初始曲率的板的弯曲挠度方程。在本章的最后,叙述了筋条的锈蚀和脱焊对板的稳定性临界应力的影响。 第二章计算了非对称加筋板的稳定性。其主要内容是推导出了非均匀简支加筋板的临界应力的计算公式(2-5)、(2-6),在公式(2-5)中,可以利用系数求出k值,从而得出临界应力的值。在公式(2-6)中,可以通过行列式求出各阶中的k值,在此中求出k的最小值,进而求出临界应力的值。 第三章与第四章讨论了波浪度的影响和壁厚对薄壁构件稳定性的影响。第三章中首先叙述了考虑初挠度的薄板的大挠度微分方程,即相容方程和板的挠度方程、得出膜应力方程,再通过瑞次法求解板的挠度方程,得出在有初挠度情况下。求解在纵向荷载下板的挠度方程(3-4)。第四章通过和第三章除了板的加筋板位置不同,其余相同条件下的板的临界应力,得出了初挠度和临界荷载的关系以及总挠度和荷载的关系。在第四章的最后讨论了壁厚对薄壁构件稳定性和强度的影响,利用典型的薄壁结构——电缆桥架进行分析,得出了强度破坏和稳定性破坏的壁厚的临界值,并且通过实验验证之。 最后一章讨论了焊接应力对局部稳定性的影响。首先讨论了焊接应力的产生、危害性及其控制。根据焊接应力的计算公式,得出在时间的推移下,残余焊接应力的变化公式(5-14),从而可以求解出,在某一时间,根据其使用情况得出构件的焊接残余应力。


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