刚性薄板计算示例

刚性薄板计算示例

在压强0.637MPa下操作的活塞如图所示,求活塞中的最大应力。

解  因为联系活塞上下底板的环有很大刚性,故可以将上下底板当作内边界固定并支起;外边界固定(即可动固定),故板可以弯曲,不能扭转。

板半径R=30.3cm,r =6.25cm,厚度 h=2.4cm。在下板的外周界上作用有上板传来的分布力P(如图b)。该板的支承及载荷特性如表圆环形平板计算公式中11项。外周界挠度。根据,查表圆环形平板挠度计算系数表取C11≈0.115,代入公式得:

上板受的作用力有:

①加在外周界上向上的下板的作用力P;

②压强q=0.637MPa在板轮缘上形成的压力P0,

活塞应力计算

 

③板表面上的均布载荷q=0.637MPa。

上板的支承及载荷特性如表圆环形平板计算公式中的11和12两项叠加。

在①、②两个力作用下,板外周界的挠度

在③力作用下,板外周界的挠度可按表圆环形平板计算公式中的12项公式。根据,查表圆环形平板挠度计算系数表,取C12≈0.234,代入公式得:

上下板外周界处的挠度应当相等,即f下=f上,所以

则                     P=88469N

 

上板的应力可根据表圆环形平板计算公式中11和12两项的应力公式计算。

内周界处的径向应力

查表圆环形平板内周界处应力计算系数表,取A14≈1.123,A16≈2.809,代入公式得:

周向应力

查表圆环形平板内周界处应力计算系数表,取A15≈0.337,A17≈0.843,代入公式得:

外周界处的径向应力

查表圆环形平板外周界处应力计算系数表,取B13≈0.413,B15≈0.579,代入公式得:

周向应力

查表圆环形平板外周界处应力计算系数表,取B14≈0.124,B16≈0.174,代入公式得:

下板按表圆环形平板计算公式中11项的公式计算。

内周界处的径向应力      

周向应力           

外周界处的径向应力      

周向应力           

故活塞中的最大应力是活塞上板内周界处的径向应力。