多边形厚板塑性极限状态的分析

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1、摘要本文在已有研究工作的基础上，选定实用的多边形厚板结构荷载模型，采用塑性铰线法对板结构的极限状态和极限荷载问题进行研究。主要研究内容如下：1、系统的阐述了厚板弯曲问题的基本微分方程，建立了厚板的数学模型，用位移函数w(x,y)表示Mises屈服准则，建立了第四强度理论相当应力的位移表达式。应用塑性铰线理论对厚板弯曲极限载荷进行塑性极限分析，建立了新的塑性铰线计算模型。经过分析，得出结构的塑性铰线位置、结构破坏形式、结构可承受的荷载和达到塑性极限状态时的内力分布等结果。这样就形成了一套采用塑性极限理论来分析结构在载荷作

2、用下的塑性破坏方法。该方法计算过程中不涉及结构截面的应力、应变计算，直接寻找结构的最终破坏状态，相对于传统的计算法，可以减少计算量，节省时间。2、应用DEFORM-3D有限元数值模拟软件对上述铝合金中厚板弯曲成型过程进行了数值模拟，板料弯曲减薄量的模拟结果与理论计算结果吻合程度较高，验证了理论计算的正确性和有限元数值模拟技术的可靠性。同时根据弯曲后对称截面形状、瞬时应力场获得和分析了宽度方向边缘畸变、弯曲对称面上应力应变中性层及几何中面层的移动等现象，通过载荷分析得到了完全过程中上下模承受载荷的情况。表明板料弯曲过程数

3、值模拟能够为进一步的理论研究提供帮助，为金属中厚板弯曲的实际生产提供产品设计工艺性的验证方法，对中厚板弯曲后的减薄量等参数进行预测。3、使用液压式万能试验机对5种材质的铝合金板料，进行了3大类共9大组92件次弯曲实验，记录和测定了上模直径、弯曲角度、减薄量、最大弯曲力等数据，并与数值模拟结果进行了对比和分析，总结了中厚板弯曲减薄的一般规律。在上模进给速度1~5mm/s的条件下，实验数据与模拟结果吻合良好，减薄量误差介于0.5%~4.5%之间，弯曲力误差小于2%，表明利用有限元数值模拟指导实验及生产是可行的。关键词：多边

4、形厚板；极限分析；极限荷载；屈服准则；数值模拟-I-AbstractInthispaper,onthebasisofexistingresearch,theselectedpolygonalslabstructure practicalloadmodelstudyusingtheplastichingelinelimitstateandtheultimateloadofthe platestructure.Themaincontentsareasfollows:1,asystematicexpositionoftheb

5、asicdifferentialequationsofthethickplatebending problem,establishthemathematicalmodeloftheslabdisplacementfunctionw(x,y)Mises yieldcriterionfourthstrengththeorystressdisplacementexpression.Theapplicationofplastic hingelinetheorylimitloadofthickplatebendingplasti

6、climitanalysis,theestablishmentofa newlineofplastichingecomputingmodel.Afteranalysis,thelocationoftheplastichingeline ofthestructure,intheformofstructuraldamage,thestructurecanwithstandtheloadandplastic limitstateisreachedwhentheinternalforcedistributionresults.

7、Thisformedasetofplastic limittheorytoanalyzethestructureofplasticcollapseloads.Themethodofcalculationofthe processdoesnotinvolvestructuralcross-sectionofthestressandstraincalculations,directly lookingfortheultimatedestructionofthestateofthestructurerelativetothe

8、traditionalmethod ofcalculation,youcanreducetheamountofcomputation,andsavetime.FiniteelementnumericalsimulationsoftwareapplicationDEFORM-3Donthealuminum alloyplateben