开孔板分析
不同开孔率的多孔孔板水力空化装置的图像分析
轻 工 杌械
Ｌｉ ￣ｔＩ ｕ ｔｙ Ｍ ａ ｈ ｎｅ ｙ ｅ ． ｎｄ ｓｒ ｃｉ ｒ
Ｖ １２ ． ｏ ． ８ Ｎｏ ３
Ｊ ｎ２ １ ｕ ．Ｏ０
［ 研究 ・ 计］ 设
Ｄ Ｉ ０３６／ ｉｎ１ ５ ８５２１．３ ０ Ｏ： ． ９ｊｓ ．０ － ９． ００． ９ １ ９ ．ｓ ０ ２ ０ ０
不 同 开 率 的 孔 孔 撅水 窒 装 置 的 像 纷 析
卢 晓 江
（ 天津科技 大学 机 械 工程 学院 ，天津
摘
３０２ ） ０ ２ ２
要： 设计 了一套 实用有效 的水力空化实验装 置， 利用高 速摄 影的方法研 究多孔孑 板 结构参数对 水力 空化效果 的影 Ｌ
响。 总结得 出评价水 力空化效果的有效方法。研 究得 出： 用孔板后 的平均灰度值 可以很好 的反 映管路 中的空化效应 ； 利 多孔孔板的开孔率是影响水力空化 效果的主导 因素。每个管路都存在 一个最佳开孔率 ， 使管路水力空化效果最优 ； 管路
Ｉ ｇ ａｙ ｉ ｏ ｕ ｔ— ｏ ｅ Ｏｒｆ ｅ Ｐ ａ ｅ ｉ ｄ ａ ｌ ｍａ ｅＡｎ ｌ ｓｓ ｎ Ｍ ｌ ｈ ｌ ｉ ｃ ｌ ｔ ｎ Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｉ ｉ ｃ
Ｃａ ｉａ ｉ ｎ Ａｓ ｅ ｂ ｙ ａ ｆｅ ｅ ｔ Ｏｐｅ ｎｇ Ｒａ ｉ ｖ ｔ ｔｏ ｓ ｍ ｌ ｔＤｉｆ ｒ ｎ ｎｉ ｔｏ
ｃｅ ｃｅｔｅｕｅ ｓ ｎｆａｔ． Ｃ ，１ ｇ１ｔ ．０ｒ ． ｏｆ ｉ ｄｃｓ ｉ ｉｃｎｌ ［ ｈ １ 矗 ． ａ １ ｆ］ ｉ ｎｒ ｇ ｉ ｙ ｂ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｙ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ；ｍｕ ｔ ｈ ｌ ｒｆｃ ｙ ｗｏ ｄ ｈ ｄ ｏ ｃ ａ ｉ ｓ ｌｉ ｏｅ ｏ ｉ ｅ；ｈ ｄ ａ ｌ ａ ｉａｉｎ；ｒ ｓｓａ ｃ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔ ｐｅ ｉ ｇ ｒ ｔ — ｉ ｙ ｒ ｕ ｉ ｃ ｖｔｔｏ ｃ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｃ ｅ ｉｎ ；ｏ ｎ ｎ ａｉ ｉ ｏ；ｔ ｅ ａ ｅａ ｅ ｈ ｖ ｒｇ ｇａ ａｕ ｒｙｖ ｌｅ
开孔板应力集中实验报告
开孔板应力集中实验报告一、引言开孔板是一种常见的工程结构，在各个领域中得到广泛应用。
然而，开孔板的应力集中问题一直是一个重要的研究课题。
为了深入了解开孔板的应力分布特点，本实验通过设计合适的试验方案，进行开孔板应力集中实验，旨在探究开孔板的应力集中现象及其影响因素。
二、实验目的1. 研究开孔板的应力集中情况。
2. 探究不同开孔形状和尺寸对应力集中的影响。
3. 分析开孔板应力集中的原因及其对结构强度的影响。
三、实验装置和材料1. 实验装置：开孔板应力集中试验机、测力仪、开孔板样品。
2. 材料：选用高强度钢板作为开孔板样品。
四、实验步骤1. 准备开孔板样品：根据设计要求，采用激光切割技术在钢板上制作不同形状和尺寸的开孔。
2. 安装实验装置：将开孔板样品固定在实验机上，并连接测力仪以测量受力情况。
3. 施加载荷：通过实验机施加加载荷，记录测力仪的读数，得到开孔板在不同载荷下的应力数据。
4. 数据处理：根据测力仪读数和开孔板样品的几何参数，计算出应力的大小和分布情况。
5. 结果分析：对实验结果进行分析，比较不同开孔形状和尺寸对应力集中的影响。
五、实验结果与分析根据实验数据和计算结果，得到开孔板在载荷作用下的应力分布情况。
通过对比不同开孔形状和尺寸的实验数据，可以得出以下结论：1. 开孔板的应力集中现象明显，应力集中区域主要集中在开孔周围。
2. 开孔形状对应力集中有较大影响，较尖锐的开孔形状会导致更严重的应力集中现象。
3. 开孔尺寸对应力集中影响较大，开孔尺寸越大，应力集中现象越明显。
六、讨论与结论通过本实验的研究，我们得出了开孔板应力集中的一些规律和结论。
开孔板的应力集中现象是由于开孔周围的应力场发生变化所导致的，尖锐的开孔形状和较大的开孔尺寸会使应力集中现象更加严重。
应力集中会导致结构强度下降，容易引起开裂和破坏。
因此，在实际工程中，应根据具体情况合理设计开孔板的形状和尺寸，以减小应力集中现象，提高结构的强度和稳定性。
CFRP布增强混凝土开孔板的实验研究与理论分析
在平 面 内的弯 曲应力 为
一 ，
，
由生产 厂商提供 。
表 １ 试 件 材料 规 格 及 特 性
态研究 。
ｍ × ５ ｍ ６ ０ｍｍ， ５开孔 位置从 板 中心 向板 边垂 直平 移 Ｂ
３０ｍ 开孔 ３ ０ｍ × ５ ０ ｍ， ５ ｍ ３ ０ｍｍ。 板 的四角 由大小 为 １０ｍ ×１０ｍ × ５ ｍ 的 ５ ｍ ５ ｍ １ ０ｍ 柱支 撑 ， 中心距 板边缘 １０ｍｍ。板的混 凝土 强度 设 柱 ５
【 ５ ０ １ ０ ３ ０ １ ０ ５ ０ ５ ２ ｔ ５ ０ ｔ ０ ２ ５
【
图 １ 加 固形 式 示 意 （ 位 ： ） 单 ｍｍ
维普资讯
７ ２
铁
道
勘
察
２０ ０８年第 １ 期
各种材 料特 性 详见 表 １其 中混 凝 土 和 钢 筋 的 材 ，
维普资讯
ＣＲ Ｆ Ｐ布增强混凝土开孔板的实验研究与理论分析 ： 郭法生
７１
ＣＦ Ｐ布 增 强 混 凝土 开 孑 板 的 实 验 研 究 与 理 论 分 析 ★ Ｒ Ｌ
郭 法 生
（ 中铁四局集团有 限公 司工管 中心 ， 安徽合肥 ２０ ２ ） ３０ ３
周 围成 为相对 薄弱 区域 ， 要 施 加一 些 增 强措 施 。针 需
对这种 情况 ， 文采用有 限元 方法 ， Ｃ Ｒ 本 对 Ｆ Ｐ增 强 混凝 土开孔平 板进 行 了试 验 与 有 限 元 分 析 。研 究 结 果 表 明 ， 限元方法 可 以较 好 地 预 测 Ｃ Ｒ 有 Ｆ Ｐ布增 强混 凝 土
开孔板问题
开孔板问题开孔板的问题（应力集中的问题）一. 引言应力集中即Stress concentration，是指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。
在弹性力学中，这是一类问题，应力在固体局部区域内显著增高的现象。
多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。
应力集中会引起脆性材料断裂；使物体产生疲劳裂纹。
在应力集中区域，应力的最大值（峰值应力）与物体的几何形状和加载方式等因素有关。
局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。
由于峰值应力往往超过屈服极限而造成应力的重新分配，所以，实际的峰值应力常低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。
反映局部应力增高程度的参数称为应力集中系数k，它是峰值应力与不考虑应力集中时的应力的比值，恒大于1且与载荷大小无关。
二．产生应力集中的原因构件中产生应力集中的原因主要有：(1) 截面的急剧变化。
如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。
(2) 受集中力作用。
如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。
(3) 材料本身的不连续性。
如材料中的夹杂、气孔等。
(4) 构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。
(5) 构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。
这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。
(6) 构件在加工或运输中的意外碰伤和刮痕。
三．弹性力学中的应力集中1.工程结构中常开设孔口最简单的为圆孔。
弹性力学研究‘小孔口问题’，应符合(1)孔口尺寸＜＜弹性体尺寸，孔口引起的应力扰动局限于小范围内。
(2)孔边距边界较远（＞1.5倍孔口尺寸）孔口与边界不相互干扰。
当弹性体开孔时,在小孔口附近,将发生应力集中现象。
2. 孔边应力集中：孔边附近区域应力发生局部增大的现象。
特点：.（1）.孔边周围应力局部增大（应力重新分布）（2）.集中是在一定范围内，是局部现象，超过一定距离就无影响。
单向非均匀受压开孔板屈曲承载力
林栋梁等：单向非均匀受压开孔板屈曲承载力分析单向非均匀受压开孔板屈曲承载力分析林栋梁，余绍锋（同济大学土木工程学院建筑工程系，上海200092）【摘要】以无孔板件的屈曲理论为基础，应用ANSYS有限元软件对开单排圆孔板件在单向非均匀受压情况下的屈曲性能进行了分析研究。
依次探讨了板的长宽比、宽厚比、孔径、孔洞位置及边界条件等因素对开孔板屈曲承载力的影响。
最后根据数值分析的结果，给出了在板件上设置孔洞的一些建议。
【关键词】非均匀受压；开孔板；圆孔；屈曲承载力【中图分类号】TU312【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）12－0051－03冷弯薄壁型钢采用薄钢板冷轧而成，具有强度高、质量轻、施工简便等优点，在工程中得到广泛应用，如仓储设备、货架结构、轻钢结构等［1］。
为了满足构件连接、检测、维护等方面的需求，往往需要在板件上冲出单个、多个或几排的孔洞，由此形成开孔薄钢板。
作为开孔构件的基本单元，开孔板件的屈曲性能对开孔构件的屈曲性能有着重要的影响。
文献［2］指出，板件的刚度对构件的屈曲性能有很大的影响。
而由于孔洞的存在，板件的刚度和承载力必然都降低。
文献［3］运用ANSYS有限元软件对具有不同开孔形式的板件进行了分析，探讨了孔洞与板件承载力之间的关系，并给出了开孔板件承载力的降低函数。
对于无孔板，由经典弹性理论可知，屈曲承载力取决于板件的宽厚比和边界条件［4］。
而对于开孔板，孔洞的周围会出现应力集中现象［5］，而且孔洞会切断板件内薄膜拉力场，导致开孔板的截面刚度和应力分布较无孔板更为复杂。
影响开孔板件屈曲性能的因素很多，如应力比、板件的长宽比、宽厚比、孔径、孔间距、孔端距和孔的偏心距等。
下面将具体讨论上述几个参数对开孔板件屈曲性能的影响。
1有限元模型的建立为了研究开孔板件在单向非均匀受压状况下的屈曲性能，本文将利用大型通用有限元分析软件AN-SYS建立如下所述的力学模型。
首先研究四边简支板件的屈曲，开孔板模型的各参数如图1所示，其中板厚t=0.002m，在板两端的短边施加单向线分布荷载P。
轴心受压开孔板的屈曲承载力分析
性模量为 ２０ Ｐ ， 松 比为 ０ ３ 有 限元 模型 如 ．１ １ Ｍ ａ泊 ｘ０ ．，
图２ 所示 。
Ｌ
在 Ｌ Ｂ ＞１ ／ ０时接近恒值 ３０ 。 了便 于 比较 ， ８０ 为 图中给 出了未开孔板在 Ｌ Ｂ变化 时的屈 曲承载力 变化 曲线 ， ／
两条 曲线变化是一致的 ， 经过数据 分析 ， 板载开孔 以后
（ ） Ｄ Ｂ对 板屈 曲承载力 的影响 。 板 的长宽 ２ ／ 取 比为 ３ 开孔位置 在板 中 央 ， 变孑 径大 小时 ， 的屈 ， 改 Ｌ 板 曲承载力变化 曲线见 图 ５ 从 图 中可知 ： ， 随着孔径 的增 大 ， 曲承载力 减小 ， 减小 的速率越来越快 ， 同条 屈 且 与
６ ２
低
温
建
筑 技
术
２ １ 年第 ４ （ ０１ 期 总第 １ ４ ） ５期
轴 心 受压 开 孔 板 的 屈 曲承 载 力分 析
杨瑞智 ， 余绍锋
（ 同济大学建筑工程 系 ． 上海 ２０ ９ 】 ０ ０２
【 摘 要】 影响开单圆孔薄板屈曲承载力的因素主要包括： 板的长宽比、 圆孔的尺寸、 圆孔的位置及板的边
件下不开孔板相 比， 曲承载力 下降百分 比见图 ６ 当 屈 ， Ｄ Ｂ ＝０ １时 ， 曲 承载 力 比无 孔 板 降低 ０ １ ， ／ ． 屈 ． ％ 当 Ｄ Ｂ ＝０９时 ， ／ ． 屈曲承载力 比无孔板降低 ５ ． ％ 。 ４９ 这是
因为孔径越 大 ， 应力集 中越 明显 ， 由于开孔处净截面过 小应力过大而使此处 变形 过大 ， 而导致板屈 曲。 从 （ ） Ｘ Ｂ对板屈 曲承载 力 的影 响 。 孔 位于 板 ３ ／ 取
屈曲承载力的影响 ， 采用线 弹性分析方 法 ， ＝０ １ Ｂ ． ｍ， 屈曲承载力单 位为 Ｎ ｍ。 ／ （ ） Ｌ Ｂ的对板屈 曲承 载力 的影 响。用 Ａ Ｓ Ｓ １ ／ ＮＹ 进行建模 ， 令孔径 Ｄ ＝Ｂ ２ 孔位 于板 的中央 ， ／， 改变 日 的大小 ， 求出板的屈曲承载力 ， 两者之 间的关 系曲线 如 图３ 所示 。 开孔板的屈曲承载力 随 曰的增 大而 减小 ， 而且在 Ｌ Ｂ ＜３时急剧减小 ，／ ＞４以后趋于缓 和 ， ／ ＬＢ
开孔板连接件抗剪能力影响因素研究综述
开孔板连接件抗剪能力影响因素研究综述叶佳(重庆交通大学，重庆400000)第43卷第8期 f h 丨v £讨 V 〇1.43,N 〇.82017 年 8 月_________________________Sichuan Building Materials _________________________August，2017摘要：剪力连接件是钢-混凝土组合梁共同作用的基础，在钢筋混凝土组合梁中发挥着重要作用。
本文介绍了开孔板连接件的构造形式及受力特点；通过对开孔板连接件已有试验研究的分析，阐述了开孔板连接件的破坏形式并对影响开孔板连接件抗剪能力的主要因素进行了总结這关键词：钢-混凝土组合梁；开孔板连接件；破坏形式；影响因素中图分类号:TU 398.9文献标志码:B文章编号：1672 - 4011 (2017) 08 - 0079 - 02D O I ： 10. 3969/j . issn . 1672 - 4011. 2017. 08. 041〇前言钢-混凝土组合梁:是指钢梁和混凝土桥面板通过剪力 连接件连接成整体的一种结构，其中剪力连接件是钢-混凝 土组合梁共同作用的基础。
传统剪力连接件主要采用栓钉 连接，但栓钉连接件抗疲劳性差，这极大地影响其力学性能。
随着组合梁结构形式的不断丰富，对剪力连接件提出了更高的要求。
开孔板连接件首先由Lecmhardt 等提出，即将设置 圆孔的钢板沿着作用力方向、埋设在混凝土中作为连接件使 用。
由于钢板圆孔中的混凝土具有很大的销栓作用，可以抵 抗剪力流，使得荷载作用下孔中混凝土最终发生剪切破坏， 不存在疲劳问题;同时由于孔板连接件具有承载能力大、 延性好、抗疲劳性能强，施工方便等优点，使得其得到了广泛 的应用。
大量理论和试验[7W;5]研究了开孔板连接件的破坏 形式以及影响其力学性能的因素，并基于不同的试验给出了 不同的承载能力计算公式。
本文重点介绍了开孔板连接件的受力机理，以及在外荷 载作用下的破坏形式和影响其抗剪性能的主要因素。
船舶总强度分析及开孔板受力特性研究
大连理工大学硕士学位论文船舶总强度分析及开孔板受力特性研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：***20061201大连理工大学硕士研究生学位论文于开孔而产生的应力集中现象并降低结构的承载能力所导致的。
为降低开孔对船体结构造成的不利影响，各国的船舶结构设计规范都对开孔的部位以及开孔的尺度做出了一些强制性规定。
比如避免在高应力区域开孔；在强横梁、桁材、强肋骨和实肋板等构件上开孔的直径不能超过其腹板高度的一半，等等１７】。
对于开孔对构件的强度所产生的影响，开孔后的应力分布情况，是否需要在结构开孔处进行补强以及采用何种补强方式等等，对这些问题进行研究也是十分有意义的。
特别是当结构开孔的参数超出规范规定时，必须通过数值计算和模型试验分析等手段进行相关的研究，以确保结构设计的安全性。
图０．１船舶结构中的各种开孔Ｆｉｇ．０．１Ｏｐｅｎｉｎｇｓｉｎｔｈｅｓｈｉｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ本文试图从船舶与海洋工程中常见的开孔板模型着手，结合板的相关理论，研究开孔板的静力特性，对开孔板补强前后应力分布和强度的变异情况做了具体的分析，从而为开孔板动力特性的分析莫定了一定的理论基础，为船舶与海洋工程中结构物开孔的设计方面作出了有益的探索。
０．２国内外研究状况及发展趋势有限元法在船舶结构领域的应用最早始于２０世纪６０年代。
２０世纪６０年代中期以前，人们完全依靠手工计算的方法，确定结构内部应力。
具体的做法是根据经典的固体力学理论，结合结构内部构件多为梁系、板材和加筋板的特点，发展出适合船舶和海洋结构物的船舶结构力学，建立了一系列专用的方法和公式。
但是由于手工计算能力的限制，人们只能计算从整个结构中取出的某一小部分，并对取出的真实结构按其力学特征进行粗略地简化，其结果带有明显的局限性和不精确性【８】。
２０世纪６０年代中期起，随着计算机和有限元方法的发展，计算技术进入迅速发展的阶段。
有限元法当时已经成为船舶结构强度设计中很受欢迎的一种数值方法。
开孔简支板格的剪切屈曲分析
提
要 目前 Ｃ Ｒ规 范 尚 未对 开 孔 大 的 简 支板 格 的 剪切 屈 曲进 行 规 定 。针 对 这 一 点 ， 用 结 构 非 线 性 Ｓ 采
有 限 元 数 值 分 析 方 法 ， 行 了一 系列 开 孔 简 支板 格 的 弹 性 剪 切 屈 曲 和 塑 性 剪 切 屈 由 的剪 切 极 限 承 栽 力 计 算 分 进
Ｍｅ ｔｔ ｎａ 中关 于极 限承载 力 的分 析方 法 ， 各 种不 同 对 开孔 尺寸 尤其 是大 开孔尺寸 的板 格进 行 极 限承 载力 分析， 力求 通过 对 比分析 寻找解 决方 案 ， 以后 完善 为
规 范打下 基础 。
被 广泛地 应 用在 船 体 以及 一些 近 海 的船 型 结 构 中 ，
范》 以下 简 称 《 范 》 （ 规 ）中 的 双 壳 油 船 结 构 规 范 （ Ｓ 中 的屈 曲 与 强 度 理论 极 限一 章 中 ， 于 四 边 Ｃ Ｒ） 对 受 剪开 孔 简支 板 格 的 屈 曲与 强 度理 论 做 了介 绍 ［ ， ４ ］ 然 而对 于 开孔 尺 寸较 大 ， 即在 沿 板 长 或 板 宽 方 向开 孔 比例 超 过 ０ ７情况 下 的剪切 极 限承 载力 没有 作 相 ．
王 建 忠 ， ： 开孔 简 支板 格 的 剪切 屈 曲 分析 等
・２ ・ ７
开 孔 简 支 板 格 的 剪 切 屈 曲分 析
王 建 忠 ，洪 英。 ，初 艳 玲 ，吴 剑 国
（．浙 江 工 业 大 学 建 筑 工 程 学 院 ，杭 州 ３ ０ １ ；２ １ １ ０ ４ ．中 国船 级 社 上 海 规 范 研究 所 ，上 海 ２ ０３ ） ０ １ ５
Ａｂ ｔａ ｔ Ｓ ａ ，ｔ ｅ ｅ ｉ ｌ ｃ ｆｓ ｌ ｔ ｎ ｆ ｒ ｓ ｅ ｒ ｂ ｃ ｌ ｇ ｏ ｉ ｐ ｙ ｓ ｐ ｏ ｔ ｄ ｐ ａ ｅ ｓｒ ｃ ｏ ｆ ｒ ｈ ｒ ｓ ａ ｋ ｏ ｏ ｕ ｉ ｏ ｈ ａ ｕ ｋ ｉ ｎ ｓｍ ｌ ｕ ｐ ｒ ｅ ｌ ｔ ｏ ｎ ｐ ｎ ｌｗｉ ａ ｇ ｒｏ ｅ ｉ ｇ ｉ ｕ ｒ ｎ ｍ ｍｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌＲｕ ｅ ＣＳ ． Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｓ ｏ ｏ ａ ｅ ｔ ｌ ｒ ｅ ｐ ｎ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔＣｏ ｈ ｎ ｎ Ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ｌ （ Ｒ） ｉ ａ ｅ ｈ ｗｓ ｈ ｗ ｔ ｅ ｋ ｔ ｅ ｓ ｌ ｔｏ ｙ ｎ ｎ ｌ ｅ ｒ ＦＥＡ ｔ ｏ ｒ ｉ ｇ ｔ ｂ ａｎ ｔ ｅ ｅ ａ ｔｃ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ｈ ａ Ｏ ｓ ｅ ｈ ｏ ｕ ｉ ｎ ｂ ｏ —ｉ ａ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｔ ｙ ｎ ｏ ｏ ｔ ｉ ｈ ｌ ｓ ｉ ｎ ｌｓ ｉ ｓ ｅ ｒ ｃ ｂ ｃ ｌ ｇ ｃ ｐ ｃｔｅ ｎ ｓ ｔ ｆｓｍ ｐ ｙ ｓ ｐ ｏ ｔ ｄ ｐ ａ ｅｐ ｎ ｌ ｔ ｒ ｅ ｐ ｎ ｎ ． Ｔｈ ｕ ｃ ｍ ｅ ｕ ｋ ｉ ａ ａ ｉ ｓ ｏ ｅ ｓｏ ｉ ｌ ｕ ｐ ｒ ｅ ｌ ｔ ａ ｅ ｓｗｉ ｌ ｇ ｒ ｏ ｅ ｉ ｇ ｎ ｉ ｈ ａ ｅｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｂ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ Ｒ ｉ ｈ ｕ ｕ ｅ ａ ｅ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｔ ｅ ＣＳ ｎ ｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ． ｎ
孔板开孔率 标准
孔板开孔率是指孔板上的开孔面积与总面积之比，它是一个重要的参数，对孔板的流量测量和性能影响较大。
关于孔板开孔率的标准，以下是一些参考信息：
1. 孔板开孔率计算公式：
开孔率（%）=（开孔面积/ 总面积）× 100
其中，开孔面积指的是孔板上的孔洞总面积，总面积指的是孔板的总面积。
2. 标准孔板开孔直径：
标准孔板的开孔直径是一个重要的参数，对制成的孔板性能有较大影响。
在选择开孔直径时，应考虑到流量、压力损失、测量精度等因素。
通常，开孔直径为6mm、10mm、16mm、25mm 等规格。
3. 孔板开孔率与流量的关系：
开孔率越大，流量越大；开孔率越小，流量越小。
但在实际应用中，开孔率的大小还需根据实际工况和需求来选择。
4. 孔板开孔率与压力损失的关系：
开孔率越大，压力损失越小；开孔率越小，压力损失越大。
然而，在某些特定条件下，如气流速度过高或过低，开孔率对压力损失的影响可能不明显。
5. 孔板开孔率与测量精度的关系：
开孔率越大，测量精度越高；开孔率越小，测量精度越低。
但需要注意的是，过大的开孔率可能导致流量波动增大，从而影响测量精度。
开孔板应力集中实验报告
开孔板应力集中实验报告1. 背景开孔板是一种常见的结构元件，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
然而，开孔板在使用过程中容易出现应力集中现象，导致结构强度降低，甚至引发断裂事故。
为了研究开孔板的应力分布规律，并提出相应的改进措施，我们进行了开孔板应力集中实验。
2. 实验目的本实验旨在通过加载不同大小和形状的开孔板，测量和分析其应力分布情况，以及对比不同参数对应力集中的影响。
3. 实验装置与方法3.1 实验装置本实验采用以下主要装置和设备：•材料：选择常用的金属材料作为开孔板样品。
•实验台架：用于固定和支撑开孔板样品。
•加载装置：通过施加不同大小的载荷来加载开孔板样品。
•应变计：用于测量开孔板样品上产生的应变。
•数据采集系统：用于记录并处理实验数据。
3.2 实验方法本实验主要包括以下步骤：1.制备开孔板样品：根据实验设计要求，制备不同大小和形状的开孔板样品。
2.安装开孔板样品：将开孔板样品固定在实验台架上，并确保其处于合适的加载位置。
3.施加载荷：通过加载装置施加不同大小的载荷，记录载荷值。
4.测量应变：利用应变计测量开孔板样品上产生的应变，并记录数据。
5.数据处理：将测得的载荷和应变数据进行处理，计算并绘制应力集中图谱。
4. 实验结果与分析经过一系列实验操作和数据处理，我们得到了开孔板样品在不同载荷下的应力分布情况。
通过分析实验结果，我们得出以下结论：1.应力集中现象明显：在开孔板周围形成了明显的应力集中区域，表现为局部高应力区域。
2.开孔尺寸对应力集中影响显著：随着开孔尺寸增大，应力集中区域逐渐扩大。
3.开孔形状对应力集中影响较小：相同尺寸下，不同形状的开孔板在应力集中区域的分布差异较小。
5. 改进建议基于实验结果和分析，我们提出以下改进建议：1.优化开孔板结构：通过合理设计开孔板的尺寸和形状，减小应力集中区域的大小和程度。
2.增加支撑结构：在开孔板周围增加适当的支撑结构，分散应力集中，提高结构强度。
双层开孔消浪板结构消能性能分析
Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆｄ ｓｉ ａ ｉ ｇ ｗａ ｅ ｆｔ － ｙ ｒ ｐ ｒ ｕ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｉｓｐ ｔ ｖ ｓｏ ｗｏ ｌ ｅ ｏ ｏ ｓ ｎ ａ
ｅ ｅ ｇ ｉ ｉ ａｉ ｎ ｃ ｅ ｃｅ ｔ ｗ ｔ ｅ ｐ ｃ ｏ ｄ ｆ ｒ ｎ ａ ｔｒ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ｉａ ｅ ｔ ａ ｈ ｗｏ ｎ ｒ ｙ ｄ ｓ ｐ ｔ ｏ ｆ ｉｎ ｓ ｉ ｒ ｓ ｅ ｔｔ ｉ ｅ ｅ ｔｆ ｃｏ ｓｗｅ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｓ ｏ ｉ ｈ ｆ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｔ — ｓ ｌｙ ｒｐ ｒ ｕ ｎ ｒ ｉｓ ａ ｉｎ ｐ ａ ｅ ｈ ｓ ｔ ｅ ｇ ｏ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｄ ｓ ｉ ａｉ ｇ ｗ ｖ ｓ ａ ｅ ｏ ｏ ｓｅ ｅ ｇ ｄ ｓ ｉ ｔ ｌ ｔ ａ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｉｓｐ ｔ ａ ｅ ． ｙ ｐ ｏ ｉ ｃ ｎ Ｋｅ ｒ ｓ ｗ — ｙ ｒｐ ｒ ｕ ｌ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｔ ｏ ｌ ｅ ｏ ｏ ｓ ｐ ａｅ；ｅ ｅ ｇ ｉｓ ａ ｉｎ；ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｇ ｗ ｖ ｓ ｎ ｒ ｉｓ ａ ｉｎ ｃ ｅ ｃ ｅ ｔ ａ ｎ ｒ ｄ ｓｉ ｔ ｙ ｐ ｏ ｉｓｐ ｔ ａ ｅ ；ｅ ｅ ｇ ｄ ｓｉ ｔ ｏ ｆ ｉｎ ｎ ｙ ｐ ｏ ｉ
ｅ ｒ ｙ ｄ ｓ ｉ ｔｏ ｐｌ ｔ ｎｅ ｇ ｉｓｐａ ｉ ｎ ａ ｅ
Ｗａ ｇＨ ｎ ， ｈ ｎ Ｄ ｍ ｎ ， ｈ ｕ Ｌｊｎ Ｓ ｅ ｉｕ ｎ ｏ ｇ Ｃ ｅ ａ ｉｇ Ｚ ｏ ｉ ， ｈ ｎ Ｌｙ ｕ
开孔洞板的受力性能分析
开孔洞板的受力性能分析摘要：本文对开圆孔板在弹性范围内受力性能进行了分析。
鉴于试验的局限性与数值技术的发展，本文应用大型有限元分析软件建立模型。
对开孔半径和板厚度这两个因素对板承载力性能的影响进行分析。
关键词：平板开孔弹性有限元Abstract ：This paper analyses the functionof thehole-plate in the elastic field ，In the case of the limit of expeminent and the develop ment of element ，Based on the element model ，This paper analysed the function of hole-plate the two factors, which are the radius of the hole and the thickness of the platekey words：plateholeelastictityelement1.引言近几年来，开孔的构件在工程上得到广泛的应用。
如：钢结构中的蜂窝构件，就是使梁、柱的腹板上形成不同形状的孔洞。
这些孔洞减轻结构的自重、提高了构件的承载力同时又能穿管线，并且造型比一般的钢构件美观。
有些削弱型节点也采用在梁腹板上开孔使得腹板得到削弱，塑性铰向节点域的外侧移动从而有效保护了节点域，降低了节点发生的脆性破坏的可能性。
还有剪力墙上开的不同形状的洞口等。
这些问题都能归结为开孔平板的受力性能这一问题上来。
虽然这些问题在实际中都有一定的处理方法，但是，大部分都是在生产实际中积累的经验，却没有系统的理论分析作依据。
本文的目的就是为了从弹性理论上系统地对这一类问题系统地分析。
2.究内容及方法1）本文采用有限元方法分析开孔板的弹性受力性能。
2）根据研究的问题的特性，抽象出具体的模型并且确定边界条件以及加载条件。
开孔板的有限元分析
－
００ ．５ ０ １ ．０
—
－０．１ ５
—
０２ ．０ ０２ ．５ ０３ ． ０ ０ ３ ．５ ０４ ．０
ｂ
一
看， 采用 Ｌ ４ ／０就 可 以满 足精 度 要 求 ． 图 １中 中边 将
１ 、 边 ２ —１ 周 —２的 应 力 （ 面 所 提 到 的应 力都 是 ，韦芳 芳
（ 江苏大学理学 院 ， 苏 镇 江 ２２ １ ２ １ 江 １０ ３； ．东 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 苏 南 京 ２ ０ ９ ） 江 １０ ６
［ 摘 要 ］智 能 建 筑 的 大量 出现 ， 中的辅 助设 施 越 来越 多 ， 其 也越 来越 复 杂 ， 致很 多管路 、 导 线路 、 电
Ｆｇ２ ｉ． 口 ｆｓｄ ｏ ｉｅ ２—２
有孔 洞 ， 小数 指 孔 洞 尺 寸 ） 从 曲 线 图 中 可 以 比较 得 ．
出： 当孔 洞 尺寸 越来 越 大 时 ， 因为孔 洞 上 没有 荷 载 引 起 应 力减 少 的程 度 越来 越 大 ．
［ 稿 日 期 ］２ ０ 收 ０ ２—０ ５—２ ３ ［ 金 项 目］教 育 部 重 点 实 验 室 开 放 基 金 资 助项 目 基 ［ 者 简 介 】徐 力 （ ９ ７一 ）男 ， 北 蕲 春 人 ， 苏 大 学 硕 士 生 作 １７ ， 湖 江
梯 都 是 从楼 板 中开 孔 穿过 ． 筋 混凝 土 板 开 孔后 受 力性 能会 发 生 改 变 ， 的 周 围 出现 应 力 集 中 ． 钢 孔
用有 限 元分 析 了四 边 固 支开孔 板在 不 同开 孔位 置 和形 状 ， 同开孔 面积 的情 况 下 内 力的 改 变 ， 不 获得
了 内力 改 变 的规律 ， 和 三边 固支板 、 并 悬挑 板在 近 似 的 边界 条 件 下 的 受 力情 况进 行 比较 ， 到 一 些 得 相近 的 结 果 ， 为 以后 在 实 际工程 中类似 的情 况提 出 了一 些工程 设 计 建议 ． 并
1.钢板开孔技术简介解析
RS274X：含X、Y坐标，也含D-Code文件
RS274D：含X、Y坐标，不含D-Code文件
技术的进步
• 电子数据转移 除了激光切割与电铸成形之外，模板制作中的 最重要进步是电子数据转移。近如1995年，提 供给模板制造商的多数图片都是胶片正片(film positive)，一比一地配合光铜上的图形。组件 开孔的修饰涉及重复的摄影技巧和手工操作。 该工艺也决定于所提供胶片正片的质量。最后， 分步重复图片是一项繁重的任务。
钢片
丝网
钢板的结构
Байду номын сангаас
绷网采用红胶+铝胶带方式，在铝 框与胶粘接处，须均匀刮上一层保 护漆（S224）。同时，为保证网板 有足够的张力(规定不小于30牛顿 /cm)和良好的平整度
网框
C.网框:框架尺寸根据印刷机的要求 而定，以DEK265和MPM UP3000机型 为例，框架尺寸为 29′*29′(inch),采用铝合金,框 架型材规格为1.5′*1.5′(inch)
因为涉及一个感光工具(虽然单面)可能存 在位置不正。如果电镀工艺不均匀，会 失去密封效果。还有，如果清洗过程太 用力，密封“块”可能会去掉。
激光切割的模板
• 直接从客户的原始Gerber数据产生，激光切割 不锈钢模板的特点是没有摄影步骤。因此，消 除了位置不正的机会。模板制作有良好的位置 精度和可再生产性。Gerber文件，在作必要修 改后，传送到(和直接驱动)激光机。物理干涉 少，意味着出错机会少。虽然有激光光束产生 的金属熔渣(蒸发的熔化金属)的主要问题，但 现在的激光切割器产生很少容易清除的熔渣。 激光技术是唯一允许现有的模板进行返工的工 艺。
• 返工模板
一个比较近期的创新发生在返修(rework) 领域。现在有“小型的”模板，专门设 计用来返工或翻修单个组件。可购买单 个组件的模板，如标准的QFP和球栅阵 列(BGA)。当然也有相应的刮板，或小型 刮刀。
轴心受压开孔薄板弹性屈曲性能分析
轴心受压开孔薄板弹性屈曲性能分析柳亚华;姚行友;苏坚艺;雷东展;肖周华【摘要】由于开孔板件的孔洞周围会出现应力集中,板件易在开孔部位提前进入屈服状态,发生屈曲,进而影响整体结构的稳定性.用Abaqus对开孔板件在轴心受压情况下的弹性屈曲性能进行分析,讨论板件开孔大小以及开孔位置、开孔间距、板件宽厚比、板件尺寸等对开孔板件屈曲性能的影响.在分析参数的基础上,给出轴心受压开孔板件屈曲稳定系数的建议公式.结果表明,开孔位置距离板件短边较近时,板件的屈曲系数明显下降,且随着开孔尺寸的增大影响程度越大;孔间距固定在一定范围时对开多孔薄板的屈曲系数影响较小;板件的宽厚比及其尺寸对轴压薄板的屈曲系数影响不大.【期刊名称】《宁夏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】7页(P45-51)【关键词】轴心受压;开孔薄板;弹性屈曲;屈曲稳定系数【作者】柳亚华;姚行友;苏坚艺;雷东展;肖周华【作者单位】南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌 330099;南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌 330099;南昌工程学院江西省水利土木工程基础设施安全重点实验室,江西南昌 330099;南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌330099;南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌 330099;南昌工程学院土木与建筑工程学院,江西南昌 330099【正文语种】中文【中图分类】TU392.1随着工程材料与加工技术的快速发展,冷弯型钢构件向着薄壁、高强度、截面形式复杂化的趋势发展,并在国内外各类工程中得到广泛的应用[1],如船舶的甲板、超市的仓储货架、海洋平台结构与航空航天工业等．为便于辅助设备、管道通过、人员通行、减轻结构自重等,常在板件上开孔．由于在开孔板件的孔洞周围会出现应力集中现象,开孔板件在开孔部位提前进入屈服状态，承载力下降．文献显示,不同开孔对板件的屈曲系数存在不同程度的降低效应．何保康的研究结果表明,开孔位置位于板件有效宽度之外时[2],对板件的极限承载力影响较小；而开孔位置位于板件有效宽度内时,随着孔宽的增大,承载力显著下降．危晓丽通过有限元软件分析板件开孔率及孔间距对开孔板件承载力的影响[3],并提出开孔板件承载力的近似计算方法．文献[4—5]的研究结果表明,开孔板件的开孔位置及长宽比对板件的屈曲承载力影响较大,当开孔从相对短边边缘向板中心移动时,板的屈曲承载力先增大后减小．文献[6]分析了板件的宽厚比与开孔率对轴压板件屈曲承载力的影响,并提出开孔板件承载力的近似计算公式．El-Sawy等研究开孔沿长边位置变化及板件长宽比变化，对受轴向均匀分布压力的偏心开孔矩形板屈曲强度的影响[7]．Wang通过对不同开孔形式的研究[8],提出开孔板件等效厚度的计算公式．为系统分析开孔对板件屈曲性能的影响,笔者用有限元软件对轴心受压开孔薄板弹性屈曲性能进行分析,主要包括板件的长宽比、宽厚比、开孔形状、开孔尺寸、开孔间距和位置等,并给出轴心受压开孔板件屈曲稳定系数的建议计算公式．1 开孔薄板有限元模型的建立1.1 开孔薄板截面的基本参数为分析板件长宽比、宽厚比、开孔形状、开孔尺寸、开孔间距和位置等对轴心受压开孔薄板的屈曲性能,用Abaqus建立开孔板件分析模型,其试件的开孔形式及尺寸如图1所示.图1中,矩形板的板长为a、板宽为b、板厚为t；圆孔直径为d,长圆孔的孔长为Lh、孔高为Hh,孔间距为S(圆孔个数为n,长圆孔个数为m),圆孔距离短边距离为xd,长圆孔距离短边距离为xe．图1 试件的开孔形式(mm)1.2 薄板有限元模型的建立开孔板件的弹性模量E=206 GPa,泊松比ν=0.3,用塑性壳单元,每个单元有4个节点,每个节点有6个自由度,在模型x方向边界约束为Uz,在y方向边界约束为Ux,在板件四边约束为Uy.在板件短边施加轴向均匀单位荷载,进行四边简支轴心受压薄板的屈曲分析．为验证四边简支轴心受压板件分析模型的有效性,用未开孔板件有限元屈曲分析与板件弹性屈曲应力的经典计算公式(式(1))计算结果并进行对比．(1)对宽厚比b/t=100的不同长宽比a/b轴压板件的屈曲分析结果如图2所示．图3为未开孔板件有限元分析屈曲应力与公式计算的对比，未开孔轴心受压薄板有限元分析所得屈曲应力σf与公式计算的屈曲应力σcr结果吻合较好(图3),表明分析模型的边界条件正确．在此基础上,用Abaqus有限元软件建立四边简支开孔轴心受压薄板分析模型(图4)．为快速且准确地分析开孔板件的屈曲性能,经过反复验算,最终确定板件网格划分尺寸为4 mm．图2 不同长宽比未开孔轴压板件屈曲模态图3 未开孔板件的有限元分析结果与公式计算结果的对比图4 开孔板件的有限元模型2 开圆孔轴心受压板件的弹性屈曲2.1 开单孔轴心受压板件的弹性屈曲用有限元分析单圆孔轴心受压构件的屈曲模式和屈曲稳定系数k.板件的长宽比a/b=1～8,板件的宽厚比b/t=100,开孔直径d=0.1～0.8 mm,开孔位置由板件短边沿x轴向板件中心移动．其中,对于a/b=4,b/t=100,d=0.2～0.8 mm,开孔位置位于中央的板件.得到的屈曲模式如图5所示．在不同d/b，a/b下,开孔位置由板件短边沿x轴向中心移动时,k的变化规律见图6．由图6可知,对于小孔如d/b=0.1,特别是当a/b较大时，孔位置对k的影响很小.数据还表明,a/b=2,3,4,8的矩形板件屈曲行为与a/b=1方形板的相似,当距离板端很近如xd/b≤0.5时,k普遍偏低；当xd/b≥0.9时,d/b,xd/b对轴压板件的k影响很小且趋于平稳．因此,板件存在一个不利的区域(0.25≤xd/b≤0.9)，在该区域内开孔板件的k明显下降,且k随着d/b的增大而增大．因此建议开孔的d/b≤0.4,以防止在方形板或矩形板的不利区域内，开孔导致特征屈曲值偏小.或者开孔的xd/b≥0.9,以保障开孔板件的k≥3.5．图5 开单圆孔板件第1阶屈曲模态图6 开单圆孔板件的屈曲系数变化同时,为验证宽厚比(b/t)对开孔轴压板件k的影响,取a/b=3且中央开圆孔的板件,对b/t=25,100,200进行分析,分析结果如图7所示．由图7可知,在该条件下，b/t 对轴压矩形薄板的k影响不大．2.2 多圆孔在对轴心受压开单孔薄板研究的基础上,沿x轴开等距多圆孔,开孔个数n=3,5,7(图1 b～1 d),得到的屈曲模式见图8．首先,分析多孔中最外侧孔的板端距xd/b对开孔板件k的影响,有限元分析结果见图9．由图9可知,在xd/b≤2.0时,k不稳定,且k随着xd/b的增大而增大．当xd/b≥2.0时,k趋于平稳且k≥3.5,能够保障开孔板件的稳定性．由多孔板件的分析结果可知,xd/b也存在一个不利的区域,即当多孔两侧的开孔距离板短边边缘过近时,k明显降低．图7 开单圆孔板件不同宽厚比的屈曲系数变化图8 开多圆孔板件第1阶屈曲模态图9 板端距对开多孔板件屈曲系数的影响根据以上分析结果,xd/b=2时，可防止S/d产生的影响．当d/b=0.2～0.8,S/d=2～25,开孔个数n=3,k的变化如图10所示．由图10可知,将开孔限制在不利区域范围外时,S/d对k的影响不大,k在[3.5,4]波动.因为当S/d足够大时,可将开多圆孔板件当作数个单孔板件的连接状态;而当S/d过小时,Abaqus分析所得结果较为复杂,k呈现不规则波动状态．图10 孔间距对多孔板件屈曲系数的影响n=3,5,7时对开多孔板件屈曲性能的影响见图11．由图11可知,在xd/b，S/d固定的情况下,n对板件k的影响不大．因此当xa/b,S/d取安全值时,n对k影响不大．图11 开孔个数对开多孔板件屈曲系数的影响以a/b=8，b/t=100，xd/b=2,孔间距与板端距相同,n=3的开孔板件为研究对象,当d=0.1～0.8时,得到的屈曲模式见图12，k的变化见图13．图12 开3圆孔板件第1阶屈曲模态图13 开3圆孔对开孔板件屈曲系数的影响3 开长圆孔轴压板件的弹性屈曲3.1 纵向单孔板件长圆孔的圆心沿着板件x轴由板端向中心移动时,k的变化如图14所示．由图14可知,长圆孔的不利区域在xe/b≤1.0.相较于开圆孔板件的不利区域有所增加．其中，对于a/b=4，b/t=100，Lh/Hh=2,Hh/b=0.3～0.7及开孔位置位于中央的板件,得到的屈曲模式如图15所示．图14 开孔板件长圆孔沿x轴移动对屈曲系数的影响分析开孔大小对单长圆孔轴心受压构件k的影响.以a/b=3,4,8，b/t=100,Hh/b=0.1～0.7,Lh/Hh=2及开孔位置位于中央的板件为研究对象,得到k的变化见图16．由图16可知,Hh/b过大反而导致k升高.主要是因为Hh/b的增大会导致应力集中在长圆孔长边的两侧,如图15中的c,d,e所示.在Hh/b≤0.4时,应力主要分布在开孔四周；而当Hh/b≥0.4时,应力集中在长圆孔长边的两侧，屈曲模式发生了改变.从屈曲模式看，应力主要分布在开孔离板边缘较近一侧的位置,表现为三边简支．分析长圆孔的Lh/Hh对k的影响.以a/b=8,b/t=100,Lh/Hh=1～4，Hh/b=0.2～0.7及开孔位置位于中央的板件为研究对象,k的变化如图17所示．由图17可知,在Hh/b≤0.5时,k随着Lh/Hh的变大而减小；当开孔过大时反而k随着Lh/Hh 的变大而增加.当长圆孔开孔过大时(图18),应力主要分布于长圆孔长边处,表现为三边简支板件的屈曲模态.图15 开长圆孔单孔板件1阶屈曲模态图16 开孔板件长圆孔对屈曲系数的影响图17 单长圆孔板件孔长与孔高比对开孔板件屈曲系数的影响其中,对于a/b=8,b/t=100,Lh/Hh=1～4,Hh/b=0.5及开孔位置位于中央的板件,得到的屈曲模式如图18所示．图18 开单长圆孔板件孔长与孔高比1阶屈曲模态3.2 纵向多孔板件分析长圆孔S/Hh对k的影响(图19),其中，长圆孔个数m=3．与多圆孔类似,对长圆孔多孔进行分析时,xe/b=2.0以防止其对其他参数定向分析时产生影响.由图19可知,长圆孔的S/Hh≥7时可保证板件安全．对于a/b=8，b/t=100，Lh/Hh=2,Hh/b=0.1～0.7,m=3,xd/b=2,长圆孔的间距与板端距相同的板件,得到的屈曲模式见图20,所得结果见图21．图19 多长圆孔间距对开孔板件屈曲系数的影响4 开孔板件的弹性屈曲设计用Abaqus分析开孔对k的影响．由上述分析可知,xd/b,d/b,Lh/Hh等都是影响开孔薄板k的主要因素.其中,当多孔板件的S足够大时,可将多孔板件视为多个单孔板件连接组合状态,xd/b对开单孔板件k的变化有规律可循．文中假设当多圆孔板件的S≥xd/b时、长圆孔的S/Hh≥7时，可以保证板件安全．对比分析开单圆孔薄板的有限元分析数据,结果见图22.图20 开3长圆孔板件1阶屈曲模态图图21 开3长圆孔孔高与板宽比对开孔板件屈曲系数的影响图22 单孔圆孔直径与板宽之比对开孔板件屈曲系数的影响基于有限元分析结果,在满足开孔端距和间距的情况下,开圆孔板件的k可用公式(2)计算:(2)分析单孔长圆孔和多孔长圆孔板件在不同Hh/b条件下k的变化，Lh/Hh对k的影响.开长圆孔板件的k可用公式(3)计算:k2=k2=(3)5 结论1)对于开单圆孔的轴心受压板件,建议直接将开孔位置限制在板端距xd/b≥0.9的区域,以保障开孔板件的屈曲系数k≥3.5．对于开长圆孔的轴心受压板件,建议将开孔位置限制在xe/b≥1.0的区域.而多圆孔的xd/b≥2.0时,开孔板件的k≥3.5,可保障开孔板件的稳定性．2)当开孔位置限制在不利区域外,对开单圆孔的开孔尺寸与开单长圆孔的孔长比孔高提出2个建议公式．经验公式得到的k在有限元分析结果范围内，可保证计算结果偏向保守和安全．3)当多孔板件的孔间距足够大时,可将多孔板件视为多个单孔板件的组合状态,因为板端距对开单孔板件k的变化规律明显.当将开孔限制在不利区域范围外,多孔的孔间距对开孔板件k的影响不大,k在[3.5,4]波动.将多孔板件的孔间距与板端距的关系为S≥xd/b时,可保证孔间距在安全距离内．4)当开孔板件的开孔小于0.4时,从屈曲模态看,应力主要分布在开孔四周,为四边简支,板件的k随着开孔的增大而降低.随着开孔继续增大,应力主要分布在开孔离板边缘较近一侧的位置,表现为三边简支.此时如果采用常规三边简支板件最小屈曲稳定计算的话,稳定系数过于保守．参考文献：【相关文献】[1] 陈雪庭,陆祖欣,沈祖炎,等.GB 500015—2002冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].北京:中国计划出版社,2002.[2] 何保康,周天华.冷弯型钢截面局部屈曲和AISI规范有效宽度计算的统一法则[J].建筑钢结构进展,2005,7(4):6-10.[3] 危晓丽,余绍锋.单向均匀受压四边简支开孔板承载力近似计算[J].结构工程师,2009,25(3):56-61.[4] 杨瑞智,余绍锋.轴心受压开孔板的屈曲承载力分析[J].低温建筑技术,2011(4):62-63.[5] 刘慧泉,张世联,褚洪.受轴向压力开孔板极限强度有限元分析研究[J].海洋工程,2013,31(1):38-42.[6] SHANMUGAM N E, THEVENDRAN V, TAN Y H. Design formula for axially compressed perforated plates [J]. Thin-Walled Structures,1999,34(1):1-20.[7] EL-SAWY K M, NAZMY A S. Effect of aspect ratio on the elastic buckling of uniaxially loaded plates with eccentric holes[J]. Thin-Walled Structures,2001,39(12):983-998.[8] MOEN C D, SCHAFER B W. Elastic buckling of thin plates with holes in compression or bending[J]. Thin-Walled Structures,2009,47(12):1597-1607.。
钢结构开孔板件净截面抗剪性能研究
图 ５ 子 洞 直 径 对 板 件 净 截 面 最 大 剪 应 力 的影 响 Ｌ
图 ６ 孔 洞 数 量 对 板 件 净 截 面 剪 应 力 分 布 及 大 小 的影 响
图 ７ 螺 栓对 板 件 净 截 面 剪 应 力分 布 的 影 响
［］ ａｋＪ Ｕ ｔ ａｅｓ ｅ ｇ ｆ ｅｆｒｔｄ ｓ ｅ ２ Ｐ ｉ Ｋ． ｌ ｍ ｔ ｔ ｎ ｔ ｏ ｒ ａｅ ｔ ｌ ｉ ｒ ｈ ｐ ｏ ｅ
ｐ ａｅ ｕ ｄ ｒ ｅ ｇ ｓ ｅ ｒ ｌ ａ ｉ ｇ ｈ ｎ ｌ ｔ ｓ ｎ ｅ ｄ ｅ ｈ ａ ｏ ｄ ｎ ．Ｔ ｉ —Ｗ ａｌ ｄ ｌｅ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ０ ７，５：０１ ３ ６ ｔｕ ｔｒｓ２ ０ ４ ３ － ０ ．
置 螺 栓 孔 ８个 ， 径 ２ｒ 端 距 孔 ６ ｍ， ａ
５ｍ ５ ｍ， 心 距 ８ ｍ 中 ０ ｍ。 分 螺 栓 孔 内
有 、 螺 栓 两 种 情 况 分 析板 件 净截 面 无
上 的剪 应 力 。 采 用 Ａ Ａ Ｕ 建 立 有 Ｂ Ｑ Ｓ
孔 洞 时 ， 件净 截 面上 的剪 应 力 分 布 板
栓 的抗 剪 、 压传 递 了部 分 剪 力 。计 承 算 两 种 情 况 板 件 净 截 面 上 剪 力 合 力
可 知 ， 过螺 栓 传 递 的剪 力 约 为 总 剪 通
力 的 ２ ％ ， 近 中部 的螺 栓 所 传 递 的 ５ 靠
４５
［１Ａ Ａ ＳＩｃ Ｂ Ｕ ． ｒ．． ａｙｉ ｕｅ ３ Ｂ ＱＵ ， ． ＡＱ ＳＶｅ６９ａ ｌｓ ｓｒ ｎＡ ｎ ｓ
面 上 的 剪 应 力 分 布 在 整 体 趋 势 及 小
区 段 上 均 遵 循 中 间 大 、 端 小 的 规 两
结构设计中大板开洞处理探讨
结构设计中大板开洞处理探讨一、概述随着建筑朝多样性和智能化发展，建筑设备管网越来越复杂，使得结构设计中穿板设备洞口大量出现，尺寸也趋于增大，这些洞口的存在会改变钢筋混凝土板的受力性能。
对于长度不大于1m的穿板洞口，结构构造手册和相关图集中采取了洞周边设板加强筋的构造措施；对于长度大于1m的洞口，结构设计中一般采取洞边加次梁的方式，但当板跨较大尤其存在降板使得荷载增大时，次梁高度过大不仅压低了下层的净空，也容易对框架梁造成比较大的剪扭。
不少学者对普通开洞砼板的受力进行了分析，但对于大跨板开较大洞仍缺乏合理的设计建议。
本文针对大板开大洞的问题，分析了不同位置板洞对大跨板的受力影响，并结合大跨板厚度较大的特点，提出采取板边设暗梁对板洞边加强的方法，并利用有限元方法进行了受力分析验证，为相关结构设计提供参考。
二、不同位置板开洞的受力分析根据工程实际中常见的几种大板的开洞形式，本文选取厚度200mm、跨度8.0m×8.0m的大板分别按在板角部、板边中部及板中心开洞（见图1）进行受力分析，洞口尺寸分别为b×h=0.4m×1.0m、0.5m×1.5m、0.6m×1.8m。
考虑降板情况，板四周为简支，均布荷载为12kN/m2（含板自重）。
采用ANSYS有限元分析软件计算，选取八节点的壳单元Shell93，网格划分尺寸为0.1m。
有限元分析结果（表1）显示，板开洞后在洞口角点出现了应力集中，圣维南区范围较小，约在距角点0.4m以内；且板洞周边0.3m范围内均为较高应力区，其中洞短边应力尤高。
板洞的出现使局部板边约束由简支变为自由，虽然同时使作用在板面上的总荷载值相应减小，但总体上开洞后板的跨中挠度增大，其中，洞在板角部和洞在板中心时挠度增大较多，洞在板边时，挠度增大不明显。
由表1可得，当大板边支座为简支时，板边中部开洞对板的受力、变形影响较小，结构设计中可采用加强筋对板洞周边局部处理。
开孔洞板的受力性能分析
开孔洞板的受力性能分析摘要：本文对开圆孔板在弹性范围内受力性能进行了分析。
鉴于试验的局限性与数值技术的发展，本文应用大型有限元分析软件建立模型。
对开孔半径和板厚度这两个因素对板承载力性能的影响进行分析。
关键词：平板开孔弹性有限元Abstract：This paper analyses the function of thehole-plate in the elastic field，In the case of the limit of expeminent and the develop ment of element，Based on the element model，This paper analysed the function of hole-plate the two factors, which are the radius of the hole and the thickness of the platekey words：plateholeelastictityelement1.引言近几年来，开孔的构件在工程上得到广泛的应用。
如：钢结构中的蜂窝构件，就是使梁、柱的腹板上形成不同形状的孔洞。
这些孔洞减轻结构的自重、提高了构件的承载力同时又能穿管线，并且造型比一般的钢构件美观。
有些削弱型节点也采用在梁腹板上开孔使得腹板得到削弱，塑性铰向节点域的外侧移动从而有效保护了节点域，降低了节点发生的脆性破坏的可能性。
还有剪力墙上开的不同形状的洞口等。
这些问题都能归结为开孔平板的受力性能这一问题上来。
虽然这些问题在实际中都有一定的处理方法，但是，大部分都是在生产实际中积累的经验，却没有系统的理论分析作依据。
本文的目的就是为了从弹性理论上系统地对这一类问题系统地分析。
2. 究内容及方法1）本文采用有限元方法分析开孔板的弹性受力性能。
2）根据研究的问题的特性，抽象出具体的模型并且确定边界条件以及加载条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4 5
03 Step 几何 > 曲线 > 交叉线…
操作步骤
1
点击[
] 选择屏显对象
1
2
点击[适用] 键
2
3 点击[取消] 键
4 选择有标记[ O ]的3条线
5 按键盘上的 [删除] 键
6 点击[确认] 键
2
3
6
开孔板
4
1
“Ctrl+A” 是“选择屏显示对象”快
捷键.
2
[Enter] 是[适用]命令的快捷键.
1 2
4 5
开孔板
3 4
<输出结果窗口> 分析过程和分析信息
________________________________________________________________________________________________________________________________
| 开开孔孔板板 7
14 Step 窗口 > 观察窗口…
操作步骤
1 在模型窗口上框选目标区域 2 [关闭] 观察窗口 3 在[后处理样式] 工具栏点击[初始化后处
理样式]
2 1
Step
开孔板
________________________________________________________________________________________________________________________________
5
3
2 6
开孔板
4
________________________________________________________________________________________________________________________________
| 开开孔孔板板 1
02 Step 几何 > 曲线 > 在工作平面上创建 > 2D 矩形(线框)… , 圆…
________________________________________________________________________________________________________________________________
2 | 开孔板
开孔板
04 Step 网格 > 自动划分网格 > 自动网格平面…
8 | 开孔板
开孔板
00 Step
概要
二维线性静力分析
模型 - ¼ 对称模型 - 单位 : N, mm - 各向同性弹性材料 - 平面应力单元
荷载和边界条件 - 线压力 - 约束(对称)
输出结果 - 范.梅塞斯应力 - 主应力向量 - 结果标注
开孔板
¼ 模型
01 Step 分析 > 分析控制 – 控制 表单 操作步骤 1 分析类型 : [选择2D和XY平面] 2 点击 [ ] [单位系统] 1 3 长度 : [mm] 4 点击 [确认] 键 5 点击[确认] 键 6 在工作窗口点击鼠标右键并选择[隐藏基 准面，栅格，三角标]
操作步骤
1
位置:“(0) , <10, 30>”回车
1
2
点击[取消] 键
2
3 点击[显示全部]
4 中心:“(0)”, 半径:“5”回车
5 点击[取消] 键
3 1 2
1
(
): “坐标 x, y”, 输入一个点回车
< >: “相对 dx, dy”，输入一个点回车
(0) 等于 (0, 0)
2
[Esc] 是命令[取消]的快捷键.
3 4
2
11 Step 特性窗口 : 变形
操作步骤
1 在变形前形状类型自重选择[特征边线]
2 点击[适用] 键
1
3 特性窗口 : [等值线]
4 在等值线显示中选择[True]
5 点击[适用] 键
6 在[后处理样式]工具栏中的线类型中选择
2
[属性线](参见右图)
3
4
ห้องสมุดไป่ตู้
开孔板 6
5
________________________________________________________________________________________________________________________________
P1(V)]
2 在[结果] 工具栏勾选 [显示向量] 并不选
[显示等值线] (参见右图)
3 点击[适用] 键
4 特性窗口 : [向量]
1
5 在显示所有成分中选择[True]
6 在向量类型中选择[等值线]
7 点击[适用] 键
3
4
2
5 6
7
________________________________________________________________________________________________________________________________
8 点击[确认] 键
5
X-平动
Z-转动
Y-转动 (Dummy in 2D XY)
开孔板
用鼠标框选 6
7
8
________________________________________________________________________________________________________________________________
6 | 开孔板
开孔板
12 Step 后处理 > 标记结果…
操作步骤
1 点击[最大] 键 2 点击[关闭] 键
1
2
开孔板
13 Step 后处理工作目录树 : Tension Study (结构线性静态) > Tension Study (1) > 2D单元应力
操作步骤
1 双击[HIGH-Plane STRESS, Surface-
操作步骤
1 点击[ ] 选择屏显对象
2 网格尺寸 - 单元尺寸: “1”
3 特性 : “1”
4 网格组 : [Quarter Plate]
5 勾选 [生成高次单元]
6 点击[确认] 键
2
7 前处理工作目录树 : [网格–网格组– Quarter Plate]
8 点击鼠标右键 并选择 [显示 > 节点]
| 开开孔孔板板 3
06 Step 分析 > 边界条件 > 约束…
操作步骤
1 边界组 : 输入[Support] 2 选择右图节点(51个节点) 3 选择“对称” – [平面 23]键 4 点击[适用] 键 5 选择右图下面节点(11个节点) 6 点击“对称” – [平面 31] 键 7 点击[确认] 键
4 | 开孔板
开孔板
08 Step 分析 > 分析工况…
操作步骤
1 点击[添加] 键 2 名称 : “Tension Study” 3 分析类型 : [线性静态] 4 拖放 [荷载] 到 [应用] 窗口 5 点击[确认] 键 6 点击[关闭] 键
1
2 3
09 Step 分析 > 求解 …
操作步骤
1 前处理工作目录树 : [几何 ...] 2 点击鼠标右键并选择[全部隐藏] 3 分析 > 求解… 4 点击[确认] 键
3
4
5 6
7 8
开孔板
05 Step 分析 > 特性…
操作步骤
1 建立 [2D] 2 选择[平面应力] 表单 3 号 : “1” , 名称 : “PS” 4 厚度 : “1” mm 5 点击[ ] 键 (材料) 6 点击[建立...] 键 7 选择[各向同性] 表单 8 号 : “1” , 名称 : “Matl” 9 弹性模量 : “7e4” N/mm2 10 泊松比 : “0.3” 11 模型类型 : [弹性] 12 点击[确认] 键 13 点击[关闭] 键 14 在材料中选择“1: Matl” 15 点击[确认] 键 16 点击[关闭] 键
| 开开孔孔板板 5
10 Step 后处理工作目录树 : Tension Study (结构线性静态) > Tension Study (1) > 2D单元应力 操作步骤 1 双击[HIGH-Plane STRESS, Surface-范 梅塞斯] 2 在[结果]工具栏的网格形状上选择[变形 +未变形](参见右图) 3 在变形数据中选择[TDtXYZ(V)] 4 点击[适用] 键 1
2 3
14
5 4
15
1
7 9 10
6
8 11
13
12
________________________________________________________________________________________________________________________________
1 52
用鼠标框选
3 6
4 7
07 Step 分析 > 荷载 > 压力…
操作步骤
1 荷载组 : 输入[Tension]
1
2 2 类型 : [线压力]
3 对象类型: [2D单元线]
3
4 4 选择右图中的[10个单元线]
5 方向 : [法向]
6 P : “-25” N/mm
7 点击[预览] 键