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中厚板的理論介紹

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(yīng)力和變形時，仍須考慮橫向剪切效應(yīng)，垂直于板面方向的正應(yīng)力則可忽略。在分析動載荷下的應(yīng)力和變形時，除考慮橫向剪切效應(yīng)外，還須考慮微段的慣性力和阻尼力矩。中厚板在機械工業(yè)中早已有廣泛應(yīng)用。近年來由于高壓、高溫和強輻射的環(huán)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(yīng)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(jié)果看，在考慮橫向剪切效應(yīng)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首先考慮了橫向剪切效應(yīng)。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問題并導(dǎo)出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學(xué)上仍有困難，目前中厚板理論應(yīng)用得還不夠廣泛。

使用數(shù)控切割中厚板的操作要點

針對8mm厚度以上的中厚板切割的時候，使用數(shù)控火焰切割機是比較好的切割方法，火焰切割中厚板不僅加工成本低，并且由于大厚度材料的火焰熱切割割縫垂直度相對較高從而得到大多數(shù)客戶的認可，接下來我公司說一下數(shù)控火焰切割中厚板的操作要點！

火焰切割普通適用于8mm以上厚度中厚板切割加工，但不同厚度的板材在切割時，根據(jù)相關(guān)操作參數(shù)調(diào)整以抵達切割效果。火焰切割相比等離子切割缺陷在于加工速度相對較慢，目前國內(nèi)等離子切割針對20mm厚度以下材料加工的本錢正逐步得到控制，板厚6-20mm的薄板由于受熱易變性，在開端切割零件時可不從鋼板邊緣切入，而采用穿孔辦法是中厚板邊緣成狀態(tài)，且中厚板邊緣的割縫與中厚板邊緣有一定距離，這樣可限制因變性而惹起的零件尺寸傾向。

關(guān)于中厚鋼板來說，由于切割時不易發(fā)作變行且穿孔操作翻渣兇猛易梗塞割嘴，可采用從中厚板的邊緣停止切入，中厚板在停止數(shù)控自動氣割時常常存在切割面垂直度不夠的質(zhì)量問題，因而，在停止中厚板切割前應(yīng)試切出橫向及縱向的兩個切口，用直角尺檢測調(diào)整割炬兩個方向的垂直度，使切割面與鋼板外表垂直。

數(shù)控火焰切割能切割各種外形的零件，具有較強的通用性。普通擔負板材構(gòu)造件的下料切割，而構(gòu)造件的切割質(zhì)量直接影響中厚板的焊接質(zhì)量和產(chǎn)品的整機性能。數(shù)控切割機在下料環(huán)節(jié)的應(yīng)用，不但充沛表現(xiàn)了切割自動化和集中下料的優(yōu)勢，是中厚板應(yīng)用率大幅度進步，而且中厚板的切割質(zhì)量和消費效率得到明顯的改觀。

中厚板焊接應(yīng)力的原理

選擇與控制公允的焊接次第，即是避免焊接應(yīng)力的有效措施，亦是避免中厚板焊接變形的的辦法之一。依據(jù)不同的焊接辦法，制定不同的焊接次第，埋弧焊普通采用逆向法、退步法;CO2氣體維護焊及手工焊采用對稱法、分散平均法;編制公允的焊接次第的方針是“分散、對稱、平均、減小拘謹度”。

中厚板構(gòu)件焊接時產(chǎn)生瞬時應(yīng)力，焊后產(chǎn)生剩余應(yīng)力，并同時產(chǎn)生剩余變形，這是客觀規(guī)律。普通在制造過程中注重的是控制變形，常常采取措施來增大被焊構(gòu)件的剛性，以求減小變形，而疏忽與此同時所增加的瞬時應(yīng)力與焊接剩余應(yīng)力。關(guān)于剛性大、板材厚的構(gòu)件，固然剩余變形相對較小，但會產(chǎn)生宏大的拉應(yīng)力，以至招致裂紋。在未產(chǎn)生裂紋的狀況下，剩余應(yīng)力在中厚板構(gòu)造受載時內(nèi)力平均化的過程中常常招致構(gòu)件失穩(wěn)、變形以至毀壞。因而中厚板焊接應(yīng)力的控制與消弭構(gòu)件在制造過程中顯得非常重要。