若中厚板位于xy平面內(nèi),在考慮橫向剪力影響并忽略垂直于板面方向(z方向)的正應力情況下,中厚板受z方向分布載荷p的作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。理論上可從個方程求得ω,再由后兩個方程求得Qx、Qy,然后進一步求得彎矩、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,由于有限元法的發(fā)展,出現(xiàn)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(wěn)臨界載荷有所降低,板件中內(nèi)力的變化趨于平緩。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考慮了橫向剪切效應。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問題并導出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學上仍有困難,目前中厚板理論應用得還不夠廣泛。
中厚板主要應用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、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:廣泛用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、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
中厚鋼板
凡鋼板厚度在4?25毫米者叫中板,大于25毫米者叫厚板,合稱中厚鋼板。成張供應時規(guī)格以厚x寬x長的毫米數(shù)表示,成卷供應時規(guī)格以厚x寬的毫米數(shù)表示。
一般產(chǎn)品規(guī)格厚度為15?60毫米,也可生產(chǎn)60毫米以上厚度者。寬度可從600?3,000毫米,長度在4?12米,成卷供應者長度不限。
鍋爐鋼板
鍋爐鋼板的產(chǎn)品厚度范圍為6?115毫米,其余同普通鋼中厚板。用于制造固定鍋爐、船舶鍋爐以及其它鍋爐的爐體及重要附件等。
鍋爐鋼板處于中溫(350攝氏度以下)或高溫狀態(tài)下工作,除承受較髙的內(nèi)壓以外,還受到?jīng)_擊,疲勞載荷以及水和蒸汽介質(zhì)腐蝕作用。在鍋爐制造過程中,還要經(jīng)過各種冷熱加工工序,如下料、卷板、焊接、熱處理等。因此,要求鍋爐鋼板有較高的常溫和中溫強度,良好的焊接性和冷彎性,有一定的耐水和蒸汽等介質(zhì)腐蝕和抗氧化的性能等。
另一方面也是由于在現(xiàn)代化的技術條件下有可能大量供應品種繁多且質(zhì)優(yōu)的薄板、帶鋼,這就使各工業(yè)部門中的自動化金屬加工線愈來愈多地使用薄鋼板與帶鋼作為原料,反過來又進一步促進了薄板帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展。
現(xiàn)今的薄板生產(chǎn)綜合利用了近代冶金、機電及計算技術等科學的新成就,成為軋鋼車間中能率為龐大、生產(chǎn)過程機械化與自動化程度高的車間,實為軋鋼生產(chǎn)向現(xiàn)代化發(fā)展的。