22、纵横比对加劲圆板屈曲荷载的影响

纵横比对加劲圆板屈曲荷载的影响

一、引言

在众多工程领域，如石油和天然气公司的圆柱形压力容器、储存容器制造，以及海事和航空航天工业中，薄圆形钢板被广泛应用。在服役过程中，这些钢板会承受机械载荷和温度变化带来的热 - 机械载荷，从而因屈曲荷载而发生变形。

提高钢板屈曲强度的一个简单方法是增加其厚度，但这会按比例增加结构的重量和成本。因此，通常会在钢板表面附加加劲肋来提高其抗屈曲能力。加劲肋一般选用市场上常见的标准几何形状（如 T 形、I 形和 HAT 形）的钢材。使用加劲肋加固钢板可以在不显著增加结构自重的情况下提高其屈曲强度。

估算薄板的屈曲强度可以通过解析解，但当钢板附加了加劲肋时，确定屈曲荷载就变得困难。此时，要么进行实验，要么采用数值模拟。然而，实验不仅成本高，而且耗时。相比之下，基于有限元的数值模拟具有很大优势，它可以纳入各种加劲肋和边界条件，并且可以多次重复模拟，以研究不同参数的影响。在本次研究中，我们将通过数值模拟，使用 Abaqus 软件来确定附加三种不同加劲肋的圆形钢板的屈曲荷载。

1.1 研究目的

本次研究旨在通过数值模拟技术（使用 Abaqus 6.5），确定加劲圆板的纵横比（R/T）对不同模态形状下屈曲强度的影响。

1.2 研究方法

• 模型设置 ：研究中考虑了半径为 0.5 m 的圆形钢板，施加面内荷载。边界条件设定为边缘固定，但在屈曲过程中径向方向可释放。
• 加劲肋选择 ：选用三种不同几何形状（T 形、I 形和 HAT 形）的加劲肋来加固钢板。
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