,1096. 北京科技大学学报 第32卷 子 (b)所示，其中长边为a=3m,两加劲肋之间长b= 特征值表示给定荷载的比例因子，如果给定荷 1.82m,加劲肋边上h=0.59m,板厚=6mm,加劲 载是单位荷载，特征值即是屈曲荷载，特征矢量是 肋均为L140mm×90mm×10mm,开孔尺寸为800 屈曲形状，一般来说，特征屈曲分析得到的是屈曲 mm×620mm板纵向（与加劲肋垂直的边）与加劲 荷载的上限，主要研究第1个特征值和特征矢量， 肋端部施加单向均布线荷载，经计算，有开孔的壁 22开孔周围有加劲、无加劲对加劲板的屈曲性能 板边界条件为两横边固结，两纵边对称边界时，其等 影响 效应力与反应器整体变形时的等效应力相符合，此 加劲板矩形开孔周围无加劲肋的计算模型如图 时整体结构上的加劲薄板也更安全，所以边界条件 3(a)所示.有加劲肋时的有限元计算模型如图3 选取为两横边固结，两纵边对称边界. L形加劲肋 05a6ha6s a b 图3矩形开孔板有限元分析模型（单位：m)(a)矩形开孔周边无加劲肋时：(b)矩形开孔周边有加劲肋时 Fig 3 Finite elmentmodel of thn plates with rectangular holes (unit m):(a)rectangular hole w ithout ribbed stiffeners (b)rectangular hole with rbbed stiffeners 在单向均匀压力与面外均布压力共同作用时， 加加劲肋时的稳定性增强，同时屈曲临界荷载值 开孔边无加劲肋与有加劲肋的计算模型屈曲模态如 比未加加劲肋时增加了2.95倍，需要注意的是， 图4所示，图4(a)表示矩形开孔周边无加劲肋时 当板格宽厚比变小，即加劲肋间距变密时，原本起 的特征值屈曲变形图.可以看出，在两种均布压力 完全加劲肋作用的加劲肋在板格先屈曲的情况 共同作用下，矩形开孔加劲板开孔周围无加劲肋时， 下，也有失稳的趋势 在单向均布线荷载作用下临界屈曲荷载值为30.6 取出整体结构中开孔周围有加劲肋的板加以验 Nm,在面外均布压力下临界屈曲荷载值为 算，板的纵向加均布荷载10kN·m,面外荷载为 17.7kNm2.开孔周围有加劲肋时，在单向均布 5800Pa钢材的弹性模量取160GPa计算屈曲模态 线荷载作用下临界屈曲荷载值为120.9kN·m, 图如图5.经计算，等效应力最大值为36.1MPa出 在面外均布压力下临界屈曲荷载值为70,1kN· 现在加劲肋与薄板焊接处，开孔周围的加劲肋起到 m2,屈曲模态如图4(b)所示.另外，当开孔边加 嵌固作用.边缘板的中心变形最大，其挠度为217 有L形加劲肋时，孔的周边板的稳定性比原本未 mm,加劲符合强度和稳定性的要求 (b) 图4矩形开孔板面内、外均受压时特征值屈曲变形图，(a)矩形开孔周边无加劲肋时；(b)矩形开孔周边有加劲肋时 Fig 4 Eigenvalue bucklng defomation graph ics of in plane and outof plane compression for thin plates with rectangular holes (a)rectangular hok without ribbed stiffeners (b)rectangular hole w ith rbbed stiffeners北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 子 ）． 特征值表示给定荷载的比例因子‚如果给定荷 载是单位荷载‚特征值即是屈曲荷载．特征矢量是 屈曲形状．一般来说‚特征屈曲分析得到的是屈曲 荷载的上限‚主要研究第 1个特征值和特征矢量． 2．2 开孔周围有加劲、无加劲对加劲板的屈曲性能 影响 加劲板矩形开孔周围无加劲肋的计算模型如图 3（ａ）所示．有加劲肋时的有限元计算模型如图 3 （ｂ）所示‚其中长边为 ａ＝3ｍ‚两加劲肋之间长 ｂ＝ 1∙82ｍ‚加劲肋边上 ｂ1＝0．59ｍ‚板厚 ｔ＝6ｍｍ‚加劲 肋均为 Ｌ140ｍｍ×90ｍｍ×10ｍｍ‚开孔尺寸为 800 ｍｍ×620ｍｍ．板纵向 （与加劲肋垂直的边 ）与加劲 肋端部施加单向均布线荷载．经计算‚有开孔的壁 板边界条件为两横边固结‚两纵边对称边界时‚其等 效应力与反应器整体变形时的等效应力相符合‚此 时整体结构上的加劲薄板也更安全．所以边界条件 选取为两横边固结‚两纵边对称边界． 图 3 矩形开孔板有限元分析模型 （单位：ｍ）．（ａ）矩形开孔周边无加劲肋时；（ｂ）矩形开孔周边有加劲肋时 Ｆｉｇ．3 Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｉｎｐｌａｔｅｓｗｉｔｈｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅｓ（ｕｎｉｔ：ｍ）：（ａ）ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅｗｉｔｈｏｕｔｒｉｂｂｅｄｓｔｉｆｆｅｎｅｒｓ；（ｂ）ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅｗｉｔｈ ｒｉｂｂｅｄｓｔｉｆｆｅｎｅｒｓ 在单向均匀压力与面外均布压力共同作用时‚ 开孔边无加劲肋与有加劲肋的计算模型屈曲模态如 图 4所示．图 4（ａ）表示矩形开孔周边无加劲肋时 的特征值屈曲变形图．可以看出‚在两种均布压力 共同作用下‚矩形开孔加劲板开孔周围无加劲肋时‚ 在单向均布线荷载作用下临界屈曲荷载值为 30∙6 ｋＮ·ｍ —1‚在面外均布压力下临界屈曲荷载值为 17∙7ｋＮ·ｍ —2．开孔周围有加劲肋时‚在单向均布 线荷载作用下临界屈曲荷载值为 120∙9ｋＮ·ｍ —1‚ 在面外均布压力下临界屈曲荷载值为 70∙1ｋＮ· ｍ —2‚屈曲模态如图 4（ｂ）所示．另外‚当开孔边加 有 Ｌ形加劲肋时‚孔的周边板的稳定性比原本未 加加劲肋时的稳定性增强‚同时屈曲临界荷载值 比未加加劲肋时增加了 2∙95倍．需要注意的是‚ 当板格宽厚比变小‚即加劲肋间距变密时‚原本起 完全加劲肋作用的加劲肋在板格先屈曲的情况 下‚也有失稳的趋势． 取出整体结构中开孔周围有加劲肋的板加以验 算‚板的纵向加均布荷载 10ｋＮ·ｍ —1‚面外荷载为 5800Ｐａ‚钢材的弹性模量取160ＧＰａ．计算屈曲模态 图如图 5．经计算‚等效应力最大值为 36∙1ＭＰａ‚出 现在加劲肋与薄板焊接处．开孔周围的加劲肋起到 嵌固作用．边缘板的中心变形最大‚其挠度为 2∙17 ｍｍ‚加劲符合强度和稳定性的要求． 图 4 矩形开孔板面内、外均受压时特征值屈曲变形图．（ａ）矩形开孔周边无加劲肋时；（ｂ）矩形开孔周边有加劲肋时 Ｆｉｇ．4 Ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｂｕｃｋｌｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｇｒａｐｈｉｃｓｏｆｉｎ-ｐｌａｎｅａｎｄｏｕｔ-ｏｆ-ｐｌａｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒｔｈｉｎｐｌａｔｅｓｗｉｔｈｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅｓ：（ａ） ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅ ｗｉｔｈｏｕｔｒｉｂｂｅｄｓｔｉｆｆｅｎｅｒｓ；（ｂ） ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｈｏｌｅｗｉｔｈｒｉｂｂｅｄｓｔｉｆｆｅｎｅｒｓ ·1096·